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PovarovReaction:
intramolecularHetero–DielsAlderReaction8
12Passerini反应9
13Ugi反应9
14多布纳反应9
15帕瑟里尼反应9
16斯特雷克氨基酸合成9
17曼尼希反应9
18.比吉内利反应Biginelli反应(1891年)9
19.端炔/醛/仲胺MCR合成炔丙基胺9
20端炔/多聚甲醛/仲胺MCR合成吲哚衍生物10
21利用靛红代替芳香醛参与多组分反应10
22三组分反应10
23四组分反应10
24五组分反应11
25Sakurai-Prins-Ritter多组分
26.三唑之间发生的多组分反应
27.靛红参与的多组分反应在螺杂环
28.酰氨基酰胺的四组分反应
多组分反应(Multi-ComponentsReaction,MCR)是指3个或3个以上的起始原料进入反应,用一锅煮的方法最终生成一个终产物,在终产物结构中含有所有原料的片段的合成方法.由于多组分反应可以快速地合成大量具有结构多样性和复杂性的化合物和建立相应的化合物库,多组分反应现在已经被广泛地应用于有机化学的许多研究领域,如:
新药物开发、高活性天然产物全合成等.同时,多组分反应产率较高、对环境污染小、反应条件温和、易于实现自动化,近来受到化学家的广泛关注。
这种多个反应原料同时参与反应,一步构建复杂结构的目标化合物的方法被称为多组分有机化学反应(简称“多组分反应”)(MCRs)。
多组分反应是当今有机化学的前沿和热点领域之一,具有绿色、高效操作简单、资源利用率高、高原子经济性等特点,是一类重要的有机化学反应,在生命科学基础研究、新药设计与合成、组合化学和复杂天然产物的合成、新药物和新材料的研发等方面具有广泛的应用前景。
MCRs可以最大限度地减少化学污染、生成多样性的化合物骨架、发现新的有机化学反应等。
多组分反应最大的挑战是反应的选择性。
如何调控反应的动力学使各反应组分按照指定的方式组装、从而高收率高选择性地合成目标产物是该研究领域的难点,这就好像模仿生物体的酶一样,对反应进行程序化控制。
多组分反应包含下列17-24个:
还需要10-13个反应。
1.Asinger反应
Asinger反应(Asingerreaction)
α-卤代羰基化合物与硫氢化钠在原位反应产生的硫醇直接与另一羰基化合物组分和氨反应生成噻唑啉环。
1956年由德国化学家FriedrichAsinger在苏联发现,[1]后被Degussa改进。
[2]
也可以用硫磺[1]、α-巯基醛或α-巯基酮[3]来引入硫。
这个反应被用于制取D-青霉胺[4]和DL-半胱氨酸[5]。
参考资料
1.^1.01.1FriedrichAsinger:
Ü
berdiegemeinsameEinwirkungvonSchwefelundAmmoniakaufKetoneAngewandteChemie68(1956)413.
2.^KarlheinzDrauz,HansGü
nterKoban,Jü
rgenMartensundWernerSchwarze:
PhosphonicandPhosphinicAcidAnalogsofPenicillamine,LiebigsAnnalenderChemie1985,448-452.
3.^FriedrichAsingerundManfredThiel:
EinfacheSynthesenundchemischesVerhaltenneuerheterocyclischerRingsysteme,AngewandteChemie70(1958)667–683.
4.^WolfgangWeigert,HeribertOffermannsundPaulScherberich
:
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;
AngewandteChemie-InternationalEdition14(1975)330-336.
5.^Jü
rgenMartens,HeribertOffermannsundPaulScherberich
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AngewandteChemie-InternationalEdition20668(1981).
相关文献
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berdieeinfacheundergiebigeSynthesevonThiazolonen.AngewandteChemie.1956,68(11):
377.doi:
10.1002/ange.19560681109.
∙FriedrichAsinger.Ü
berdiegemeinsameEinwirkungvonSchwefelundAmmoniakaufKetone.AngewandteChemie.1956,68(12):
413.doi:
10.1002/ange.19560681209.
∙ImreSchlemminger,Hans-HermannJanknecht,WolfgangMaison,WolfgangSaakandJü
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7289–7292.doi:
10.1016/S0040-4039(00)01266-1.
2.Betti反应
Betti反应(贝蒂反应;
贝特反应)[1][2][3][4][5][6][7]
酚与芳香醛和伯胺作用得到α-氨基苯甲酚类。
这个反应为Mannich反应的一种特殊情况。
从形式上看与羟醛加成相同,酚代表酸性亚甲基组分,醛或醛和胺代表羰基组分。
这个反应也能用于喹啉等杂环体系。
1.^Betti,M.Gazz.Chim.Ital.1900,30II,301.
2.^Betti,M.Gazz.Chim.Ital.1903,33II,2.
3.^M.Betti."
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5.^Pirrone,FGazz.Chim.Ital.1937,67,529.
6.^Phillips,J.P..TheReactionsOf8-Quinolinol.Chem.Rev..1956,56
(2):
271–297.doi:
10.1021/cr50008a003.
7.^Phillips,J.P.;
Barrall,E.M..Notes-BettiReactionsofSomePhenols.J.Org.Chem..1956,21(6):
692–694.doi:
10.1021/jo01112a606
3.Bucherer–Bergs反应
Bucherer–Bergs反应,是羰基化合物与氰化钾及碳酸铵,或氰醇与碳酸铵直接反应生成乙内酰脲类化合物的反应。
[1][2][3][4]反应以德国化学家汉斯·
布克尔(HansTheodorBucherer)和H.Bergs的名字命名。
酮氰醇得到较好的产率,而芳基及烷基醛有副反应。
产物乙内酰脲通常能形成很好的晶体,用热无机酸能使乙内酰脲水解为氨基酸。
Bucherer–Bergs反应的一个变体是Bucherer-Lieb反应,是使用稀的醇溶液作为反应介质,如含水50%的醇。
这样对醛和酮的反应都有较好的产率。
反应机理
氰根离子与羰基化合物加成为羟腈,碳酸铵释放出的氨对羟腈发生SN2反应生成氨基腈,氨基腈的胺氮原子对二氧化碳发生亲核加成,生成含氰基的氨基甲酸。
然后该氨基甲酸发生分子内环化,生成5-亚氨基恶唑烷-2-酮,最后恶唑烷酮通过一个异氰酸酯中间体重排为5,5-二取代的乙内酰脲。
这个机理基本上是Bucherer与Steiner在1934年提出的机理,这个原始机理基本上就一直沿用下来。
不过最初提出的机理中,错误地认为5-亚氨基恶唑烷-2-酮是通过一步直接重排为乙内酰脲。
直到1980年代,研究才发现在上述两个物质之间还有一个异氰酸酯中间体。
参见
∙化学反应列表
∙Urech乙内酰脲合成
1.^Bucherer,H.T.;
Fischbeck,H.T.J.Prakt.Chem.1934,140,69.
2.^Bucherer,H.T.;
Steiner,W.J.Prakt.Chem.1934,140,291.
3.^Bergs,H.Ger.pat.566,094(1929).
4.^Ware,E.Chem.Rev.1950,46,403.DOI:
10.1021/cr60145a001(综述)
外部链接
∙《杂环化学中的人名反应》一书中的Bucherer-Bergs反应一节,于Google图书(英文)
∙Bucherer-Bergs反应,于organic-chemistry.org(英文)
4.Debus–Radziszewski咪唑合成
Debus–Radziszewski咪唑合成(Debus–Radziszewskiimidazolesynthesis)以二酮、醛和氨为原料合成咪唑衍生物。
反应中首先是二酮与氨失水缩合为二元亚胺,然后二元亚胺与醛缩合,得咪唑环。
5.Gewald反应(Gewaldreaction)
醛或酮与α-氰基酯在硫磺和碱存在下缩合,生成多取代的2-氨基噻吩。
[1][2]
最近的研究[3]表明,反应中,首先是酮
(1)与α-氰酯
(2)发生Knoevenagel缩合,产生稳定的不饱和酯中间体(3)。
然后硫化产物可能以(4)的方式对氰基进行加成,发生环化。
最后再经互变异构,得到产物(6)。
有研究显示微波辐射会使反应时间降低,产率升高。
[4]
变体
从1,4-二噻烷(硫与丙酮的加成物)与不稳定的氰丙酮钠盐合成3-乙酰基-2-氨基-4-甲基噻吩:
[5]
1.^Gewald,K.;
Schinke,E.;
Bö
ttcher,H.Ber.1966,99,94-100.
2.^Sabnis,R.W.SulfurRep.1994,16,1-17.(综述)
3.^Sabnis,R.W.;
Rangnekar,D.W.;
Sonawane,N.D.J.HeterocyclicChem.1999,36,333.
4.^Sridhar,M.;
Raoa,R.M.;
Babaa,N.H.K.;
Kumbhare,R.M.TetrahedronLett.2007,48,3171-3172.(DOI:
10.1016/j.tetlet.2007.03.052)
5.^GernotA.Eller,WolfgangHolzerMolecules2006,11,371-376Onlinearticle
6.Hantzsch吡咯合成
Hantzsch吡咯合成(Hantzschpyrrolesynthesis),以德国化学家ArthurRudolfHantzsch的名字命名。
以β-酮酯
(1)与氨(或伯胺)和α-卤代酮
(2)合成取代吡咯(3)。
∙Knorr吡咯合成
∙Paal-Knorr合成
1.^Hantzsch,A.Ber.1890,23,1474.
2.^Feist,F.Ber.1902,35,1538.
7.Hantzsch吡啶合成
8.Kabachnik–Fields反应
9Pauson–Khand反应
10Petasis反应
intramolecularHetero–DielsAlderReaction
12Passerini反应
羧酸、醛及异腈的三组分反应,即Passerini反应。
研究发现,该反应可在微波辐射条件下很快完成,并以较高的收率生成相应的α-酰氧基酰胺类衍生物。
多组分Passerini反应(PCR)首次报道于1921年,该反应是主要涉及一分子醛、一分子异腈和一分子羧酸或者醇的一种反应,反应产物是双官能团化合物α-酰氧基酰胺或者α-烷氧基酰胺[5~7]。
13Ugi反应
14多布纳反应
15帕瑟里尼反应
16斯特雷克氨基酸合成
17曼尼希反应
18.比吉内利反应Biginelli反应(1891年)
对比下面嘧啶的合成方法:
Heravi等[17]以1,3-二酮,苯甲醛和醋酸铵为原料,在催化量的铝离子型杂多酸存在的条件下,通过三组分“一锅法”直接氧化合成了2,4,6-三取代嘧啶,且取得了较好的产率。
在该反应中,杂多酸既是酸性催化剂,又是氧化剂,反应机理可能是苯甲醛先被杂多酸氧化成苯甲酸,然后是1,3-二酮与醋酸铵形成的亚胺对苯甲酸的亲核进攻(图10)。
19.端炔/醛/仲胺MCR合成炔丙基胺
2003年,Gommermann等[1]利用端炔、醛和仲胺三组分反应合成炔丙基胺的方法引起了人们的关注(Eq.1).
20端炔/多聚甲醛/仲胺MCR合成吲哚衍生物
2007年,Fujii等[10]以CuBr为催化剂,利用端炔、多聚甲醛和仲胺的三组分反应合成了2-氨甲基吲哚及其衍生物(Eq.6).
21利用靛红代替芳香醛参与多组分反应
综述了近几年来利用靛红代替芳香醛参与多组分反应,并合成相关螺杂环化合物的最新研究进展,同时还对其发展方向加以展望。
22三组分反应
三嗪类化合物的合成:
由脒和异氰酸酯的反应。
(清华大学论文和CCL草稿)
23四组分反应
以三苯胺醛、苯乙酮、3-氰基乙酰基吲哚和醋酸铵为原料,分别在传统加热回流和微波辐射条件下,利用四组分一锅法反应,简便地合成了一系列的三苯胺-吡啶衍生物。
24五组分反应
Shaabani等[18]以2,3-二氨基马来腈、酮、异腈和水为原料,在催化量的p-TsOH·
H2O存在的条件下,五组分“一锅法”合成了4,5,6,7-四氢-1H-1,4-二氮杂卓-5-酰胺类化合物。
该反应有许多优点,如水为反应底物之一,原子经济性高,反应条件温和,符合绿色化学的要求,可被视为合成和药学上制备相关螺环体系的新方法(图11)。
?
Qu,Mengnan;
He,JinmeiProgressofN-heterocycliccarbenesasorganocatalystsYoujiHuaxue
(2011),
31(9),
1388-1394.Areview.
N-heterocycliccarbenesusedasorganocatalystsincondensationreaction,Stetterreaction,nucleophilicaddn.,nucleophilicsubstitutionandmulti-componentreactionarereviewed。
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