有机合成百科

Rainier复分解反应

概要

Rainier复分解反应(Rainier metathesis)又称为 Rainier 烯烃-酯关环复分解反应(Rainier olefinic-ester ring-closing metathesis),是在Takai-Utimoto试剂(亚烷基钛卡宾)作用下进行的烯基与酯的关环反应。1994年,日本京都大学的Takai Kazuhiko(高井 和彦), Uchimoto Kiichiro(内本 喜一朗)研究组报道了RCHX2-TiCl4-Zn-PbCl2 体系促进的醛与酮的Wittig型烯基化反应。2009年,美国Utah州立大学的Rainier课题组对相应的反应条件进行了优化,将反应的应用范围扩展到酯。目前该反应已广泛应用于各类环状天然产物的全合成。

基本文献

[1] K. Takai, T. Kakiuchi, Y. Kataoka, K. Utimoto, J. Org. Chem., 1994, 59, 2668. doi: 10.1021/jo00089a002.

[2] Y. Zhang, J.D. Rainier, Org. Lett., 2009, 11, 237. doi: 10.1021/ol8025439.

反应机理

反应机理涉及串联的酯亚甲基化/关环复分解过程。首先,偕二卤代烷 1 与活性锌粉反应生成 2。在无PbCl2 存在时,二级金属-卤素交换过程极为缓慢。然而,PbCl2 存在时,在发生二级卤素-金属交换之前,2与PbCl2 迅速进行转金属化过程,形成有机铅物种3。有机铅的反应活性较高,随后迅速形成偕双金属物种4,4再与原位生成的卤化锌反应,形成 55再与 TiCl4 反应,形成金属杂环丁烷或Schrock型卡宾77再将酯羰基烯基化,最后经过关环复分解过程,产生最终目标产物。

反应实例

天然产物的collective全合成[1]

烯烃-内酯环化(Olefinic-lactone cyclization) [2]

烯烃-大环内酯环化(Olefinic-macrolactone cyclization) [3]

Bryostatin 1 的全合成[4]

烯烃-内酰胺环化(Olefinic-lactam cyclization) [5]

实验步骤

在0 °C下,将TiCl4 (0.31 mL, 2.8 mmol) 加入CH2Cl2 (10 mL) 中 随后加入THF (1.2 mL, 14 mmol),并滴加TMEDA (2.06 mL, 13.7 mmol)。滴加结束后,撤去冰浴,并将反应混合物搅拌20 min。随后,立即加入活性锌粉 (0.333 g, 5.13 mmol)与PbCl2 (0.075 g, 0.27 mmol)。上述反应物会经过一系列的颜色改变,由棕色、绿色至紫色,在3-5 min后,最终变为蓝绿色悬浮液。向上述蓝绿色悬浮液中加入大环内酯 (0.018 g, 0.071 mmol) 与CH3CHBr2 (0.20 mL, 2.3 mmol) 的CH2Cl2 (1 mL + 1 mL 润洗)溶液,将上述反应混合物加热至65°C,并搅拌2 h, 反应结束后,将反应液冷却至0 °C, 并加入饱和K2CO3 (aq., 2 mL)溶液淬灭。在0 °C下搅拌0.5h后,将反应液过滤(hexanes/EtOAc 1:1 v/v混合溶剂洗涤滤饼),并浓缩滤液。粗产物采用硅胶柱色谱(正己烷/乙酸乙酯100:1到20:1 v/v作为洗脱剂进行梯度洗脱) 分离纯化,获得最终目标产物。

实验技巧

参考文献

 

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Asymmboy

大学在读研究生,现从事稀土金属参与的不对称合成方法学研究。自初中开始,就对化学有着浓厚的兴趣,中学时期曾经参加过化学竞赛。到大学期间开始喜欢有机化学,并初步了解了有机化学的研究热点。研究生学习期间更是系统学习了有机化学的各个分支学科,阅读了大量的国外名著与顶级期刊文献。深入了解了有机化学学科的研究进展。座右铭:学无止境。

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