第8章 串联反应

1、第八章第八章 串联反应串联反应Chapter 8 Cascade Reactions合成效率合成效率化学反应（内在）化学反应（内在）合成过程（外在）合成过程（外在）选择性选择性化学选择性区域选择性立体选择性过程经济性过程经济性键形成效率（BEF）劳动力时间能耗设备原子经济性原子经济性原子利用率副产物环境友好性环境友好性废物安全性自然资源Cascade/Domino/Tandem Reactions & Multi-component Reactions (MCRs)p A process involves two or more bond-forming transformations

2、 in a single step. multi-stepsingle-stepROBINSON ANNULATIONR1CO2EtN3+R3OsolventNCO2EtR1123N2R3PPh3COHR3R1CO2EtNCHR3EtO2CNPPh3NCO2EtHR3PPh3ABCDaza-Wittig reactionWolff rearrangementelectrocyclic ring-closurePh3PON2Staudinger-Meyer reactionR1R1R2R2R2R2R2Wang, Y. G. et al. J. Org. Chem. 2009, 74, 903-9

3、0.NCO2Et+R5o: R = Ph, 87% yield5p: R = Me, 82% yieldRON2ORPPh3, Toluene100oC, 2 hMeO4f: R = Ph4g: R = MeCO2EtN31aMeORONCO2EtOON2O+PPh3Toluene100oC, 2 h4c: R = Me4d: R = MeO5q: R = Me, yield 88%5r: R = MeO, yield 90%CO2EtN37RRJ. Org. Chem. 2008, 73 (10), 3928-3930. uHigh Bond-forming efficiency (BFE)

4、 uMolecular diversity and complexity to be created quickly from readily and inexpensive starting materialsuMinimization of waste productionuMinimization of expenditure of human laborEnhancing synthetic efficiency8.1 单组分串联反应单组分串联反应 Bischler-Napieralski反应 Bischler-Napieralski反应的扩展：反应的扩展： 8.2.1 Fischer

5、吲哚合成法吲哚合成法8.2 双组分串联反应双组分串联反应3,3重排工业制备工业制备2-苯基吲哚（一种阳离子染料的中间体）苯基吲哚（一种阳离子染料的中间体）:C6H5COCH3C6H5NHNH2HOAc8098NHNH3CC6H5ZnCl2195NHC6H5由于醛容易自身缩合或发生歧化反应，由于醛容易自身缩合或发生歧化反应，缩醛和环状烯醚等也常用作醛的前体缩醛和环状烯醚等也常用作醛的前体。抗偏头痛药物抗偏头痛药物Sumatriptan和和Almotriptan的合成的合成Tetrahedron Lett. 1996, 37, 4467Tetrahedron 2001, 57, 1041.8.2.

6、2 Skraup喹啉合成喹啉合成 8.2.3 Combes喹啉合成喹啉合成8.2.4 Paal-Knorr吡咯合成吡咯合成 J. Org. Chem. 1991, 56, 6924-6931 8.2.5 Robinson成环反应成环反应 8.3 三组分串联反应三组分串联反应8.3.1 Mannich 反应反应?具有具有烯醇结构特征烯醇结构特征的化合物亦可发生的化合物亦可发生Mannich反应反应:?B. List, J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 9336CHOOEtOOMe+NH2H2NONHNHOMeEtOOH+Biginelli (1893)8.3.2 Big

7、inelli 反应反应 3,4-二氢嘧啶二氢嘧啶-2-酮酮Tetrahedron Lett. 2002, 43, 59135916一种一种抗肿瘤先导化合物抗肿瘤先导化合物Xu FX, Huang D, Lin XF*, Wang YG*, Org. Biomol. Chem. 2012, 10, 4467-4470.一种钙离子通道阻滞剂的对映体8.3.3 Strecker反应反应An inhibitor of biotin biosynthesis8.4.1 Ugi反应反应8.4 四组分及以上的串联反应四组分及以上的串联反应 Ugi 反应的底物适用范围很广，其中的羰基化合物组分可以是醛或反应的底物适用范围很广，其中的羰基化合物组分可以是醛或酮，胺组分可以是伯胺、仲胺、肼、羟胺或脲；而作为亲核试剂的酮，胺组分可以是伯胺、仲胺、肼、羟胺或脲；而作为亲核试剂的羧酸组分还可以是羧酸组分还可以是H2S、H2O、HN3、HNCO、HNCS或碳酸单酯等，或碳酸单酯等，甚至可以是二级铵盐。甚至可以是二级铵盐。 Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 3168.8.4.