【精品课件】偶极环加成反应
1,3一偶极环加成反应在叠氮推进剂中的应用

周环反应有电环化反应,环加成反应,和σ 移位反应。而其中的 环加成反应又分为[2+1]环加成,[2+2]环加成,[4+1]环加成。1,3偶极加成和[4+2]环加成即Diels-Alder反应。 本文主要介绍1,3一偶极环加成反应的基础上,综述了该反应在 聚叠氮基缩水甘油醚(GAP)侧基改性、叠氮化合物固化以及在GAP推进 剂中的应用情况。
含有叠氮侧基的聚醚粘合剂可以与含有乙炔基的化合物 通过环加成反应形成三唑粘合剂。在铜催化剂的作用下, 通过环加成反应形成三唑粘合剂。在铜催化剂的作用下,这种 反应简单且非常有效,直接使用GAP可以合成一系列的1 GAP可以合成一系列的 反应简单且非常有效,直接使用GAP可以合成一系列的1,2,3 一三唑基缩水甘油聚合物及衍生物。 一三唑基缩水甘油聚合物及衍生物。
[3+2]环加成(1,3-偶极环加成)中常见1,3-偶极体
R
C N O 腈氧化物
+
-
R
N NR' C 腈亚胺
+
-
R
N O CH2
+
-
N 氧化醛亚胺
1,3一偶极环加成反在叠氮推进剂中的应用
常用的含能叠氮黏合剂
叠氮粘合剂是侧链带有叠氮基团的含能预聚物,常用的含能粘合 剂有聚叠氮基缩水甘油醚(GAP)、双叠氮甲基氧杂丁烷聚醚(BAMO)和 叠氮甲基氧杂丁烷聚醚(AMMO)等。 这类粘合剂应用在推进剂中,能够提高推进剂的比冲和燃速,改善 温度敏感系数,是高能低特征信号、低易损性推进剂理想的含能粘合 剂。
对GAP高聚物叠氦侧基改性 高聚物叠氦侧基改性
尽管含能粘合剂GAP在能量性能方面具有优势, 尽管含能粘合剂GAP在能量性能方面具有优势,但在固体 GAP在能量性能方面具有优势 冲压发动机中,GAP推进剂在低压条件下的燃烧性能差 推进剂在低压条件下的燃烧性能差。 冲压发动机中,GAP推进剂在低压条件下的燃烧性能差。为了 改善燃烧性能, 改善燃烧性能,可以通过添加弹道改良剂或者燃速调节剂来改 变压强对GAP燃烧性能的影响,从而获得较好的燃烧性能。 GAP燃烧性能的影响 变压强对GAP燃烧性能的影响,从而获得较好的燃烧性能。
偶极环加成反应

1 背景介绍
2 各项反应
3
总结
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背景介 绍 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。
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通过2-芳亚甲基-6,7-二氢-5H-噻唑并[3,2-a]嘧啶-3酮与靛红、肌氨酸的l,3-偶极环加成反应,合成了一系列新 的螺噻唑并嘧啶类化合物,以期为药物筛选提供先导化合物。
李筱芳 ,于贤勇 ,冯亚青1,3-偶极环加成反应合成螺噻唑并[3,2-a]嘧啶类化合物, 有机化学2010年第30卷第5期,735-739
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反应介 绍
通过1-苄基-3,5-双芳亚甲基哌啶-4-酮与靛 红、脯氨酸的1,3-偶极环加成反应,合成了一系 列新的螺哌啶-六氢吡嗪类化合物。
令玉林,刘彬,李筱芳,于贤勇,易平贵 1,3一偶极环加成反应合成螺哌啶 一六氢吡嗪
类化合物 中图分类号:062 文献标识码:A 文章编号:1672—9102(2010)04一0101-03
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在氧化剂存在下吡啶叶立德与查尔酮进行1,3-偶 极环加成反应,一锅法合成2-苯基-3-乙酰基中氮茚, 以及用类似的一锅法合成1-苯甲酰基-2-苯基-3-乙酰基 吡咯并[2,I-a]异喹啉化合物。
王炳祥,徐助雄,吴婧 吡啶叶立德与查尔酮1,3.1偶极环加成反应制备2-苯基-3乙酰基中氮茚 有机化学 2006年第26卷第11期,1587~1589
手性配体金属络合物催化的1_3_偶极环加成反应讲解

秦伟艳等,手性配体金属络合物催化的1,3-偶极环加成反应Vol.27.No.4,2005・244・手性配体金属络合物催化的1,3-偶极环加成反应秦伟艳,刘波,由君(哈尔滨理工大学化学与环境工程学院,黑龙江哈尔滨150080)摘要:综述了手性配体金属络合物催化剂催化1,3-偶极环加成反应的研究进展。
主要介绍了唑硼烷催化剂以及αα,,αα’,’-四芳基-1,3-二氧戊环-4,5-二甲醇、双唑啉、联萘二酚等手性配体的金属络合物在不同反应中的立体选择性。
关键词:1,3-偶极环加反应;不对称合成;立体选择性;手性配体;络合物中图分类号:TQ426192文献标识码:A文章编号:1001-0017(2005)04-0244-041,3-DipolarCycloadditionReactionsCatalyzedbyChiralLigandsMetalComplexes QINWei-yan,LIUBoandYOUJun (CollegeofChemicalandEnvironmentalEngineering,HarbinUniversityofScienceand,Harb in,H150080,China)Abstract:Theresearchadvancesofthechiralligandsmetalcomplexescatalysts1,3reactionsw erereviewedinthispaper.thecatalystsofoxazaborolidinoneaswellasthestereoselectiveityofplexes,,-tetraaryl-1,3-diox2alane-4,5-dimethanol(TADDOL),bisoxazoline,1,1-2-oKeywords:1,3-dipolar;;chiralligands;complexes前言1,3-偶极环加成反应是合成五元杂环化合物后,Murahash等人开始研究此类反应的不对称合成,但是不对称性是由底物的手性诱导的[2,3]。
1,3-偶极环加成反应

冯亚青1 偶极环加成反应合成螺噻唑并[3 [3, a]嘧啶类化合物 嘧啶类化合物, 李筱芳 ,于贤勇 ,冯亚青1,3-偶极环加成反应合成螺噻唑并[3,2-a]嘧啶类化合物, 有机化学2010年第30卷第5 2010年第30卷第 735有机化学2010年第30卷第5期,735-739
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Yamada等利用 酮亚胺与钴(III) (III)阳离子的络合 Yamada等利用 B-酮亚胺与钴(III)阳离子的络合 物催化氮-芳亚甲基苯基氧化胺(2,R2=Ar,R3 =Ph)与 物催化氮-芳亚甲基苯基氧化胺(2, =Ar, =Ph)与 (2 甲酰基- 环戊烯的1 偶极环加成反应。 1-甲酰基-1-环戊烯的1,3-偶极环加成反应。在反应 液中加入NaBH4的乙醇溶液猝灭环加成反应, NaBH4的乙醇溶液猝灭环加成反应 液中加入NaBH4的乙醇溶液猝灭环加成反应,将环加成 产物的醛基转化为更稳定的醇,产物19保持了1 19保持了 产物的醛基转化为更稳定的醇,产物19保持了1,3-偶 极环加成反应的收率、非对映选择性和对映选择性。 极环加成反应的收率、非对映选择性和对映选择性。
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通过六氢- 芳基-lH-比喃[2, d]并嘧啶-2(8aH)通过六氢-4-芳基-lH-比喃[2,3-d]并嘧啶-2(8aH)[2 并嘧啶 硫酮与丁炔二酸二甲(DMAD)的加成反应, (DMAD)的加成反应 硫酮与丁炔二酸二甲(DMAD)的加成反应,合成了一系列新 的吡喃一嘧啶并噻唑类化合物。 的吡喃一嘧啶并噻唑类化合物。
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叠氮基与碳叠氮基与碳-碳双 碳三键或碳键、碳-碳三键或碳氮三键的1 氮三键的1,3一偶极 环加成反应通常有很 多优点。 多优点。
教学课件:第七章 周环反应-1

2 按照参加反应的电子数来标记(IUPAC鼓励),写为 2. 写为[i + j +… + ] 的形式。 Diels-Alder Diels Alder反应: [4 [4+2] 2]环加成反应 烯烃臭氧化的第一步反应则记为[4+2]环加成反应
表环加成反应(Formal cycloaddition) ——实际上是多步完成的反应,与周环反应有本质区别
E
hv
基态
激发态
顺旋 H Me H Me
允许
H Me
H Me
顺旋 H M Me H Me
允许
Me H
Me H
顺,反‐2, 4‐己二烯 基态
顺‐3, 4‐二甲基环丁烯
对旋 H Me H M Me
禁阻
H Me
Me H
对旋 H Me H Me
禁阻
Me H
H Me
顺,反‐2, 4‐己二烯 基态
顺‐3, 4‐二甲基环丁烯
+
2 A
hv
LUMO hv
E 1 S
基态
HOMO
激发态
轨道对称性:
( ) 热反应 (a)
(b)光反应
[2+2]——光照允许——同面/同面加成!
[2+2]——光照允许——同面/同面加成
Me hv + Me O i-PrOH, i PrOH,-78 78oC
H Me
Me H
O
71%
加热条件下:通过同面/异面方式加成(very few) 例如:烯酮的二聚
顺, 顺‐2, , 4‐己二烯 烯
6体系的分子轨道:
分子轨道对称守恒原理
A S A E S A S HOMO LUMO LUMO
13偶极环加成反应

13偶极环加成反应
13偶极环加成反应(13P cycloaddition)是自由基反应发生与重排的一种加成反应,它指的是当双重自由基靠近在可活性亚甲基头上发生反应,形成六原子环(具有四个硝基性中心)结构的方式。
13偶极环加成反应通常用于有机反应,以生成多种甲苯,环烷,环醇,环酯等类型的类似于柠檬烯的环状结构化合物。
在有机化学研究中,13偶极环加成反应的发现和发展有着十分重要的意义,它可以很方便地合成柠檬烯类衍生物,而不需要使用复杂的有机合成方法和过程。
13偶极环加成反应不仅可以用于有机化合物的合成,而且用于分子识别和配体作用反应。
它可以把生物分子动态地固定在另一生物分子上,这种反应类似于具有复杂“自我”结构的具有脱孤岛特性的有机分子在催化剂的影响下快速“自我组装”的效果。
它们可以提供一种给定的分子模板,可以把双脱氧核苷酸等生物分子结合,以形成组成双杂交复合物的“有机结构单元(OSUs)”。
13偶极环加成反应非常受欢迎,由于它具有快速,可控,易 do 等优势,探索它的新前景也没有停止过。
最近,它已经被用于金属活化过程,生物大分子的转化,活性膜的合成,多功能组件的的合成,以及药物的合成,等等。
13偶极环加成反应在许多有机合成和生物合成中发挥了重要作用,它被广泛应用于有机可控的化合物的合成,分子识别,金属催化,以及药物制备等方面。
可以预计,13偶极环加成反应将在未来更多地被用于药物合成,例如制备蛋白质和糖聚合物类药物,以及其他复杂结构化合物,从而为研究药物应用以及人们日常生活带来知识和福利。
18-2教材配套课件教材配套课件

除[4 +2]环加成外,只要参加反应的π 电子数符 合4n+2,进行同面/同面环加成,对称性都是允许的。
(2)内型加成规律
[4+2]环加成反应的另一立体化学特征是主要得 到内型加成产物。
丁烯二酸酐与环戊二烯的加成是体现这种特征 的典型实例。内型产物的生成符合阿德尔(Alder) “最大程度累积不饱和双键”经验规律。内型加成 时,几乎参与分子的所有双键(包括羰基)重叠在 一起,反应中碳氧双键也可与环戊二烯π 键相互作 用形成较稳定的过渡态。而外型加成时,羰基距离 环戊二烯π 键较远,形成的过渡态不够稳定,这样 使反应主要按内型加成进行。
利用这一规律可以合成所希望的邻对位取代的 六元环化合物。
2.其他双烯和亲双烯体的环加成 (1)不同亲双烯体的环加成 除碳碳双键外很多具有其他不饱和官能团的化 合物均可作亲双烯体,下面是含c ≡ c和N=N官能团 化合物的反应实例。
有意思的一个例子是烯丙基正离子,它具有两个 π 电子,也可作为亲双烯体与双烯加成。这个反应可 制备七元环化合物。
(3)分子内[4+2]环加成 若双烯体和亲双婦体同在一个分子内,而且反应 时无张力存在,就容易进行分子内Diels Alder反应, 合成上常用来制备多环化合物。
二、【2+2】环加成 [2 +2]环加成是两个烯分子组成四元环的反应,
在加热条件下,[2 +2]环加成以协同方式进行是困 难的,这是因为同面/同面加成是对称性禁阻的(图 18-7(a)),而同面/异面加成则对称性允许,但几何 上是不利的(图18-7(b))。
问题18-2 环戊二烯长时间放置会产生二聚环戊二 烯,当加热时二聚体又可分解再生环戊二烯。这两 个反应可能属于什么反应?写出二聚环戊二烯的结 构式。 问题18-3 写出下列反应的反应物。
1,3-偶极环加成反应-精品文档

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通过2-芳亚甲基-6,7-二氢-5H-噻唑并[3,2-a]嘧啶-3酮与靛红、肌氨酸的l,3-偶极环加成反应,合成了一系列新 的螺噻唑并嘧啶类化合物,以期为药物筛选提供先导化合物。
李筱芳 ,于贤勇 ,冯亚青1,3-偶极环加成反应合成螺噻唑并[3,2-a]嘧啶类化合物, 有机化学2019年第30卷第5期,735-739
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通过六氢-4-芳基-lH-比喃[2,3-d]并嘧啶-2(8aH)硫酮与丁炔二酸二甲(DMAD)的加成反应,合成了一系列新 的吡喃一嘧啶并噻唑类化合物。
姚飞,曾荣今,王慧,沈鹏飞 1,3一偶极环加成反应合成新型的吡喃一嘧啶并噻唑类化 合物 中图分类号:062 文献标识码:A 文章编号:1672—9102(2019)02—0101—04
叠氮基参与 的1,3-偶极 环加成反应 含能盐 含能基团的修饰 新型含能聚合物
池俊杰,夏宇,张晓勤,曲贵晨,常伟林,王建伟 1,3一偶极环加成反应 在含能材料中的应用 中图分类号:0621.3;TJ55 文献标识码:A 文章 编号:1672—2191(2019)03—0025—04
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叠氮基与碳-碳双 键、碳-碳三键或碳氮三键的1,3一偶极 环加成反应通常有很 多优点。
反应模块化 高产率 反应条件简单 后处理简单
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立体选择性
此类反应是经典点击化学(Click Chemistry) 的精华 。故自2019年诺贝尔化学奖获得者K.B.Sharpless提出 点击化学的概念以来,叠氮基参与的1,3一偶极环加成反 应就在药物合成、分子印迹、超支化聚合物制备、 纳米材料的修饰等众多领域引起了国内外科学家的重视。 含能材料黏合剂
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叠氮基参与 的1,3-偶极 环加成反应
含能材料黏合剂 含能盐
含能基团的修饰
新型含能聚合物
池俊杰,夏宇,张晓勤,曲贵晨,常伟林,王建伟 1,3一偶极环加成反应 在含能材料中的应用 中图分类号:0621.3;TJ55 文献标识码:A 文章 编号:1672—2191(2011)03—0025—04
反应介 绍
通过2-芳亚甲基-6,7-二氢-5H-噻唑并[3,2-a]嘧啶-3酮与靛红、肌氨酸的l,3-偶极环加成反应,合成了一系列新 的螺噻唑并嘧啶类化合物,以期为药物筛选提供先导化合物。
李筱芳 ,于贤勇 ,冯亚青1,3-偶极环加成反应合成螺噻唑并[3,2-a]嘧啶类化合物, 有机化学2010年第30卷第5期,735-739
在硝酮与缺电子烯烃的1,3-偶极环加成反应的研究 中,常用的亲偶极体为3-(3-取代丙烯酰)-嗯唑烷-2-酮。
Yamada等利用 B-酮亚胺与钴(III)阳离子的络合 物催化氮-芳亚甲基苯基氧化胺(2,R2=Ar,R3 =Ph)与 1-甲酰基-1-环戊烯的1,3-偶极环加成反应。在反应 液中加入NaBH4的乙醇溶液猝灭环加成反应,将环加成 产物的醛基转化为更稳定的醇,产物19保持了1,3-偶 极环加成反应的收率、非对映选择性和对映杂环化合物的常 用方法。其中,以硝酮为1,3-偶极化合物、1,2-二取 代烯烃为亲偶极体的1,3-偶极环加成反应是合成异嗯 唑烷衍生物的重要途径。
胡晓芬 冯亚青冰 李筱芳 手性Lewis酸催化硝酮与烯烃的1,3.偶极环加成反应 有机化学 2005年第25卷第1期,1~7
本工作以低廉的氯化苄和取代氯化苄为原料,替代通 常的溴化物,合成了苄叠氮(3a),对甲基苄叠氮(3b),对 氰基苄叠氮(3c),对氟基苄叠氮(3d),4,4'-联苯二苄叠 氮等(3e ),有效降低反应成本。
HU.Yan—Hong ,LIU,Shi—Ling TONG,Qin—Yu HUANG,Fa—Rong,SHEN, Yong—Jia QI,Hui—Min,DU,Lei。 Synthesis of 1-(Substituted benzy1)1,2,3-triazoles by 1.3-Dipolar Cycloaddition Reaction
浅析1,3-偶极环加成反应的应用和发展
目录 CONTENTS
1 背景介绍
2 各项反应
3
总结
背景介 绍 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。
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。
叠氮基与碳-碳双 键、碳-碳三键或碳氮三键的1,3一偶极 环加成反应通常有很 多优点。
通过1-苄基-3,5-双芳亚甲基哌啶-4-酮与靛 红、脯氨酸的1,3-偶极环加成反应,合成了一系 列新的螺哌啶-六氢吡嗪类化合物。
令玉林,刘彬,李筱芳,于贤勇,易平贵 1,3一偶极环加成反应合成螺哌啶 一六氢吡嗪 类化合物 中图分类号:062 文献标识码:A 文章编号:1672—9102(2010)04一0101-03
在氧化剂存在下吡啶叶立德与查尔酮进行1,3-偶 极环加成反应,一锅法合成2-苯基-3-乙酰基中氮茚, 以及用类似的一锅法合成1-苯甲酰基-2-苯基-3-乙酰基 吡咯并[2,I-a]异喹啉化合物。
王炳祥,徐助雄,吴婧 吡啶叶立德与查尔酮1,3.1偶极环加成反应制备2-苯基-3乙酰基中氮茚 有机化学 2006年第26卷第11期,1587~1589
反应模块化
高产率
反应条件简单
立体选择性
后处理简单
此类反应是经典点击化学(Click Chemistry)的精华 。故自2001年诺贝尔化学奖获得者K.B.Sharpless提出 点击化学的概念以来,叠氮基参与的1,3一偶极环加成反
应就在药物合成、分子印迹、超支化聚合物制备、 纳米材料的修饰等众多领域引起了国内外科学家的重视。
总结:
1-苄基-3,5-双芳亚甲基哌啶-4-酮与由靛红及脯氨酸原位反 应生成的甲亚胺叶立德的1,3-偶极环加成具有反应时间短 (20min)、收率高(>86%)的特点,反应具有较好的选择性,仅生 成一种产物。
通过六氢-4-芳基-1H-吡喃[2,3-d]并嘧啶-2(8aH)-硫酮与 丁炔二酸二甲酯的加成、环合反应得到一系列新化合物甲基 (2Z)-[5-(4-芳基)-3-羰基-5a,7,8,9a-四氢-5H,6H-吡喃[2 ,3-d][1,3]并噻唑[3,2-a]并嘧啶-2(3I-i)-甲叉基]乙酯。具 有反应时间短(2-3h)、副反应少、后处理简单、收率高(>90%) 的特点。理论上该反应只生成一种产物。
通过六氢-4-芳基-lH-比喃[2,3-d]并嘧啶-2(8aH)硫酮与丁炔二酸二甲(DMAD)的加成反应,合成了一系列新 的吡喃一嘧啶并噻唑类化合物。
姚飞,曾荣今,王慧,沈鹏飞 1,3一偶极环加成反应合成新型的吡喃一嘧啶并噻唑类化 合物 中图分类号:062 文献标识码:A 文章编号:1672—9102(2011)02—0101—04