1_3_偶极环加成反应在有机合成方面的新进展

苯炔在有机合成中的应用作者：张志鹏来源：《科学导报·学术》2019年第47期苯炔作为有机化合物中活泼的中间体，反应活性高，在低温条件下就可以发生反应。

苯炔是指缺失两个氢原子的去氢苯，它主要包括三种结构，分别为l，2-去氢苯、l，3-去氢苯、l，4-去氢苯（图1），但一般情况下仅指1，2-去氢苯及其杂环类似物。

它参与的反应大致分为三类：周环反应、亲核加成反应和过渡金属催化的反应。

其中周环反应就可以大概分为四种，主要包括D-A反应;[2+2]环加成反应;l，3-偶极环加成反应;1，4-偶极环加成反应;苯炔参与的ene反应。

苯炔的亲核加成反应分为多种，最主要的是：与氮和碳负离子的亲核加成反应。

苯炔的过渡金属催化反应主要是通过钯催化反应制备多环芳基化合物。

1 周环反应1.1 Diels-Alder反应苯炔中碳碳三键的亲电性很强，在周环反应中可以转化成环戊二烯、呋喃、吡咯、四苯基环戊二烯酮等，然后再与其他试剂发生加成反应。

Snieckus等先用邻硅基芳基磺酸酯生成了中间体苯酰胺苯炔，再将苯酰胺苯炔与呋喃反应，最后得到了产率为63%的环加成的产物。

同样，氨基甲酸酯苯炔也可以与呋喃发生Diels-Alder反应，并且生成与其相似的产物，且产率为79 %，比上述苯酰胺苯炔与呋喃反应的产率都高。

Buszek等人发现，二卤素取代的吲哚，会在叔丁基锂的乙醚溶液中失去卤素原子生成苯炔的衍生物，然后衍生物与呋喃进一步发生加成反应，也会生成萘的衍生物。

Guitián小组将苯炔与两分子的呋喃发生反应，苯炔会与呋喃发生两次Diels-Alder反应的串联过程，然后选择性的得到了多芳环衍生物，再将多芳环衍生物经过酸化等简单操作，最终合成了大稠环芳烃。

李健等以CsF为催化剂，将苯炔在60℃条件下与亚甲基吲哚酮发生反应，在这种反应方法下可以生成含有萘结构的吲哚酮，这种方法在以后制备含萘结构吲哚酮中起到了关键的作用。

有机合成反应的新进展近年来，有机合成领域一直在不断推陈出新，为化学界带来了一系列新颖的合成方法和新进展。

本文将介绍一些在有机合成反应中取得的新进展，包括催化剂的设计与应用、绿色合成的发展以及金属有机化学的新突破。

一、催化剂的设计与应用催化剂在有机合成反应中起到了至关重要的作用，能够提高反应速率和选择性。

近年来，科学家们通过对催化剂的设计与优化，取得了一些令人瞩目的成果。

1. 杂环催化剂的应用杂环催化剂是一类具有特殊结构的催化剂，在有机合成领域中得到了广泛应用。

例如，噁唑、噻唑等杂环催化剂能够有效地催化苯胺的C-H活化反应，实现对芳香胺的直接官能团转化。

2. 可持续催化剂的发展随着对环境保护的重视，绿色合成在有机化学中得到了广泛应用。

科学家们致力于开发可持续的催化剂，以减少或避免对环境的污染。

例如，金属有机骨架材料(MOMs)是一种可持续发展的催化剂，具有高效催化性能和可循环利用的特点。

二、绿色合成的发展绿色合成是有机化学合成中的一个热门研究领域，倡导使用环境友好的反应条件和可持续的合成方法。

1. 可再生资源的应用可再生资源是绿色合成的重要组成部分，其利用可以减少对石油等有限资源的依赖。

例如，生物质废弃物可以通过催化转化为有机化学建筑块，再进一步合成有机化合物。

2. 溶剂的选择与优化合理选择溶剂对于绿色合成至关重要。

传统的溶剂如苯、二甲基甲酰胺等对环境有一定的危害。

科学家们通过开发新型溶剂，如离子液体等，取得了可喜的成果。

三、金属有机化学的新突破金属有机化学是有机合成研究的重要分支，通过探索金属有机体系的性质和反应机理，科学家们取得了一些新进展。

1. 金属催化的碳碳键构建金属催化的碳碳键构建反应是有机合成中的重要反应之一。

例如，钯催化的脱氧交叉偶联反应可以实现芳香化合物的构建，极大地拓展了有机合成的可能性。

2. 金属催化的不对称合成不对称合成是现代有机合成领域的热门研究方向。

金属催化的不对称合成反应能够高效地构建手性化合物，对于药物合成和生物活性研究具有重要意义。

2004年第24卷第10期,1228～1232有机化学Chinese Journal of Organic Chem istryV ol.24,2004N o.10,1228～1232・研究论文・1,32偶极环加成反应合成12(取代苄基)21,2,32三唑类化合物扈艳红Ξ,a 刘世领b 仝钦宇a 黄发荣a沈永嘉b 齐会民a 杜　磊aΞ(a华东理工大学材料科学与工程学院　上海200237)(b华东理工大学精细化工研究所　上海200237)摘要　利用苄氯和取代苄氯与叠氮化钠的亲核取代反应合成了一系列苯环上带有不同取代基团的苄基叠氮化合物,亲核取代反应速率受苯环上取代基的影响:吸电子基团的存在,可以促使反应更容易进行.合成的叠氮化合物与苯乙炔经1,32偶极环加成反应得到了相应的取代苄基1,2,32三唑类化合物,反应条件温和.这些1,2,32三唑类目标化合物具有对热稳定的优点.用红外、核磁、元素分析、质谱等对合成的叠氮化合物和1,2,32三唑类化合物的结构进行了表征,重点研究了1,32环加成反应的规律.加成反应速率取决于叠氮化合物(偶极物)的极性,即与取代基的电负性有关:苯乙炔(亲偶极物)易于与缺电子的叠氮反应,反之亦然.同时在反应过程中观察到空间位阻效应:反应可以生成两种同分异构体,其中42苯基21, 2,32三唑是主要产物.关键词　叠氮,芳基乙炔,1,2,32三唑化合物,1,32偶极环加成Synthesis of12(Substituted benzyl)21,2,32triazoles by1,32Dipolar Cycloaddition R eactionH U,Y an2H ongΞ,a LI U,Shi2Ling b T ONG,Qin2Y u a H UANG,Fa2R ong aSHE N,Y ong2Jia b QI,Hui2Min a DU,Lei a(a School o f Materials Science and Engineering,East China Univer sity o f Science and Technology,Shanghai200237)(b Institute o f Fine Chemicals,East China Univer sity o f Science and Technology,Shanghai200237)Abstract　Benzyl azide,42methyl2benzyl azide,42cyano2benzyl azide,42fluoro2benzyl azide and1,1′2bi2 azidomethyl24,4′2biphenyl were prepared by the nucleophilic substitution reaction of NaN3with substituted benzyl chlorides.The reaction rate was affected by the substitution groups at the phenyl ring,and electron2withdrawing groups could accelerate the rate.And1,32dipolar cycloaddition reaction of the azides with phenylacetylene was studied.The corresponding com pounds(azides and1,2,32triazoles)were characterized with NMR,FT2IR and elementary analysis.The1,2,32triazoles were thermal stable.The addition rate depended on the substitution groups of the azides(1,32dipole),and the reactivities correlated with polar effects:phenyacetylene(dipolarophile)reacted faster with electron2poor azides and vice versa.The1,32dipolar cycloaddition reaction was found to be regioselective, and the42phenyl21,2,32triazoles were the major products in the tw o structural is omers of1,2,32triazoles obtained.K eyw ords　azide,phenylacetylene,1,2,32triazole,1,32dipolar cycloaddition reaction 叠氮化合物是一类化学性质活泼的化合物,在有机合成和反应机理研究中具有很重要的作用,被广泛地用于合成各种类型的含氮化合物[1～3].20世纪60年代后期,研究发现分子结构中同时具有叠氮基和炔基的双官能团化合物,可以发生分子内的1,32偶极加成反应,生成主链含1,2,32三唑环的线性聚合物,该类型ΞE2mail:fhuanglab@;Fax:021*********.Received October21,2003;revised February23,2003;accepted April19,2004.国家重大基础研究973(N o.5131101)、国家高技术研究发展计划863(N o.2002AA35103)和武器装备预研基金(N o.51412020103QT311)资助项目.的聚合物具有很好的热稳定性.但未见有进一步的后续研究报道[4,5].前苏联利用有机叠氮化合物与多官能团炔烃通过1,32偶极环加成反应,开展合成新型含能粘合剂的研究,国内的北京理工大学等也在开展类似的初步探索[6,7].但是在作为耐高温使用的树脂基复合材料研究领域,国内外目前尚未见有工作报道.在高分子新材料设计与合成中,在聚合物大分子链中引进对称性好的苯环或杂环是获得高耐热聚合物的一条主要途径[8].而1,2,32三唑环由于形成共轭结构,可以形成一类化学性质比较稳定的化合物.基于上述研究设想,我们拟合成一类分子结构中含有1,2,32三唑环的聚合物,希望形成一类新型的耐热聚合物.另一方面,许多涉及叠氮化合物与不饱和烃的1,32偶极加成研究中,作为反应起始物的叠氮化合物主要为脂肪族叠氮衍生物或叠氮基直接与苯环相连的芳香族叠氮衍生物,亲偶极物也主要为脂肪族炔烃[9～12].苯环与叠氮基直接相连的化合物性质不太稳定,有爆炸性,因而限制了它们的实际应用,而相当一部分饱和叠氮化合物和所有含单叠氮基的烷烃的冲击感度都很低[13].因此,本研究拟在苯环与叠氮基团间引入亚甲基,改善芳香叠氮化合物的稳定性,同时,以芳香炔烃替代脂肪族炔烃,探讨环加成反应的可行性和影响因素.通过上述的分子设计,以期在今后聚合物合成过程中,在大分子链中引入对称性好的苯环和三唑杂环,提高聚合物的耐热性能.本工作主要研究了一系列不同取代苄基的叠氮化合物与苯乙炔的1,32偶极环加成反应,探讨了取代基的电负性对反应的影响,得到的目标化合物具有对热稳定的优点,进一步的聚合反应以及应用研究正在进行.叠氮化合物的合成一般采用重氮化反应[11]或卤代烃和叠氮化钠或叠氮化锂反应.然而,上述反应过程较为复杂,特别是重氮化反应条件比较苛刻,产物的提纯以及产率也不高.已有的文献中,大都以溴代烃为原料合成叠氮化物.为在分子结构中引入苯环,同时又降低反应的危险性,本工作以低廉的氯化苄和取代氯化苄为原料,替代通常的溴化物,合成了苄叠氮(3a),对甲基苄叠氮(3b),对氰基苄叠氮(3c),对氟基苄叠氮(3d ),4,4′2联苯二苄叠氮等(3e ′),有效降低反应成本,其中对氰基苄叠氮、对氟基苄叠氮和4,4′2联苯二苄叠氮未见文献报道(Eq.1).叠氮化合物最重要的应用之一是通过1,32偶极环加成反应,与带有不同取代基团的炔烃或烯烃加成反应生成1,2,32三唑或1,2,32三唑啉类的化合物.叠氮基在三个平行的p 轨道中含有4个π电子,称作1,32偶极物,可以与含有2π2电子组分的炔烃或烯烃(称作亲偶极物)发生类似Diels 2Alder 反应的1,32偶极加成反应,生成五元环状化合物1,2,32三唑[14].参照上述原理,利用亲核取代反应制备得到的不同取代基的叠氮化合物与苯乙炔反应,得到加成产物5a ～5d ,6a ～6d 和7(Scheme 1).1　实验红外光谱在NICO LET 5SXC 红外光谱仪上测定;核磁共振氢谱在ADVANCE 500核磁共振仪(美国BRUK A 公司制造)上测得,以T MS 为内标,CDCl 3为溶剂;质谱在HP5989A 质谱仪EI502400(美国HP 公司)上测得;元素分析在德国elementar vario E L III 元素分析仪上测定;熔点在SG W X 24显微熔点仪(上海精密科学仪器有限公司)上测得;热失重分析在DuP ont 1090热失重分析仪(美国DuP ont 公司)上测得,N 2气氛,升温速率10℃/min.Scheme 19221N o.10扈艳红等:1,32偶极环加成反应合成12(取代苄基)21,2,32三唑类化合物　 氯化苄,市售分析纯化学试剂;对氰基氯化苄,工业级;对甲基氯化苄,工业级;对氟基氯化苄,工业级;4,4′2联苯二氯化苄,工业级;叠氮化钠,化学纯;苯和DMF均为市售分析纯化学试剂.以上试剂在使用前未作其它处理.苯乙炔采用减压蒸馏进行精制,得到无色透明液体,沸点为142～144℃.1.1　苄基叠氮(3a)的合成在三口烧瓶中加入氯化苄(0105m ol),NaN3(615g,011 m ol),苯(20m L)和DMF(20m L).反应液在搅拌下加热到70℃,在70～75℃保温反应315h.反应进程用薄板层析(T LC)跟踪,反应结束后冷却到室温.将反应液倒入200m L去离子水中,用分液漏斗分出有机相,水相用3×20m L苯萃取,合并有机层,用无水硫酸镁干燥24h,过滤,滤液用旋转蒸发仪除去苯,残余物真空干燥后得淡黄色油状液体,产率68%; 1H NMR(CDCl3)δ:4132(s,2H,CH2),7131～7136(m, 3H,ArH),7137～7141(m,2H,ArH);MS(EI)m/z:133 (M)+,105(M-N2)+,91(M-N3)+,77(M-N3-CH2)+.1.2　对甲基苄叠氮(3b)的合成在三口烧瓶中加入对甲基氯化苄(0105m ol),其余合成方法同111,反应时间415h,产率94%;1H NMR(CDCl3)δ: 2130(s,3H,CH3),4130(s,2H,CH2),7117～7121(m, 4H,ArH);MS(EI)m/z:147(M)+,119(M-N2)+,105 (M-N3)+,91(M-N3-CH2)+.113　对氰基苄叠氮(3c)的合成在三口烧瓶中加入对氰基氯化苄(0105m ol),其余合成方法同111,反应时间215h,产率83%;1H NMR(CDCl3)δ: 4145(s,2H,CH2),7145(d,J=8H z,2H,ArH),7169(t, J=8H z,2H,ArH);MS(EI)m/z:158(M)+,130(M-N2)+,116(M-N3)+,102(M-N3-CH2)+.1.4　对氟基苄叠氮(3d)的合成在三口烧瓶中加入对氟基氯化苄(0105m ol),其余合成方法同1.1,反应时间215h,产率94%;1H NMR(CDCl3)δ: 4130(s,2H,CH2),7104～7109(m,2H,ArH),7124～7129 (m,2H);MS(EI)m/z:151(M)+,123(M-N2)+,109 (M-N3)+,95(M-N3-CH2)+.1.5　4,4′2联苯二苄叠氮(3e′)的合成在三口烧瓶中加入4,4′2联苯二氯化苄(01025m ol),合成方法同1.1,反应时间310h.反应结束将反应液倒入200 m L去离子水中后,静置过夜,析出白色固体.过滤,滤饼用去离子水洗干净,干燥后得白色粉末状固体,产率90%,m.p. 71～72℃;1H NMR(CDCl3)δ:4140(s,2H,CH2),7141(d, J=8H z,2H,ArH),7161(d,J=8H z,2H);MS(EI)m/z: 264(M)+,236(M-N2)+,222(M-N3)+,208(M-N3-CH2)+,180(M-N3-N2-CH2)+,166(M-2N3-CH2)+. 1.6　12苄基242苯基21,2,32三唑(5a)和12苄基252苯基1,2,32三唑(6a)的合成将0101m ol苄基叠氮和0101m ol精制过的苯乙炔加入三口烧瓶中,加入50m L乙醇溶剂回流搅拌下加热28h,反应进程用T LC跟踪(展开剂甲苯∶乙酸乙酯=9∶1,体积比),至反应结束后冷却到室温,用旋转蒸发仪除去溶剂,残余物冷藏析出白色结晶,经过滤后再用乙醚重结晶,得0149g无色针晶,产率21%,柱色谱分离同分异构体(硅胶固定相,洗脱剂:甲苯∶乙酸乙酯=9∶1,体积比),m.p.132～134℃;1H NMR(CDCl3)δ:7183～7175(m,2H,ArH),7166(s,1H, CH),7145～7135(m,5H,ArH),7134～7129(m,3H, ArH),5158(s,2H,CH2);IR(K Br)ν:3120,1467,1223, 1138,973cm-1.Anal.calcd for C13H13N3:C76160,H5153,N 17187;found C76138,H5152,N17189.1.7　12(4′2甲基苄基)242苯基21,2,32三唑(5b)和12(4′2甲基苄基)252苯基21,2,32三唑(6b)的合成在三口瓶中加入0101m ol对甲基苄叠氮,其余合成方法同115,反应时间40h,得0155g无色晶体,产率22%,m.p. 109～111℃;1H NMR(CDCl3)δ:7179(d,J=7134H z,2H, ArH),7163(s,1H,CH),7179(t,J=7158H z,2H, ArH),7131(t,J=7135H z,1H),7121(q,J=8134H z,4H, ArH),5153(s,2H,CH2),2135(s,3H,CH3);IR(K Br)ν: 3115,1463,1223,1133,974cm-1.Anal.calcd for C14H15N3: C77111,H6102,N16187;found C76178,H6105,N16188.1.8　12(4′2氰基苄基)242苯基21,2,32三唑(5c)和12(4′2氰基苄基)252苯基21,2,32三唑(6c)的合成在三口瓶中加入0101m ol对氰基苄叠氮,其余合成方法同115,反应时间23h,得0160g无色晶体,产率23%,m.p. 131～132℃;1H NMR(CDCl3)δ:7187～7177(m,2H, ArH),7170(d,J=8129H z,2H,ArH),7173(s,1H, CH),7148～7132(m,5H,ArH),5170(s,2H,CH2);IR (K Br)ν:3116,1463,1220,1130,974cm-1.Anal.calcd for C16H12N4:C73185,H4162,N21153;found C73142,H4159, N21186.1.9　12(4′2氟苄基)242苯基21,2,32三唑(5d)和12(4′2氟苄基)252苯基21,2,32三唑(6d)的合成在三口瓶中加入0101m ol对氟基苄叠氮,其余合成方法同115,反应时间25h,得0157g无色晶体,产率24%,m.p. 133～135℃;1H NMR(CDCl3)δ:7182～7176(m,2H),7165 (s,1H,CH),7141(t,J=7155H z,2H,ArH),7135～7127(m,3H,ArH),7112～7105(m,2H,ArH),5153(s, 2H,CH2);IR(K Br)ν:3121,1463,1227,1137,974cm-1 (因氟对所测试的元素分析仪有腐蚀作用,故无该化合物元素分析数据).1.10　4,4′2联苯二苄基-二苯基-二21,2,32三唑(7)的合成在三口瓶中加入0105m ol4,4′2联苯二苄叠氮,加入50 m L氯仿回流搅拌,其余合成方法同115,反应时间35h,有淡黄色固体析出.反应结束后,过滤,以氯仿为溶剂,索氏提取器萃取,干燥后得0184g淡黄色固体粉末,产率36%,m.p. 171～173℃;IR(K Br)ν:3124,1461,1219,1184,975 cm-1.Anal.calcd for C30H24N6:C76192,H5113,N17195;0321 有机化学V ol.24,2004found C76179,H5112,N17188.2　结果和讨论2.1　叠氮化合物的合成苄基卤代物与叠氮化钠反应生成苄基叠氮化物的反应是亲核取代反应.因此苯环上的吸电子基团的存在,可以促使反应更容易进行,而供电子基团的存在,则降低反应的速度.氰基和氟原子都是强的吸电子基,因此可以加快反应速度,从实验部分可以看到,氯化苄作为原料的反应时间是315h,以对氰基氯化苄和对氟基氯化苄为原料的反应时间是215h;不仅如此,氰基和氟原子的存在也增加了叠氮化物的稳定性.而供电子基团甲基的存在使对甲基苄叠氮的合成时间为4.5h.2.2　不同取代苄基1,2,32三唑化合物的合成1,32偶极环加成反应类似Diels2Alder反应,与取代苄基叠氮化合物的合成相比较,1,2,32三唑环的生成同样受到1,32偶极物叠氮化合物上取代基团的影响,当带有供电子取代基,如CH3,则反应速度降低,当带有吸电子取代基如CN 或F,则反应加快.实验结果验证了上述设想.T LC跟踪反应进程,对于单官能团化合物可以观察到两个新的产物点出现,柱色谱分离同样得到两种产物.这是因为炔烃的叁键最终加成在1,2,32三唑环的4和5位,炔基上的取代基同样可以在4或5位,生成同分异构体.但是由于空间位阻效应,以苯环在4位的产物为主,比例在60%～90%.不过,每两种同分异构体具有相同的熔点和NMR,FT2 IR图谱,这是由于无论4位或5位上的氢质子,它们的化学环境均非常接近.对1,2,32三唑化合物的红外分析表明,与反应的原料叠氮化合物相比,相应的产物1,2,32三唑化合物中,叠氮基在2100cm-1附近的特征峰完全消失了,也没有苯乙炔2108cm-1的C C拉伸振动的吸收峰和3289cm-1的C—H的拉伸振动,在3100～3200cm-1处出现1,2,32三唑环上C—H 的振动吸收峰,1460cm-1左右出现1,2,32三唑环上氮氮双键的骨架振动特征峰,1220～1227cm-1左右是C—N拉伸振动,1130～1138cm-1归属为N—N摇摆,而974cm-1属于C—H的非平面摇摆振动.红外分析结果初步表明,苯乙炔与叠氮化合物反应,生成1,2,32三唑类化合物.进一步对产物进行元素分析和核磁共振分析,元素分析结果与理论计算值相符.核磁共振分析与产物预计结构可以很好地符合,炔基三键与叠氮基环加成,炔烃上的苯环在1,2,32三唑环上的4或5位.谱图中几乎没有杂峰,表明得到预计产物,而且纯度较高.与文献报道相似结构的化合物数据相比较[15],本实验测得的1,2,32三唑化合物的熔点数据有较大的差距,可能是由于结晶形态不同所致.2.3　模型1,2,32三唑化合物的热分解文献报导分子主链中含1,2,32三唑环的线性聚合物具有较好的热稳定性[4,5],本论文的主要研究目的是合成新型的分子结构中含三唑环的耐热聚合物.利用热失重分析(TG A)考察了模型化合物的热稳定性能.TG A分析数据表明,单官能团的1,2,32三唑化合物中,除CN取代的5c和6c 的混合物的初始热分解温度为32311℃,几乎完全分解温度为36215℃外,其余H,CH3和F取代的5a,6a;5b,6b和5d,6d的热分解温度非常接近,初始热分解温度在24215℃附近,几乎完全分解温度在29715℃附近,我们认为这是因为CN与相连的苄基一起与1,2,32三唑环形成共轭大π键的缘故.而双官能团的化合物7表现出较高的热稳定性,其初始热分解温度为38219℃,几乎完全分解温度为62910℃.我们合成的低聚物的初始热分解温度在350℃以上,而几乎完全分解温度超过了800℃[16].上述结果初步表明,随着分子中1,2,32三唑环数目的增加,化合物表现出良好的耐热性.R eferences1Eric,F.V.S.;K enneth,T.Chem.Rev.1988,88,298.2Zhu,S.2Z.;Xu,Y.;Wang,.Chem.2001,21,986(in Chinese).(朱世正,许勇,王彦利,有机化学,2001,21,986.)3Lw owski,L.In1,32Dipolar Cycloaddition Chemistry,Ed.: Padwa,A.,Wiley,New Y ork,1984,p.559.4Johns on,K. E.;Lovinger,J.A.;Parker,C.O.;Baldwin,M.G.J.Polym.Sci.,Part B:Polym.Lett.1966,4(12),977. 5Baldwin,M.G.;Johns on,K. E.;Lovinger,J.A.;Parker,C.O.J.Polym.Sci.,Part B:Polym.Lett.1967,5(11),803. 6Wang,X.2H.;Feng,Z.2G.;Ling,J.Acta Polym.Sin.2000,(4),397(in Chinese).(王晓红,冯增国,凌剑,高分子学报,2000,(4),397.)7Wang,X.2H.;Feng,Z.2G.Polym.Mater.Sci.Eng.2001, 17(3),1(in Chinese).(王晓红,冯增国,高分子材料科学与工程,2001,17(3),1.)8Lin,S.2A.;Lu,Y.;Liang,Z.2X.In Polymer Chemistry, Science Press,Beijing,2000,p.768(in Chinese).(林尚安,陆耘,梁兆熙,高分子化学,科学出版社,北京, 2000,p.768.)9Francisco,P.;Ana,M.O.de R.;Jaione,P.Heterocycles 1994,38(1),95.10Z anirato,P.J.Chem.Soc.,Perkin Trans.11991,2789.11Chen,M.2D.;Y uan,G.2P.;Y ang,.Chem.2000,20(3),357(in Chinese).(陈敏东,袁光谱,杨世琰,有机化学,2000,20(3),357.) 12Thomas,G.B.;Richard,J. B.;Mas ood,P.;Jerry,A.T.;Daniel,.Chem.1999,64,7426.13Zhou,M.2C.J.Solid Rocket Technol.1990,13(1),59(in Chinese).(周明川,固体火箭技术,1990,13(1),59.)1321N o.10扈艳红等:1,32偶极环加成反应合成12(取代苄基)21,2,32三唑类化合物　14Lw owski ,L.In 1,32Dipolar Cycloaddition Chemistry ,Ed.:Padwa ,A.Wiley ,New Y ork ,1984,p. 3.15Abu 2Orabi ,S.T.;Adnan ,A.M.;Jibril ,I.;Mari ′I ,F.M.;Ali ,A.A.J.Heterocycl.Chem.1989,26,1461.16Hu ,Y.2H.;T ong ,Q.2Y.;Liu ,S.2L.;Huang ,F.2R.;Qi ,H.2M.;Du ,L.In Structures ,Properties and Characterizations o f Polymer s ,2003Chinese Polymer Conference ,Zhejiang University ,Hangzhou ,2003,p.B45(in Chinese ).(扈艳红,仝钦宇,刘世领,黄发荣,齐会民,杜磊,2003全国高分子年会,杭州,2003,p.B45.)(Y 0310218　LI ,L.T.;LI NG,J.)2321 有机化学V ol.24,2004。

通过1,3-偶极环加成反应合成3-吡咯螺环氧化吲哚的研究进展周英;张文会;张敏;彭礼军;黄俊飞;杨超;刘雄利;余章彪【摘要】作为一种重要的天然生物碱,吡咯螺环氧化吲哚骨架一直是天然产物化学和药物化学领域里的研究热点.由于含吡咯螺环氧化吲哚骨架分子广泛具有抗氧化、抗肿瘤等生物活性,近年来对其进行全合成和衍生化合成研究也持续升温.以各种取代的氨基酸为原料和各种取代羰基原位产生亚胺叶立德,然后再和α,β-不饱和烯烃发生1,3-偶极[3+2]环加成反应是合成各种吡咯螺环氧化吲哚类化合物的一种有效方法.本文对这一合成方法在近几年的研究进展进行了综述.【期刊名称】《山地农业生物学报》【年(卷),期】2015(034)002【总页数】6页(P9-13,46)【关键词】亚胺叶立德;1,3-偶极环加成反应;吡咯螺环氧化吲哚;综述【作者】周英;张文会;张敏;彭礼军;黄俊飞;杨超;刘雄利;余章彪【作者单位】贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025;贵州大学药学院贵州省中药民族药创制工程中心,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】R914.51 引言由于吡咯螺环氧化吲哚类化合物具有明确或潜在的生物和药物活性，近年来已被大家广泛关注［1］。

例如，spirotryprostatin A(1)［2］，pteropodine(2)［3］，alstonisine(3)［4］，elacomine(4)［5］，horsfiline(5)［6］，formosanine(6)［7］，rychnophylline(7)［8］等都是经典的含具有吡咯螺环氧化吲哚骨架的天然生物碱(见图1)。

有机膦及金属催化的原位生成的两性离子与1,3-偶极子的环加成反应含氮杂环化合物在农药、医药、材料以及其他精细化工领域中占有重要地位。

探索绿色、经济、高效的合成方法,用以构建含氮杂环化合物显得尤为重要。

1,3-偶极环加成反应作为构建杂环化合物的重要手段之一,也因此受到了越来越多的关注。

本文发展了有机膦及金属催化的原位生成的两性离子与1,3-偶极子的环加成反应,构建了一系列多元含氮杂环化合物,以期望筛选出农药新品种。

本文发展了有机膦催化的酞嗪衍生的甲亚胺叶立德与联烯酸酯的新型[3+2]环加成反应,在温和的条件下,以91%-99%的产率构建了一系列酞嗪并四氢吡咯类衍生物,此外还分别以88%产率得到异喹啉并四氢吡咯以及79%产率得到哒嗪并二氢吡咯类化合物,当反应扩大至克级规模时,仍然可以保持98%产率。

此反应丰富了有机膦催化领域的[3+2]环加成反应,为合成新型吡咯类杂环化合物提供借鉴参考。

本文发展了首例手性膦催化的不对称[4+3]环加成反应。

在Kwon手性膦催化下,联烯酸酯与喹唑啉衍生的偶氮次甲基亚胺发生不对称[4+3]环加成反应,可以高达98%产率,33:1 dr的非对映选择性以及96%ee的对映选择性得到喹唑啉并四氢二氮杂卓类化合物,此外,[4+3]环加成产物经氧化开环,可在保持手性的情况下,以高产率得到了系列单环的四氢二氮杂卓类化合物。

本文发展了铜催化1,3-偶极子对1,3-偶极子的不对称[3+3]环加成反应。

在四氟化硼(四乙腈)铜与手性二茂铁配体催化下,酞嗪衍生的甲亚胺叶立德与亚胺乙酸酯衍生的甲亚胺叶立德可以高达99%产率,>20:1 dr的非对映选择性以及>99%ee的对映选择性,构建系列酞嗪并哌嗪类环状化合物。

此外,将反应放大至克级规模时,仍然可以保持95%产率,>20:1 dr的非对映选择性以及94%ee的对映选择性。

此反应为手性哌嗪环的合成提供了新的方法依据。

1,3-偶极环加成反应立体选择性合成吡唑并[1,2-a]吡唑衍生物朱美军【摘要】环状偶氮甲亚胺与芳亚甲基丙二腈或氰乙酸乙酯的1,3-偶极环加成反应在温和的条件下,生成1,3-二芳基吡唑并[1,2-a]吡唑衍生物.该反应不仅产率高,而且具有很好的非对映选择性.NMR光谱和单晶结构研究表明,反应主要生成具有顺式构型的1,3-二芳基衍生物.【期刊名称】《扬州职业大学学报》【年(卷),期】2017(021)003【总页数】6页(P32-37)【关键词】1,3-偶极环加成反应;偶氮甲亚胺;吡唑并[1,2-a]吡唑;芳亚甲基丙二腈;非对映选择性【作者】朱美军【作者单位】江海职业技术学院,江苏扬州225101【正文语种】中文【中图分类】O626吡唑并[1,2-a]吡唑类化合物对有氧和厌氧细菌产生显著的抗菌效果。

环状偶氮甲亚胺伊立德和含有炔键和烯键的亲偶极体的1,3-偶极环加成反应是合成吡唑并[1,2-a]吡唑啉酮衍生物最有效的方法之一[1-5]。

环状偶氮甲亚胺与高活性芳亚甲基丙二腈及其类似物的1,3-偶极环加成反应尚未得到学者的注意[6]。

最近,有报道环状偶氮甲亚胺的1,3-偶极环加成反应用于螺[二氢吲哚-3,2’-吡唑并[1,2-a]吡唑]衍生物的非对映选择性合成[7]。

为了进一步拓展此1,3-偶极环加成反应，本文报道环状偶氮甲亚胺伊立德与芳亚甲基丙二腈和氰基乙酸乙酯的1,3-偶极环加成反应,合成一系列顺式-1,3-二芳基-吡唑并[1,2-a]吡唑衍生物。

1.1 试剂和仪器试剂均为商品分析纯。

按照文献[7]由芳香醛与吡唑酮反应制备环状偶氮甲亚胺,通过芳香醛和丙二腈或氰基乙酸乙酯缩合反应制备芳亚甲基丙二腈或芳亚甲基氰基乙酸乙酯。

仪器有：X-4B显微熔点仪(熔点未校正)，Bruker Tensor 27光谱仪(KBr 盘)， Virian 400M 核磁共振仪，Bruker AB 5800 MALDI-TOF/TOF质谱仪(单位为m·z-)，LCQ 液相色谱-质谱联用仪，Bruker Smart APEX-2衍射仪。

催化不对称1，3-偶极环加成反应合成含氮杂环亚甲胺叶立德是构建含氮杂环化合物的重要中间体,近十多年来,它已经被广泛应用于催化不对称的1,3-偶极环加成反应中,合成了各种多取代的手性四氢吡咯烷。

我们课题组也对亚甲胺叶立德参与的催化不对称1,3-偶极环加成反应做了深入的研究。

为了推广亚甲胺叶立德作为中间体在更多种类的含氮杂环化合物合成中的应用,我们开发了几种高效的有机金属催化剂并将其运用于以下几个方面的研究：1.首次通过铜催化的亚甲胺叶立德与(习或(Z)-4,4,4-三氟丁烯酸酯的不对称1,3-偶极环加成反应,成功地获得了优秀的非对映、对映选择性(96:4->98:2dr,88-99%ee)的endo或exo构型的含三氟甲基的四氢吡咯烷。

由(Z)-4,4,4-三氟丁烯酸酯反应获得环加成产物在碱性条件下4-位发生差向异构化形成热力学稳定的异构体。

另外,我们进一步研究了exo选择性的不对称1,3-偶极环加成反应,构建了一系列新型的exo构型的螺四氢吡咯烷类化合物。

2.以含氟官能团活化的亚胺为亲偶极子,实现了Cu(Ⅰ)/(S,Rp)-PPFOMe催化的亚甲胺叶立德参与1,3-偶极环加成反应,成功地合成了各种手性含氟四氢咪唑烷,该反应具有底物适用范围广、反应活性高和立体选择性好(10:1->20:1dr,89-98%ee)等特点。

初步的机理研究表明该环加成反应可能经过曼尼希-环化过程。

3.首次实现了以2-取代环庚三烯为亲偶极子,CuBF4/TF-BiphamPhos催化的亚甲胺叶立德参与的不对称1,3-偶极[3+6]环加成反应,合成了各种含哌啶结构单元的中型氮杂桥环化合物,获得了高达88%的收率和很好的区域选择性(>20:1rr)及立体选择性(>20:1dr, up to98%ee)。

另外,在该反应体系下,通过对2-羧酸酯取代的环庚三烯的考察研究,我们发现环庚三烯取代基的吸电子能力决定其环加成反应类型。

1,3-偶极环加成法合成异噁唑啉新化合物及其生物活性
的研究
1. 引言
（1）偶极环加成法介绍——偶极环加成法是一种有效的有机合成方法，可以用来将多种基团通过双加成反应有机合成复杂结构的有机中间体，其优势在于减少了反应步骤以及良好的产率和物种选择性。

（2）异噁唑啉的介绍——异噁唑啉化合物拥有广泛的生物活性，可抑
制多种癌症，如白血病、非小细胞肺癌等，对有机合成研究颇具吸引力。

2. 合成方法
（1）偶极环加成法合成——通过酰基铵合成酰胺，再经过格氏反应促
使偶极环加成，最终完成异噁唑啉化合物的合成；
（2）催化剂和抗氧剂的选择——采用不同类型的催化剂和抗氧剂，可
任意改变反应的速度和产率。

3. 靶点鉴定
（1）生物活性分析——通过小鼠体外实验和其他实验，可分析合成异
噁唑啉化合物的抗肿瘤活性；
（2）水解活性——通过测试评估合成化合物的水解活性，可以更准确地确定活性分子。

4. 结论
通过偶极环加成法合成异噁唑啉化合物，可有效地抑制多种癌症的发病，而且通过改变不同类型的催化剂和抗氧剂，还可以获得不同的生物活性。

此外，还应该进行水解活性的测试，以更准确的评估生物活性。

1，3-偶极环加成反应与控制自由基聚合结合制备嵌段共聚物的研究进展王雯雯张秋禹*尹常杰张和鹏（西北工业大学理学院应用化学系710072）王雯雯女，25岁，博士生，主要从事控制聚合方面的研究。

*联系人E-mail ：qyzhang1803@gmail．com国家自然科学基金项目（50773063）资助2010-11-23收稿，2011-02-07接受摘要炔基与叠氮基的1，3-偶极环加成反应作为点击化学的精髓，反应高效，条件温和。

通过它与控制自由基聚合结合，为制备多种拓扑结构嵌段共聚物提供了新途径，所得嵌段共聚物纯度高，分子量分布较窄。

本文就1，3-偶极环加成点击反应与3种控制自由基聚合方法相结合在制备线型及非线型嵌段共聚物方面所取得的成就加以综述，并对今后的发展方向做了展望。

关键词1，3-偶极环加成反应控制自由基聚合嵌段共聚物点击化学Progress in Preparing Block Copolymer by Combining 1，3-DipolarCycloaddition with Controlled Radical PolymerizationWang Wenwen ，Zhang Qiuyu *，Yin Changjie ，Zhang Hepeng（Department of Applied Chemistry ，School of Science ，Northwestern Polytechnical University ，Xi ’an 710072）Abstract 1，3-dipolar cycloaddition resulted from alkynyl and azido is cream of the crop in click chemistry．This reaction is high-efficiency and its reaction condition is moderate．It offers a new way to prepare block copolymerwith various well-defined structures by combining 1，3-dipolar cycloaddition with controlled radical polymerization．The prepared block copolymer is with high purity and narrow molecular weight distribution．In this paper ，the facilecombination of 1，3-dipolar cycloaddition with three kinds of controlled radical polymerization on preparing linear andnonlinear block copolymer was reviewed．Moreover ，the further development direction was prospected．Keywords 1，3-Dipolar Cycloaddition ，Controlled radical polymerization ，Block copolymer ，Click chemistry按结构类型，嵌段共聚物可分为线型嵌段共聚物（如AB 型、ABA 型、ABC 型等）与非线型嵌段共聚物（如星形嵌段共聚物等）。

1,3-偶极环加成反应构建新型螺杂环化合物的研究本论文主要研究了应用1,3-偶极环加成反应合成系列新型螺杂环化合物。

螺杂环化合物是螺环中含有氮,硫,氧等杂原子的特殊螺环化合物。

因其独特的结构,螺杂环化合物具有立体选择性好,生物活性高等优点,在医药、农药、染料、材料等领域有着广泛的应用,引起了越来越多科学家的重视。

1,3-偶极环加成反应是一种常见的化学合成方法,常常用来合成螺环化合物,尤其是五元杂环。

本文以靛红和肌氨酸反应生成甲亚胺叶立德与带有环外双键的亲偶极体发生1,3-偶极环加成反应,合成了四十余种未曾报道过的新型螺环化合物,分为两部分进行阐述：以靛红和芳香胺缩合得到的亚胺类化合物与巯基乙酸进行环加成反应,制备了3’-芳基螺[二氢吲哚-3,2’-噻唑烷]-2,4’-二酮类衍生物,它再与芳香醛缩合生成了3-芳基-5-芳亚甲基螺[吲哚-3’,2-[1,3]-噻唑烷]-2’-(1H),4-二酮类衍生物。

以自制的带环外双键的吲哚噻唑烷类化合物为亲偶极体,与靛红、肌氨酸原位反应生成的甲亚胺叶立德进行1,3-偶极环加成反应,合成了一系列27种未见文献报道的新型螺杂环化合物,并改进实验条件,提高了产率。

对新化合物进行红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析表征,确定其分子结构。

通过X-射线单晶衍射研究了该1,3-偶极环加成反应的区域选择性及立体化学。

以异硫氰酸苯酯和巯基乙酸反应制备的3-苯基-2-硫代噻唑烷-4-酮为原料,其与芳香醛缩合得到具有环外双键的5-芳亚甲基-3-苯基-2-硫代噻唑烷-4-酮类亲偶极体。

由它与靛红、肌氨酸原位反应生成的甲亚胺叶立德进行1,3-偶极环加成反应,合成了一系列16种未见文献报道的新型二螺吡咯烷-噻唑烷酮螺杂环化合物。

通过红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析等方法对新化合物进行表征,确定其分子结构。

讨论了反应机理,并通过X-射线单晶衍射研究了反应的区域选择性及立体化学。

秦伟艳等,手性配体金属络合物催化的1,3-偶极环加成反应Vol.27.No.4,2005・244・手性配体金属络合物催化的1,3-偶极环加成反应秦伟艳,刘波,由君(哈尔滨理工大学化学与环境工程学院,黑龙江哈尔滨150080)摘要:综述了手性配体金属络合物催化剂催化1,3-偶极环加成反应的研究进展。

主要介绍了唑硼烷催化剂以及αα,,αα’,’-四芳基-1,3-二氧戊环-4,5-二甲醇、双唑啉、联萘二酚等手性配体的金属络合物在不同反应中的立体选择性。

关键词:1,3-偶极环加反应;不对称合成;立体选择性;手性配体;络合物中图分类号:TQ426192文献标识码:A文章编号:1001-0017(2005)04-0244-041,3-DipolarCycloadditionReactionsCatalyzedbyChiralLigandsMetalComplexes QINWei-yan,LIUBoandYOUJun (CollegeofChemicalandEnvironmentalEngineering,HarbinUniversityofScienceand,Harb in,H150080,China)Abstract:Theresearchadvancesofthechiralligandsmetalcomplexescatalysts1,3reactionsw erereviewedinthispaper.thecatalystsofoxazaborolidinoneaswellasthestereoselectiveityofplexes,,-tetraaryl-1,3-diox2alane-4,5-dimethanol(TADDOL),bisoxazoline,1,1-2-oKeywords:1,3-dipolar;;chiralligands;complexes前言1,3-偶极环加成反应是合成五元杂环化合物后,Murahash等人开始研究此类反应的不对称合成,但是不对称性是由底物的手性诱导的[2,3]。

手性金属配合物催化的1，3-偶极环加成反应的立体选择性研究的开题报告1. 研究背景和意义1，3-偶极环加成反应是有机化学中一种重要的反应类型，在生物活性分子的合成中具有广泛的应用。

然而在发展高效、立体选择性的催化剂方面还存在一定的挑战。

手性金属配合物由于其在催化反应中具有优异的立体选择性和活性，因此已经成为该反应催化剂领域的重要研究对象。

大量的前人研究表明，手性金属配合物可以有效地催化1，3-偶极环加成反应，但其催化策略和立体选择性的研究还存在着一定的不足和空间。

因此，本次研究旨在深入探究手性金属配合物催化的1，3-偶极环加成反应的立体选择性研究，为合成新型生物活性分子提供一定的理论指导和实践操作。

2. 研究内容和方法研究内容：（1）通过文献调查分析分析手性金属配合物的特点和1，3-偶极环加成反应的反应机理。

（2）选择合适的基质和手性金属配合物，探究其在不同反应条件下的催化活性和立体选择性。

（3）优化反应条件，改善反应的产品得率和立体选择性。

（4）通过实验结果的比较和分析，解释手性金属配合物催化1，3-偶极环加成反应中的立体选择性和催化机理。

研究方法：（1）合成手性金属配合物。

（2）对比不同反应条件下的产物构型和产率，选择合适的反应条件（反应温度、反应时间、底物比例等）。

（3）应用色谱、NMR谱等手段对产物进行定量分析。

（4）通过对比实验条件的差异、产物的构型形态等，解释手性金属配合物催化1，3-偶极环加成反应中的立体选择性和催化机理。

3. 预期研究结果（1）合成一系列手性金属配合物，并研究其在1，3-偶极环加成反应中的催化活性和选择性。

（2）通过调整反应条件（反应温度、反应时间、底物比例等）、配体结构，提高反应的产物得率和立体选择性。

（3）解析手性金属配合物催化1，3-偶极环加成反应中立体选择性的规律，并探究手性金属配合物催化反应的反应机理。

（4）探究不同反应条件下反应产物的构型、立体构形的变化，从而更好地解释手性金属配合物催化1，3-偶极环加成反应中的立体选择性和催化机理，为新型生物活性分子的合成提供理论指导和实践操作。

1,3-偶极环加成反应修饰卟啉化合物汪磊;冯亚青;赵冰;薛金强;李玉坤【期刊名称】《化学进展》【年(卷),期】2008(020)005【摘要】利用1,3-偶极环加成反应对卟啉大环进行修饰是近年来卟啉研究的一个新热点.环加成产物因在可见光谱长波段范围的特征吸收,在构筑人工光反应体系和用作光动力疗法中的光敏剂等领域有重要应用价值.本文综述了1,3-偶极环加成反应在修饰卟啉化合物方面的研究进展,包括:卟啉作为亲偶极体与甲亚胺叶立德、硝酮、重氮烷、羰基叶立德、腈氧化物等1,3-偶极子反应生成各种新型杂环稠合卟吩类化合物;卟啉化合物作为1,3-偶极子与C<,60等亲偶极体反应,生成β位取代的各种新型卟啉化合物;以及扩展卟啉作为亲偶极体与甲亚胺偶极子发生1,3-偶极环加成反应等.【总页数】7页(P713-719)【作者】汪磊;冯亚青;赵冰;薛金强;李玉坤【作者单位】天津大学化工学院,天津300072;天津大学化工学院,天津300072;天津大学化工学院,天津300072;天津大学化工学院,天津300072;天津大学化工学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】O626;O621.3【相关文献】1.1,3-偶极环加成反应立体选择性合成吡唑并[1,2-a]吡唑衍生物 [J], 朱美军2.1,3—偶极环加成反应的研究：Ⅰ,重氮甲烷1,3—偶极环加成反应... [J], 陈兆斌;杨斌盛3.卤化N-烃基-3-羟基吡啶盐与缺电子亲偶极试剂的1,3-偶极环加成反应 [J], 周顺福;曾陇梅;苏镜娱4.1,3—偶极环加成反应在杂螺环化合物合成中的应用 [J], 冯亚青;张晓东5.1,3-偶极环加成反应合成Δ~2-吡唑啉羧酸类化合物 [J], 刘立刚;蒋丽娟;柳红;吉民;华维一因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。