重氮甲烷1_3—偶极与一些烯双键的环加成反应
缅甸地震-新疆中考
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山西大学学报(自然科学版)1 3(4):470—473,
1980
Journal of Shanzi University(Nat.Sci.Ed.)
重氮甲烷1,3々偶极与一些烯双键。:一
,
的环加成反应 ・
ST
UDY ON 1.3-DIPOLAR CYCL0ADDIT10N REACTIONS
OF
CH2 N 2 T0 CARB0N—CARB0N
UNSATURATED SYSTEMS <
br>陈兆斌杨斌盛张昭张桂枝夏炽中
Chen Zhaobin Yang Bingsheng
Zhang Zhao Zhang Guizhi Xia Chizhong
(山西大学化学系分
子科学研究所)
(Department of Chemistry,Institute of
Molecular Science,Shanxi University)
蔫要本文就 cH
一N=N:偶板子与一些烯双键的(3+2]环加成反应进行了研究,制得
了一些毗唑啡类型的化合物
。用前线轨道理论对反应作了分析
关■霸1,3一偶极}环加成J重氮甲烷
e 0 9 0
重氮甲皖( CH z—N宣N:)通过电子转穆可以形成1,3一偶极结构=CH 2一N=N:,
即一个山
三十原子和四个电子所组成的共轭结构,是一十三轨道四电子体系。根据轨道对称守恒原t ̄
(13,它
可以和烯双键发生热允许的[3+2]环加成反应:
b b b
+/
\一 /\ +/\一为l,3一偶极子,
a
C a C C a C
.
d:。
n e
/d
:e
=e为亲偶极体系
关于1,3一偶极
与亲偶极体系的协同环加成反应,已积累了大量实验事实。但对于特定的烯双键化
台物与1,3一偶极
发生反应的堆易,还是一个需详细探讨的问题。本工作用重氨甲烷1,3一偶极与一些
不同的含C=C
键的化舍物进行了反垃,合成了一些吐唑啉类化合物,对环加成反应的难易与烯类化
合物绪构的关系作
了探讨。
实验部分
lR ̄Unican splloo型倥测定。 HNMR ̄JEOLF
X--60Q仪测定,TMS内标,CDCI3作藩
剂。MS ̄JEOL GCMS D3O0型仪浏
定。TLCj日浙{】:黄岩产硅胶G板,展开刺为乙酸乙酯+石油醚
1989.10.28收到 <
br>・470・
●
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‘l‘5)・ CH 2Nt的制备
参照文献 2]制备了 亚硝基・ 甲基脲l将其加入到盛有无水乙醚的烧瓶
中,装戚蒜馏装置,在
冰盐浴冷却下,用注射器将玲曲K0H溶液注入饶瓶,将反应生J ̄L?-]C
H zN 2连同乙醚蒸到盛有乙醚曲
接收瓶中,得到重氮甲烷的乙醚溶液。
CH N。与
烯双键化台物的反应
将含有C--C ̄'y_,合物用适当溶剂溶解并冷却,加入火过量的CH zN
:乙醚溶液,将反应器盖严,
在玲却下适当摇动并放置。然后在通风橱中燕去乙醚及来反应的CH N
z,对产物进行纯化。
结果与讨论
台有碳一碳双键的化台物,当-gCH N 1,3一
隅饺发生了环加成反应,则生成台两个氨原子门
五元杂环t (反应式见下页)
实验结果见
表i和表2
表1 CH:N 与含C—C化合物的反应
NO.1
l
I
I 含碳一碳双键的化合物”
溶
反应条件
剂 时间
(h)
0
反应结果
48 环加成
b
0
—
48
i 环
cH—cH—c
xOH
加成
C
THF
0
24 0环加成,脂化
CX
d
H
c<H0 H
:<
br>THF
0
环加成,脂化
e
>c—c<
j—l H
THF
0
24
环加成,酯化
不
不
反
反
应
应
c 一。一 …H
f
se1f
0
48
‘产物的立体异构体未加分离
’‘ 测试i正明,CH N l足 【不
连有一CN基的碳碳双键发m环加成。
…烯类化台物除2a、2b自制外,其他均为市售分析纯试剂。
・47l・
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l吞 /N 圭:
1 2a—g 3 4a—e
C1
H
2al
H
-CH=CH
—cH—c/
CN
\c
,
2bl c1
cH—c、/CN
N
xCN
/N
一
zc;o_cH:cH一一c《uH
HO
:Cx
2d=
H/一=c
H
c
/
cO:H
一
2f:CH,O一
一
-CH:CH—CH
明 叫
表2环
加成反应产物的IR、 HNMR、MS、TLC数据
H /C H ∞ /\ C 拈 — 0 H
如
一
\
H
i●●
.十¥
即亲双烯体具有吸电
予基、双烯分子具有供电子基时,环加戚反应新的分子轨道易于形成
。
重氮甲烷
存在
一个不定域的 s‘键,是三中心四电子 体系(4],相对的是一个富电子休系
,
 ̄HOMO
与亲
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-薏 。5;
偶极体的LUMO相互作用,更有刺于反应的发生,郾CHtN:分子的H0MO中的电子巍向亲锅板分子  ̄LUM0。CH:N2与碟一酸氟健的环加成是否发生,与这种皂子沛{司的趋势有报太的关系,嚣cH・
N
曲HOMO与亲偶极体的LUMO的能级是否相近,是这种电子巍向的决定因素。对于C,H,CH
 ̄--CH
COlH及CtH CH=CH--CH--C(CN)t等连有吸电子基的双键化台物,
其LUM0的囊璇与CHtN z
的HOMO能级充分接近,有引于电子汽向,所以艟有散地形成新的
分子轨道,得到环合鲰戚产钫。
或者说,这些化合韵的LUMO接受电子后,电子主要集中在吸电子寨
嗣上,而CH,O—ctH・一cH
 ̄CH—cH 菩的烯玻健碳上莲有推电子基,其LUMO的主要
贡献来自C 、C (双键碳)的P2轨道,
--
在发生环加成时,LuMO接受电子后不能
厦时转移,使过渡态的能量较高,不和反应的进行Cs)C ̄3。
主
l
关于对反
么的量子化学计算正在进行。
系谢:IR谱承山西大学化学系冯育林同志曩I定,NMR诣承山西大学
分子科学研究所石玉仙同志
定,MS承中科院山西煤炭化学研究所肖友燮同志 定在此表示热忱的谢意
。
● 寿 文 ■
[1]Woodward R B,Hoffmann R.The C
onsevatlon of orbitaI Symmetry,Academic
Cpress
Ine,1970 ̄62
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[4]Kahn S.D,Hehre W.J,Cople J^.J.Am Cb
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br>C6]Houk K N et a1. .Am,Chem.Soc.,1973}95I 4092
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