氮雜雙烯狄爾斯–阿爾德反應
氮雜雙烯狄爾斯–阿爾德反應 | |||||||||
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反應類型 | 環加成反應 | ||||||||
反應 | |||||||||
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標識 | |||||||||
RSC序號 | RXNO:0000092 ![]() | ||||||||
氮雜雙烯狄爾斯–阿爾德反應(英語:azadiene Diels–Alder reaction或aza-Diels–Alder reaction)是利用亞胺與雙烯合成四氫吡啶類物質的環加成反應。這種有機化學反應是狄爾斯–阿爾德反應的變種,氮原子取代了原反應中雙烯或雙烯親和物中亞甲基或次甲基。此反應反應物中的亞胺往往是由胺和甲醛在原位(in situ)產生的,比如環戊二烯與苯甲胺生成氮雜降冰片烯的反應,反應過程如下圖所示:[1]
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/15/%E6%B0%AE%E6%9D%82%E9%99%8D%E5%86%B0%E7%89%87%E7%83%AF%E5%90%88%E6%88%90%E5%8F%8D%E5%BA%94.png/400px-%E6%B0%AE%E6%9D%82%E9%99%8D%E5%86%B0%E7%89%87%E7%83%AF%E5%90%88%E6%88%90%E5%8F%8D%E5%BA%94.png)
在苯胺類物質的對映選擇性氮雜雙烯狄爾斯–阿爾德反應中,即使雙烯被修飾掩蔽,在甲醛水溶液里(S)-脯氨酸(或其衍生物)的催化下也能與α,β-不飽和環酮及芳胺發生反應。[2]
![S-脯氨酸催化的對映選擇性氮雜雙烯狄爾斯–阿爾德反應](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/%E5%AF%B9%E6%98%A0%E9%80%89%E6%8B%A9%E6%80%A7%E6%B0%AE%E6%9D%82%E5%8F%8C%E7%83%AF%E7%8B%84%E5%B0%94%E6%96%AF%E2%80%93%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94.png/400px-%E5%AF%B9%E6%98%A0%E9%80%89%E6%8B%A9%E6%80%A7%E6%B0%AE%E6%9D%82%E5%8F%8C%E7%83%AF%E7%8B%84%E5%B0%94%E6%96%AF%E2%80%93%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94.png)
![(S)-脯氨酸催化的對映選擇性氮雜雙烯狄爾斯–阿爾德反應的催化循環示意圖](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4d/%28S%29-%E8%84%AF%E6%B0%A8%E9%85%B8%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%AF%B9%E6%98%A0%E9%80%89%E6%8B%A9%E6%80%A7%E6%B0%AE%E6%9D%82%E5%8F%8C%E7%83%AF%E7%8B%84%E5%B0%94%E6%96%AF%E2%80%93%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%BE%AA%E7%8E%AF.png/350px-%28S%29-%E8%84%AF%E6%B0%A8%E9%85%B8%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%AF%B9%E6%98%A0%E9%80%89%E6%8B%A9%E6%80%A7%E6%B0%AE%E6%9D%82%E5%8F%8C%E7%83%AF%E7%8B%84%E5%B0%94%E6%96%AF%E2%80%93%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%BE%AA%E7%8E%AF.png)
如右圖所示,(S)-脯氨酸催化對映選擇性氮雜雙烯狄爾斯–阿爾德反應的催化循環從芳香胺與甲醛產生亞胺開始。在反應的第一步中,酮與脯氨酸脫水縮合產生的氮雜雙烯和生成的亞胺結合。反應的第二步是內型-平面型體系環化反應(endo-trig cyclisation),因為亞胺中的氮原子與脯氨酸殘基中羧基si-面(si-face)上的氫原子間形成了氫鍵,所以只會產生兩種可能的對映異構體之一(99%ee)。反應進入第三步後,第二步產生的有機化合物發生水解,得到產物與脯氨酸,脯氨酸作為催化劑再次進入循環。
有研究發現大量發生在各種亞胺與丹尼謝夫斯基雙烯(Danishefsky's diene)間的的氮雜雙烯狄爾斯–阿爾德反應能由咪唑鹽催化,並擁有較高產率。其反應過程如下圖所示:[3]
![咪唑鹽催化氮雜雙烯狄爾斯–阿爾德反應示意](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/%E5%92%AA%E5%94%91%E7%9B%90%E5%82%AC%E5%8C%96%E6%B0%AE%E6%9D%82%E5%8F%8C%E7%83%AF%E7%8B%84%E5%B0%94%E6%96%AF%E2%80%93%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94.png/450px-%E5%92%AA%E5%94%91%E7%9B%90%E5%82%AC%E5%8C%96%E6%B0%AE%E6%9D%82%E5%8F%8C%E7%83%AF%E7%8B%84%E5%B0%94%E6%96%AF%E2%80%93%E9%98%BF%E5%B0%94%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94.png)
參見
參考文獻
- ^ Paul A. Grieco and Scott D. Larsen. Iminium ion based Diels-Alder reactions: N-Benzyl-2- Azanorbornene. Organic Syntheses. 1990, 68: 206 [2012-02-04]. (原始內容存檔於2012-09-19) (英語).
- ^ Henrik Sundén, Ismail Ibrahem, Lars Eriksson, Armando Córdova. Direct Catalytic Enantioselective Aza-Diels-Alder Reactions. Angewandte Chemie International Edition. Aug 5, 2005, 44 (31): 4877–4880 [2012-02-04]. PMID 15973753. doi:10.1002/anie.200500811. (原始內容存檔於2012-12-16) (英語).
- ^ Václav Jurcík and René Wilhelm. Imidazolinium salts as catalysts for the aza-Diels-Alder reaction. Org. Biomol. Chem. 2005, 3 (2): 239–244 [2018-08-05]. PMID 15973753. doi:10.1039/b415023f. (原始內容存檔於2018-08-05) (英語).