环化反应

分子内自由基环化反应 Intramolecular Radical Cyclization

概要

由卤素(或硫族化合物)和自由基引发剂产生的碳自由基具有亲核性。当分子中的适当位置存在有α,β-不饱和羰基化合物,烯烃,炔烃时,引起环化反应产生环化产物。

特别是合成卤代乙缩醛然后进行自由基环化的方法被称为上野 – 鹳环化(Ueno-Stork cyclization)。

 

基本文献

  • Ueno, Y.; Chino, K.; Watanabe, M.; Moriya, O.; Okawara, M. J. Am. Chem. Soc.1982, 104, 5564. DOI: 10.1021/ja00384a082
  • Stork, G.; Mook, R.Jr.; Biller, S. A.; Rychnovsky, S. A. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 3741. DOI: 10.1021/ja00349a082

<review>

 

反应机理

由于许多碳自由基具有亲核性,所以倾向于与缺电子烯烃发生自由基环化反应。

5-exo环化反应大致是6-endo环化的5倍、基本上是选择性的以5-exo进行环化。

关于5-exo环化的立体选择性来说、可以用Beckwith模型进行说明。但是有极性官能团或者杂原子取代的时候常常不适用。(参考:Aust. J. Chem. 1983, 36, 545.)

反应实例

在比较拥挤的位置引入碳 – 碳键。
12a-deoxytetracycline的合成[1]: Ueno-Stork环化。

Merrilactone A的合成[2]

Merrilactone A的合成[3]

Salinosporamide的合成[4]

Stephacidin B的合成[5]:反应路线中运用了Jackson等人开发酰基自由基前体[6]

(-)-Cyanthiwigin F的全合成[7]:醛和烯烃之间的自由基环化是关键反应。反应的立体选择性非常好。

通过串联环化可以一次构建多个环。[9]

实验步骤

 

实验技巧

自由基引发剂常常使用的有:BzOOBz、AIBN、Et3B/O2等。特别是使用Et3B/O2的时候、可以在低温条件下生成自由基,所以对复杂化合物的合成是非常实用的。VA-061(半衰期温度61℃)与VA-044(半衰期温度44℃)等水溶性自由基引发剂也是近年来比较受关注的。

参考文献

[1] Stork, G.; La Clair, J. J.; Spargo, P.; Nargund, R. P.; Totah, N.. J. Am. Chem. Soc.1996, 118, 5304.DOI: 10.1021/ja960434n
[2] (a) Birman, V. B.; Danishefsky, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2080.DOI: 10.1021/ja012495d (b) Meng, Z.; Danishefsky, S. J. Angew. Chem. Int. Ed. 200544, 1511. doi:10.1002/anie.200462509
[3] (a) Inoue, M.; Sato, T.; Hirama, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10772. DOI: 10.1021/ja036587+ (b) Inoue, M.; Sato, T.; Hirama, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 4843. doi:10.1002/anie.200601358 (c) Inoue, M.; Lee, N.; Kasuya, S.; Sato, T.; Hirama, M.; Moriyama, M.; Fukuyama, Y. J. Org. Chem. 2007, 72, 3065. DOI: 10.1021/jo0700474
[4] Corey, E. J. et al. J. Am. Chem. Soc. 2004126, 6230. DOI: 10.1021/ja048613p
[5] Herzon, S. B.; Myers, A. G. J. Am. Chem. Soc. 2005127, 5342. DOI: 10.1021/ja0510616
[6] (a)Jacson, L. V.; Walton, J. C. Chem. Commun. 2000, 2327. DOI: 10.1039/b007454n (b) Bella, A. F.; Jacson, L. V.; Walton, J. C.Org. Biomol. Chem. 2004, 2, 421. DOI: 10.1039/b313932h
[7] Enquist, J. A.; Stoltz, B. M. Nature 2008453, 1228. doi:10.1038/nature07046
[8] Yoshikai, K.; Hayama, T.; Nishimura, K.; Yamada, K.; Tomioka, K. J. Org. Chem.2005, 70, 681. DOI: 10.1021/jo048275a
[9] Curran, D. P; Chen, M.-H. Tetrahedron Lett. 1985, 26, 4991. doi:10.1016/S0040-4039(01)80834-0

 

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外部链接

Radical Cyclization – Wikipedia

 

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LuWenjie

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京都大学药学博士,现某化学企业小职员,化学空间员工副代表,网页小编&翻译。

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