《多组分反应》PPT课件

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1、第六讲多组分反应1三个或更多的化合物以一锅煮的反应方式形成一个包含所有组分主要结构片段的新化合物的过程被称为多组分反应（MulticomponentReaction，MCR）多组分反应过程中至少涉及两个以上的官能团，可将其视为多个双分子反应的组合体。它不是单纯几个双分子反应在数量的叠加，还必须根据多米洛规则进行有序的反应。一、引言2由于加成反应过程中所丢失的原子少于取代反应，更符合原子经济性的原则，因此组成一个理想的多组分反应的双分子反应，应尽可能都是加成反应，而不是取代反应。与传统的双分子反应相比，多组分反应在产生

2、分子结构的复杂性和多样性上具有很大的优势。3如下图所示，一些单分子反应及双分子反应同多组分反应一样，也可按照多米洛过程进行。4这三类多米洛反应过程在一个操作步骤中均产生了多于两个的化学键，因而在创造分子的复杂性方面都很高效。但是与单分子和双分子多米诺过程相比较，多组分反应还具有以下几个优点：1、比单分子和双分子的多米诺过程更具会聚性。2、通过起始原料的自由改变容易引进分子的多样性。3、起始物易制备或已商品化。4、理论上可产生的化合物数目巨大。5、避免了保护-去保护步骤6、一步反应很容易实现自动化生产5与单分子和双分子

3、多米洛过程相比较，多组分反应独具以下优点：6与此相反，单分子的多米诺反应虽然也能一步引进结构的复杂性，但前体的线性制备往往需要和多合成步骤，因此它在多样性导向合成中的应用受到一定程度的限制。7二、多组分反应的历史回顾许多重要的人名反应都属于多组分反应。早期的有Strecker氨基酸合成、Hantzsch二氢吡啶合成、Biginelli二氢嘧啶合成、Mannich和Passerini反应等，这些发现于大约一个世纪之前的反应至今仍然在特定类型化合物的合成设计中保持着活力。8N9近几十年新发展的一些重要的MCR：1011在

4、20世纪50年代末期，Ugi发现的一个新四组分反应——Ugi-4CR，是在过去10年中被研究最多的反应之一。它是利用醛、胺、羧酸和异腈间的反应一步合成α-酰胺基酰胺的方法。当把这四个化合物混在一起时，在想象中它们互相间会按不同的次序发生各种可能的反应，从而导致极其复杂的混合产物。但实际上在大多数情况下，Ugi反应的机理很复杂，它可能按如下的反应过程进行：（1）亚胺的生成；（2）亚胺被酸质子化；（3）亲电亚胺盐和亲核羧基阴离子对异腈的α-加成；（4）分子内的酰基迁移。121961年Ugi发表了用Ugi四组分反应（Ugi

5、-4CR）合成的第一个化合物库。其反应机理如下：Ugi-4CR的产物一般是一个直链多肽类化合物。13Ugi-4CR除了具有引进结构的复杂性和分子的多样性等特点外，还兼具有绿色化学和原子经济性的优势。因为在产生四个化学键的整个转化过程中，这个四组分反应的唯一副产物仅仅是水。从高能量的二价异腈碳到四价酰胺碳的转化，为反应提供了驱动力。14Ugi-4CR和Passerini反应（P-3CR）在反应机理上很接近。不同的是在Ugi-4CR中，和异腈反应的亲电试剂是一分子亚胺，而在Passerini反应中则是醛。因为亚胺是由醛和

6、胺反应得到，Ugi-4CR相当于把一分子胺融合到了Passerini反应中。多一个氨基官能团的引入使得Ugi-4CR在有机合成中的应用前景比Passerini-3CR反应更广阔一些。15一个典型的Ugi3CR/4centers。把β-氨基酸(2)、醛（3）、和异腈（4）混溶于甲醇中，在简单的加热条件下就可以以很好的收率得到重要的医药中间体β-内酰胺（1）。16三、多组分Passerini反应的研究进展多组分Passerini反应(PCR)首次报道于1921年，该反应是主要涉及一分子醛、一分子异腈和一分子羧酸或者醇的一

7、种反应，反应产物是双官能团化合物α-酰氧基酰胺或者α-烷氧基酰胺。这类化合物是重要的有机中间体，通过它们可以合成许多重要的天然产物、复杂分子及药物分子，具有很好的使用价值和广阔的应用前景。171、非对映选择性Passerini反应非对映选择性反应主要是指在反应体系不另外加入手性试剂，而是利用反应原料本身带有手性，具有手性诱导作用，使得反应得到的产物表现出一定的对映选择性的反应。Ostaszewski等报道用N保护具有手性的氨基酸来作为酸组分进行PCR反应(式1)，并考察了不同的氨基酸对反应产率和非对映选择性的影响，部

8、分研究结果表现出很好的非对映选择性。18其中，当R1和R2为苯基、反应时间为20h、保护基PG=Bz时，产率为39%，产物S/R构型的比例达到94∶6；而PG=Boc（叔丁氧羰基）时，产率为86%，产物S/R构型的比例高达99∶1。19立体选择性PCR反应是通过在反应体系中加入手性诱导催化剂来得到立体选择性PCR产物的反应。2003年，Doml