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如何在有机化学分子中构建环丙烷三元碳环?

1、Simmons-Smith环丙烷化


      此方法是由H.E. Simmons(西蒙)和R.D.Smith(斯密斯)于1958年发现的,利用二碘甲烷CH2I2和锌铜偶(Zn-Cu)将烯烃具有立体选择性地转化为环丙烷。此方法在分别在1966年和1994年被进一步改进——使用均一体系的CH2I2-Et2Zn试剂来代替CH2I2-Zn-Cu偶试剂,反应的再现性会更好:




2、Corey-Chaykovsky环丙烷化


     Corey-Chaykovsky反应是另一个构建环丙烷类三元环骨架的方法。它是利用硫叶立德试剂(Sulfur Ylides)对碳-碳双键或碳-杂(O,N或S)双键进行加成来构建环丙烷类化合物:



3、Kulinkovich(库林科维奇)环丙烷化

      在1989年,O.G. Kulinkovich报道在四异丙氧钛Ti(Oi-Pr)4催化下,使用两个当量以上的的乙基溴化镁(EtMgBr)格式试剂与酯反应生成环丙醇类衍生物的反应。改进的Kulinkovich反应,分别用酰胺和腈化合物使反应底物的范围更广。


Kulinkovich-De Meijere反应




4、Perkin环丙烷化


      在1884年由化学家H. Perkin报道的在强碱NaOEt的作用下,用丙二酸二乙酯和1,2-二溴乙烷作用制得环丙烷化的产物。由于丙二酸二乙酯的

α-碳上的氢具有一定的酸性,在强碱NaOEt的作用下拔氢后生成碳负离子,此碳负离子是很稳定的。然后1,2-二溴乙烷对碳负进行两次的亲核进攻生成所需要的环丙烷化产物。此底物可以类推到几乎所有的二羰基化合物以及芳香环苄位含有强的吸电子基的底物且它们机理类似。




5、Pirrung环丙烷化


       Pirrung对H. Perkin的方法进行了修饰,同样在碱的作用下,用环氧氯丙烷与二羰基化合物进行亲核进攻,生成环丙烷化的内酯化合物,扩大了底物的使用范围。



6、二氯卡宾与烯烃环丙烷化


      在1962年,由Dering和Hoffmann两位化学家在用t-BuOK对氯仿进行α-消除获得二氯卡宾,然后再对烯烃底物进行亲核加成生成环丙烷化产物。此反应是一个剧烈的放热反应,因此一定要注意控制加料速度和反应体系的温度。



7、重氮烷与烯烃的环丙烷化


       此方法也是先形成卡宾中间体,然后对烯烃进行加成得到环丙烷化产物。不过复杂烯烃上的取代基至少是吸电子取代基才有利于反应的进行。




8、Suzuki偶联反应


      通过环丙烷硼酸酯或环丙烷硼酸与芳香卤代物进行Suzuki偶联反应,同样可以在复杂分子中引入环丙基。









参考文献:

1. Chem. Rev., 2017, 117, 11651 - 11679.

2. Chem. Soc. Rev., 2000, 29, 165 - 174.

3. Three-membered ring formation, 125 - 128.

4. 有机化学人名反应.


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