1,3-偶極環加成反應

1,3-偶極環加成反應

(1,3-dipolar cycloaddition)是發生在1,3-偶極體和烯烴炔烴或相應衍生物之間的環加成反應,產物是一個五元雜環化合物。烯烴類化合物在反應中稱親偶極體。德國化學家Rolf Huisgen首先廣泛套用此類反應製取五元雜環化合物,因此它也稱為Huisgen反應

基本介紹

  • 中文名:1,3-偶極環加成反應
  • 外文名:1,3-dipolar cycloaddition
  • 產物:一個五元雜環化合物
  • 親偶極體:烯烴類化合物在反應
加成反應,常見反應,

加成反應

1,3-偶極環加成反應與狄爾斯-阿爾德反應有些相似。根據前線軌道理論,基態時1,3-偶極體的LUMO和親偶極體的HOMO,以及基態時1,3-偶極體的HOMO和親偶極體的LUMO,都是為分子軌道對稱守恆原理所允許的,因此反應可以發生。[1]1,3-偶極環加成反應因此也分為三類:一類是由1,3-偶極體出HOMO,稱為HOMO控制的反應;一類是由1,3-偶極體出LUMO,稱為LUMO控制的反應;還有一類就是兩種情況都存在,稱為(HOMO-LUMO)控制的反應。
以前曾認為1,3-偶極環加成反應是經過一個雙自由基的中間體完成的,但現在大多認為1,3-偶極環加成反應經過五元環的過渡態,是總電子數6π體系的協同反應。它受溶劑的極性影響很少,而且是立體專一的順式加成反應。
分子內或逆向的1,3-偶極環加成反應都是可以發生的。

常見反應

炔烴與疊氮化物發生Huisgen疊氮化物-炔烴環加成反應生成1,2,3-三唑;重氮化合物與親偶極體發生1,3-偶極環加成反應,若親偶極體為烯烴,則反應產物是吡唑啉;硝酮與烯烴加成得到異惡唑烷;烯烴臭氧化反應。實際上,反應中首先發生臭氧分子對烯烴的1,3-偶極環加成反應,生成鄰三氧雜五元環中間體。它發生逆-1,3-偶極環加成,生成一個羰基化合物和Criegee中間體。而後羰基轉位,再發生一個1,3-偶極環加成,得到1,2,4-三氧雜的中間體,經後面的還原或氧化得到最終產物;富勒烯或納米管與亞甲胺葉立德的Prato反應。

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