1,3-偶极环加成反应


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1,3-偶极环加成反应


1,3-偶极环加成反应


(1,3-dipolar cycloaddition)是发生在1,3-偶极体和烯烃、炔烃或相应衍生物之间的环加成反应,产物是一个五元杂环化合物。烯烃类化合物在反应中称亲偶极体。德国化学家Rolf Huisgen首先广泛应用此类反应制取五元杂环化合物,因此它也称为Huisgen反应

1,3-偶极环加成反应与狄尔斯-阿尔德反应有些相似。根据前线轨道理论,基态时1,3-偶极体的LUMO和亲偶极体的HOMO,以及基态时1,3-偶极体的HOMO和亲偶极体的LUMO,都是为分子轨道对称守恒原理所允许的,因此反应可以发生。[1]1,3-偶极环加成反应因此也分为三类:一类是由1,3-偶极体出HOMO,称为HOMO控制的反应;一类是由1,3-偶极体出LUMO,称为LUMO控制的反应;还有一类就是两种情况都存在,称为(HOMO-LUMO)控制的反应。

以前曾认为1,3-偶极环加成反应是经过一个双自由基的中间体完成的,但现在大多认为1,3-偶极环加成反应经过五元环的过渡态,是总电子数6π体系的协同反应。它受溶剂的极性影响很少,而且是立体专一的顺式加成反应。

分子内或逆向的1,3-偶极环加成反应都是可以发生的。

常见的1,3-偶极环加成反应

: 炔烃与叠氮化物发生Huisgen叠氮化物-炔烃环加成反应生成1,2,3-三唑;重氮化合物与亲偶极体发生1,3-偶极环加成反应,若亲偶极体为烯烃,则反应产物是吡唑啉;硝酮与烯烃加成得到异恶唑烷;烯烃臭氧化反应。实际上,反应中首先发生臭氧分子对烯烃的1,3-偶极环加成反应,生成邻三氧杂五元环中间体。它发生逆-1,3-偶极环加成,生成一个羰基化合物和Criegee中间体。而后羰基转位,再发生一个1,3-偶极环加成,得到1,2,4-三氧杂的中间体,经后面的还原或氧化得到最终产物;富勒烯或纳米管与亚甲胺叶立德的Prato反应。

相关分词: 偶极 极环 加成 反应