高分子化學supplement2008click(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 O1 m o l % N H4C lO O N H 2NN9 5 % 環(huán)加成反應 鏈接化學的思想在雜原子參與的環(huán)加成反應中得到充分的體現(xiàn) ， 這些模塊化 (modular)融合 (fusion)的過程把兩個不飽和反應物結(jié)合起來 ， 生成許多有趣的五元雜環(huán)和六元雜環(huán) 。 疊氮化物和炔的 Huisgen 1,3偶極環(huán)加成在芳香和非芳香五元 1,2,3三唑雜環(huán)合成中的重要性引起人們廣泛關(guān)注 。 該反應有以下特點： (1) 室溫下反進行得很慢； (2) 反應條件簡單； (3) 反應產(chǎn)率高 ， 無副產(chǎn)物 ， 易純化； (4) 反應過程模塊化 、 應用范圍寬； (5) 原料對生物分子和生命體系的反應條件表現(xiàn)出惰性；(6) 反應具有幾乎 100%的可靠性 。 NNN( 0 . 2 5 ~ 1 m o l % )R1C u ( I )N N N R2C u ( I )T B T A( 1 m o l % )t B u O H / H2O = 1 / 1 ( V o l )r o o m t e m p e r a t u r eR1R2T B T A =NNNNNNNNNNB nB nB n1,2,3三唑雜環(huán)化合物 近年來 ， 還發(fā)現(xiàn)： 在 Cu(I)催化下 ， 疊氮化物 炔類的反應速率可增加 大約 106 倍 ， 幾乎定量的選擇性地生成 1,4取代的 1,2,3三唑 ， 反應能在各種溶劑中進行 ， 甚至在純水中反應也能很好地進行 。 在這類反應中 ，Cu(I)只對 端基炔 起催化作用 。 多三唑絡(luò)合物對 Cu(I)有很好的 穩(wěn)定作用 ， 能防止 Cu(I) 被氧化和發(fā)生歧化和增強 Cu(I)的催化活性 。 高分子化學家也因此獲益非淺 。 甲苯磺酰基氰化物和等量的未受阻疊氮化物在加熱條件下 1,3偶極環(huán)加成能定量地生成 1烷基 5磺酰基四唑 。 用酰基氰化物代替磺酰基氰化物可得到 5酰基四唑 ， 使用 4硝基苯基氰基甲酸酯則很容易用各種親核試劑 (例如胺和醇鹽 )進行衍生化 。 n e a t [ 2 + 3 ]1 a l k y l 5 s u l f o n y l t e t r a z o l eRN 3 SO OC N+R NNNNSO O1烷基 5磺酰基四唑 鏈接化學能否以水為溶劑 ： 研究發(fā)現(xiàn)許多能滿足鏈接化學要求的反應在水中進行比在有機溶劑中進行更好 ， 這是自然賦予的成果 ， 可歸結(jié)為五個特點 —— 1) 鏈接反應常常很容易在熱水中反應給出單一產(chǎn)物 ， 即使在一個或者幾個反應試劑或者產(chǎn)物不溶于水時 。 2） 對環(huán)氧烷 、 氮丙啶親電試劑的親核加成反應 ， 有溶劑最好 ， 因為反應需要有限的氫鍵作用距離 ， 因此 ， 水是獨特的溶劑 ， 也就成為醇醛化學理想的溶劑 。 3） 烯烴和炔烴鏈接反應的兩個重要的分支是親電試劑的氧化和環(huán)加成反應 。 反應需要試劑的被極化， 在此水并不是干擾的介質(zhì) ， 更一般的情況是反應要求一定的區(qū)分非極化和極化物種活性的杠桿作用 ， 水恰恰起到了這種作用 。 4） 兩個溶質(zhì) （ ） 之間的反應通常比溶劑水（ 55M） 中一個溶質(zhì)的副反應快得多 。 AchottenBaumann反應 ——在水中由酰氯或者磺酰氯制備酰胺的反應 。 5） 水是極好的熱量接受體 ， 高的比熱 、 而沸點并不高的特點使其適于大規(guī)模使用 。 水還被認為是環(huán)境友好和低成本的理想溶劑 。 R 39。 C C l+ H 2 ON a O HOR 39。39。 N R 39。39。39。HR 39。 C NOR 39。39。R 39。39。39。 “ 保護基 ” 反應 羰基化合物相對熱力學穩(wěn)定 ， 在 “ 鏈接 ” 化學轉(zhuǎn)變中的應用有限 ， 但也有少量基于羰基的反應幾乎是定量的 ， 如甲醛的羥甲基化和氨甲基化反應 。 NOHOH C H OC a O , H2ONOO HO HO HNOHOH C NH2ONOC NO H 對藥物化學而言 ， 縮醛 (酮 )及其氮雜類似物是一類具有吸引力的化合物 ， 因此 ， 醛 (酮 )與鄰羥基反應生成縮醛的 “ 保護基 ” 反應成為基于可逆羰基化學過程在 “ 鏈接 ” 化學應用中的代表 。 因為： (1) 這類化合物在 生理的 pH 條件下穩(wěn)定 ， 可作為口服藥中的成分 (2) 提供了幾個 氫鍵受體位點和有利的偶極 因素 (3) 限定性的骨架有助于 取代基的定位 。 OOOP hP h HN3NT sHN3N3N3OO M eM eO M eM eH OOON3N3H OOON3N3圖中 5個縮醛衍生物在大部分生理和化學的條件下是穩(wěn)定的 ， 疊氮取代基可與大量模塊化的成分相組合 “ 鏈接 ” 化學的應用 先導化合物庫的合成 利用一些短的反應序列 ， “ 鏈接 ” 化學可以在實驗室大量制備結(jié)構(gòu)復雜 、 新穎 、 并具有多樣性的化合物庫 ， 如 1,2二取代乙烷衍生物庫 、 五元芳雜環(huán)化合物庫 、 1,2,3三唑衍生物庫和非芳雜環(huán)化合物庫等 雙氧化物開始 ， 經(jīng)疊氮化物區(qū)域選擇性開環(huán)后 ，通過 1,3偶極加成得到雙三唑 ， 再經(jīng)內(nèi)酯化反應 ， 僅需 3步便能形成三環(huán)分子 ， 類似的三環(huán)結(jié)構(gòu)常存在于甾族化合物中 。 OON a N3N H4C l , H2Or e l f u x , 2 hH ON3 3N 3O H9 7 % y i e l dE t O O C C O O E tH2O , 7 0oC , 1 h , 9 5 % y i e l dNNNO HE t O O CE t O O CO HNNNC O O E tC O O E tC a t . i P r2E t NT o l u e n e , r e f l u x , 2 4 h , 8 1 % y i e l dNNNOE t O O CE t O O CO HNNNCC O O E tO “ 鏈接 ” 化學在新藥研究中的應用 以碳水化合物衍生的乙炔和疊氮化物 ， 在 Cu(I)催化下 ， 微波照射環(huán)加成 ， 合成了一系列多價的 、 以三唑相連的新糖共軛物 。 + 8 0 % y i e l d1 0 2 0 m o l % ( P h 3 P ) 3 C u B rOc o r e ( N 3 ) no r ( E t O ) 3 P C u ID I P