有机合成百科

点击化学(Huisgen Cycloaddition)

炔烃、含氮化合物→ 杂环化合物

概要

  • [3+2]偶极子环加成反应的一种。该反应优点是有极高的产率而且具有很好的官能团选择性。即使底物中含有其他官能基团,但是能够仅仅只是炔基与叠氮之间的发生反应。该反应不可逆,对于溶剂没有特别的要求,在水中也能进行。原子经济高达100%。
  • 由于反应的特性,该反应常常被用于一些功能性物质的合成(医药lead compound,生物探针,软质材料etc)。Sharpless命名该反应为点击化学。俗称“Click Reaction”。
  • 适当的铜(I)催化剂、可以使末端炔烃反应加速100万倍左右。并且还有可能提高位置选择性。其中具有代表性的是Cu(I)-TBTA催化剂。另外除了铜以外,Ru也显示出了良好的催化活性。huisgen13_3

基本文献

・Huisgen, R. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 19632, 565.
・Review: Wu, P.; Fokin, V. V. Aldrichimica Acta 200740, 7.[PDF]

<Cu-catalyzed conditions>

  • Rostovtsev, V. V.; Green, L. G.; Fokin, V. V.; Sharpless, K. B. Angew. Chem., Int. Ed. 200241, 2596. [Abstract]
  • Tornoe, C. W.; Christensen, C.; Meldal, M. J. Org. Chem. 200267, 3057. DOI: 10.1021/jo011148j
  • Chan, T. R.; Hilgraf, R.; Sharpless, K. B.; Fokin, V. V.Org. Lett. 20046, 2853. DOI: 10.1021/ol0493094
  • Rodionov, V. O.; Presolski, S. I.; Diaz Diaz, D.; Fokin, V. V.; Finn, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2007129, 12705. DOI: 10.1021/ja072679d

<Review for Click Chemistry>

 

反应机理

加热条件的反应,通常是典型的[3+2]偶极子附加环化反应。

使用铜催化的情况,反应通过乙炔铜中间体进行。这样也能解释位置选择性。

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反应实例

以下是具有代表性的实例

  • Sharpless利用AchE作为模子,利用靶向结合部位不同的两种阻断剂通过click反应,成功得到了世界最强的AchE阻断剂[1]。

huisgen13_2

  • Bertozzi等人利用扭曲的吸电子性环辛炔,在无催化剂下,顺利发生click反应[2]。本条件没有使用金属,所以避免了其对生物测定的影响是该反应一大亮点。

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  • 用Ru催化的反应[3]。

huisgen13_6

实验步骤

 

实验技巧

 

参考文献

  1.  (a) Sharpless, K. B. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 200241, 1053. [Abstract] (b) Sharpless, K. B. et al. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6686. DOI:10.1021/ja043031t
  2. (a) Agard, N. J.; Prescher, J. A.; Bertozzi, C. R. J. Am. Chem. Soc. 2004126, 15046.DOI: 10.1021/ja044996f (b) Bertozzi, C. R. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007104, 16793. doi:10.1073/pnas.0707090104
  3.  (a) Fokin, V. V. et al. J. Am. Chem. Soc. 2005127, 15998. DOI: 10.1021/ja054114s (b) Fokin, V. V. et al.J. Am. Chem. Soc. 2008130, ASAP. DOI: 10.1021/ja0749993

 

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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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