多组分化学反应具有操作简单、资源利用率高和高原子经济性等特点,是一类重要的有机化学反应,在新药设计与合成、组合化学和天然产物合成中具有广泛的应用。

本书系统介绍了Passerini反应、Ugi反应、Biginelli反应等各类多组分反应的发现、发展、现状及展望;探讨了新型多组分反应的发现方法;综述了多组分反应在药物发现及天然产物全合成中的应用。

  本书取材新颖,内容丰富,适合有机化学、无机化学、生物有机化学、金属有机化学、高分子化学、医药学及材料化学等领域的研究生与科研人员使用。

目录

第1章不对称异氰基多组分反应1

1.1引言1

1.2外消旋化1

1.3不对称Passerini反应2

1.3.1经典Passerini反应2

1.3.2Passerini型反应4

1.4不对称分子间Ugi反应5

1.4.1总论5

1.4.2手性胺7

1.4.2.1α-甲基苄胺7

1.4.2.2二茂铁基胺8

1.4.2.3糖基胺8

1.4.2.4α-氨基酸的酯10

1.4.3手性异氰基化合物、羧酸和羰基化合物10

1.4.4手性环亚胺12

1.5不对称分子内Ugi反应14

1.5.1α-氨基酸15

1.5.2其他氨基酸16

1.5.3酮酸19

1.6其他不对称异氰基多组分反应20

1.6.1串联Ugi反应或Passerini反应/分子内Diels-Alder反应20

1.6.2其他异氰基多组分反应22

参考文献24

第2章Passerini反应和Ugi反应的后缩合修饰28

2.1可转化的异腈化合物28

2.2以I-MCR后缩合反应合成开链化合物32

2.2.1Passerini-3CR+O-脱酰化作用32

2.2.2Passerini-3CR+N-脱保护+ON酰基转移33

2.2.3Ugi-4CR+氧化34

2.2.4Ugi-4CR+水解35

2.2.5Ugi-4CR反应在肽合成中的应用35

2.3I-MCR后缩合反应在杂环化合物合成中的应用37

2.3.1三、四、五元环及其苯并稠环衍生物37

2.3.1.1通过Passerini-3CR+O-或N-烷基化合成环氧乙烷和β-内酰胺37

2.3.1.2通过Ugi-4CR+C-烷基化反应合成β-内酰胺37

2.3.1.3通过Passerini-3CR或Ugi-4CR反应和Knoevenagel缩合反应合成

呋喃、吡咯和吲哚37

2.3.1.4通过Passerini-3CR和Horner-Emmons-Wadsworth反应合成丁烯羟

酸内酯39

2.3.1.5通过Ugi-4CR和水解反应合成吡咯和γ-内酯40

2.3.1.6通过Ugi-4CR、N-脱保护及芳香亲核取代反应合成吲唑酮41

2.3.1.7通过Passerini-3CR或Ugi-4CR及Davidson环化反应合成?唑

衍生物和咪唑41

2.3.1.8通过Ugi-4CR、N-脱保护和环化反应合成2-咪唑啉、咪唑啉-2-酮

和苯并咪唑42

2.3.1.9利用Ugi-4CR及进一步转化制备螺咪唑啉酮和螺硫代亚胺海因43

2.3.2六元环及其苯并稠环体系44

2.3.2.1由Ugi-4CR和羟醛缩合反应合成吡啶衍生物44

2.3.2.2由Ugi-4CR和Knoevenagel缩合反应合成哒嗪衍生物44

2.3.2.3由Ugi-4CR、N-脱保护和环化反应合成2,3-二氮杂萘衍生物44

2.3.2.4由Ugi-4CR和环化反应合成哌嗪和吡嗪-2-酮45

2.3.2.5由Ugi-4CR和N-脱保护及分子内形成酰胺键合成哌嗪酮、2,5-

哌嗪二酮和喹喔啉46

2.3.2.6由双官能团Ugi-4CR试剂合成2,5-哌嗪二酮和吗啉50

2.3.3七元环及其苯并稠环体系50

2.3.3.1由Ugi-4CR和环合易位反应制备氮杂?50

2.3.3.2通过Ugi-4CR、N-脱保护和芳香亲核取代反应合成1,4-苯并氮杂

?-5-酮50

2.3.3.3由可转化异腈的Ugi-4CR及UDC法合成1,4-苯并二氮杂?-2,5-

二酮51

2.3.4双环体系53

2.3.4.1由Ugi-4CR和Dieckmann缩合反应合成碳青霉烯和碳头孢烯53

2.3.4.2由Ugi-4CR和环合反应合成双环体系53

2.3.5多环和大环体系55

2.3.5.1由Passerini-3CR反应合成多环原酰胺55

2.3.5.2由I-MCR和分子内Diels-Alder环加成反应制备多环体系55

2.3.5.3Passerini-3CR、Ugi-4CR和关环易位反应合成大环化合物58

2.3.5.4Ugi-4CR反应和芳烃亲核取代反应合成大环化合物60

参考文献61第3章新型异氰基多组分反应的发现66

3.1引言66

3.2新型MCR69

3.2.1什么是新反应?69

3.3偶然发现71

3.4组合MCR的发现74

3.5通过设计发现新型MCR75

3.6MCR的联合79

3.7展望80

参考文献80

第4章Biginelli反应82

4.1引言82

4.2反应机理82

4.3反应条件84

4.4反应物85

4.5组合化合物库的合成87

4.6其他合成方法88

4.7相关的多组分反应90

4.8不对称Biginelli反应93

4.9结论97

参考文献97

第5章Knoevenagel-杂-Diels-Alder串联反应及相关的转化103

5.1引言103

5.2二组分分子内环加成反应105

5.3三组分和四组分的Knoevenagel-杂-Diels-Alder串联反应114

5.4氮杂甾族和甾族生物碱的合成137

5.5Knoevenagel-碳-Diels-Alder串联反应139

参考文献141

第6章自由基促进的多组分偶联反应144

6.1引言144

6.2杂多组分偶联反应145

6.3含14族元素自由基促进的多组分偶联反应149

6.4含电子转移过程的多组分偶联反应158

6.5结论167

参考文献167

第7章有机硼化合物的多组分反应171

7.1序言171

7.2含有胺和醛或酮的MCR171

7.3有机硼化合物的多组分反应173

7.3.1烯丙基胺和苄基胺的合成173

7.3.2一个新的三组分反应174

7.3.3α-氨基酸的合成175

7.3.4亚胺二羧酸衍生物的合成178

7.3.5拟肽杂环化合物的合成178

7.3.6其他羰基组分的反应179

7.3.7氨基醇的合成183

7.3.8氨基多元醇和氨基糖的合成186

7.4结论187

参考文献189

第8章金属催化的多组分反应191

8.1引言191

8.2通过分子间碳金属化反应使烯烃和炔烃邻位双官能化191

8.2.1不活泼烯烃和炔烃的双官能化191

8.2.1.1降冰片烯及其类似物的碳钯化反应191

8.2.1.2炔烃的碳金属化193

8.2.2活性烯烃的双官能化196

8.3π-烯丙基钯化合物作为中间体的反应198

8.3.1由不饱和底物碳钯化反应得到的π-烯丙基钯化合物198

8.3.1.1共轭二烯的碳钯化反应198

8.3.1.2非共轭二烯的碳钯化反应200

8.3.1.3丙二烯的碳钯化反应201

8.3.1.4亚甲基环丙烷和联亚环丙基204

8.3.1.5钯催化下卤乙烯与烯烃的反应207

8.3.2由烯丙基化合物得到的π-烯丙基钯化合物207

8.4端炔与有机卤化物的交叉偶联反应209

8.4.1Pd/Cu催化的偶联-异构化反应209

8.4.2由Sonogashira偶联反应现场活化炔烃的反应209

8.5具有亲核侧基炔烃和烯烃的环化反应211

8.5.1碳亲核试剂211

8.5.2杂亲核试剂213

8.6过渡金属催化的异腈反应215

8.6.1三组分反应合成吲哚215

8.6.2亚氨基羰基交叉偶联反应216

8.6.3钛催化的三组分反应合成α,β-不饱和胺和β-亚氨基胺216

8.7Pd/Cu催化合成三唑217

8.8亚胺作为中间体的反应218

8.8.1炔属化合物与亚胺的Grignard型加成反应218

8.8.1.1炔丙基胺的合成218

8.8.1.2喹啉和异喹啉的合成219

8.8.2有机金属试剂与亚胺的加成反应220

8.8.2.1烯丙基金属试剂220

8.8.2.2烷基金属试剂221

8.8.3亚胺的其他反应221

8.9环化加成及其相关反应226

8.9.1取代芳烃的合成226

8.9.2吡啶及类似杂环的合成227

8.9.3相关的反应227

8.10金属卡宾的三组分反应228

8.11异位反应229

8.12结论230

参考文献230

第9章不对称催化多组分反应236

9.1引言236

9.2Mannich反应236

9.3三组分羟醛缩合反应241

9.4三组分Michael羟醛缩合串联反应241

9.5Passerini反应243

9.6Strecker反应245

9.7氮杂Morita-Baylis-Hillman反应246

9.8Knoevenagel-杂-Diels-Alder串联反应247

9.9杂-[4+2]环加成-烯丙基硼化三组分串联反应249

9.10烷基锌的加成反应251

9.11炔烃的亲核反应251

9.12炔烃、亚胺和有机硼烷的三组分偶联反应253

9.13自由基反应253

9.14总结与展望255

参考文献255第10章基于计算方法发现新型多组分反应257

10.1引言257

10.2定义——什么是新型MCR257

10.3非预期产物得到的新型MCR258

10.4通过实验设计寻找新型MCR259

10.5计算方法发现新型MCR262

10.6反应条件的组合优化264

参考文献264

第11章多组分反应在药物发现中的应用——推动发展的先驱266

11.1引言266

11.2Hantsch反应(1882)和Biginelli(1893)反应267

11.3Passerini反应(1921)269

11.4Ugi反应(1958)273

11.5双官能团前体的可控Ugi加成物277

11.6Gewald反应(1965)283

11.7MCR在工艺开发上的应用285

11.8结论287

参考文献287

第12章天然产物全合成中的多组分反应292

12.1引言292

12.2含环戊烷的天然产物293

12.2.1前列腺素293

12.2.2其他298

12.3萜类299

12.4多烯与多炔307

12.5氧杂环天然产物310

12.5.1环醚310

12.5.2内酯311

12.6多元醇和多糖314

12.7木脂素316

12.8生物碱318

12.8.1吲哚类生物碱318

12.8.2哌啶类生物碱320

12.8.3吡啶类生物碱325

12.8.4胍类生物碱326

12.9肽326

12.10其他天然产物330

12.11结论333

参考文献333

第13章Sakurai相关反应339

13.1引言339

13.2Sakurai-Hosomi反应339

13.3硅基改良的Sakurai反应345

13.3.1不对称Sakurai反应的研究背景345

13.3.2SMS反应在全合成中的应用351

13.3.3几个特殊反应353

13.3.4结论354

13.4分子内Sakurai缩合反应355

13.4.1四氢吡喃环的合成356

13.4.1.1二氢吡喃的合成357

13.4.1.2乙烯基四氢吡喃的合成362

13.4.1.3外亚甲基四氢吡喃的合成366

13.4.2四氢呋喃环的合成373

13.4.3七元环、八元环和九元环的合成376

13.4.4螺环化合物的合成378

13.4.5氮杂环的合成379

13.4.6结论382

多组分化学反应具有操作简单、资源利用率高和高原子经济性等特点,是一类重要的有机化学反应,在新药设计与合成、组合化学和天然产物合成中具有广泛的应用。

本书系统介绍了Passerini反应、Ugi反应、Biginelli反应等各类多组分反应的发现、发展、现状及展望;探讨了新型多组分反应的发现方法;综述了多组分反应在药物发现及天然产物全合成中的应用。

  本书取材新颖,内容丰富,适合有机化学、无机化学、生物有机化学、金属有机化学、高分子化学、医药学及材料化学等领域的研究生与科研人员使用。

目录

第1章不对称异氰基多组分反应1

1.1引言1

1.2外消旋化1

1.3不对称Passerini反应2

1.3.1经典Passerini反应2

1.3.2Passerini型反应4

1.4不对称分子间Ugi反应5

1.4.1总论5

1.4.2手性胺7

1.4.2.1α-甲基苄胺7

1.4.2.2二茂铁基胺8

1.4.2.3糖基胺8

1.4.2.4α-氨基酸的酯10

1.4.3手性异氰基化合物、羧酸和羰基化合物10

1.4.4手性环亚胺12

1.5不对称分子内Ugi反应14

1.5.1α-氨基酸15

1.5.2其他氨基酸16

1.5.3酮酸19

1.6其他不对称异氰基多组分反应20

1.6.1串联Ugi反应或Passerini反应/分子内Diels-Alder反应20

1.6.2其他异氰基多组分反应22

参考文献24

第2章Passerini反应和Ugi反应的后缩合修饰28

2.1可转化的异腈化合物28

2.2以I-MCR后缩合反应合成开链化合物32

2.2.1Passerini-3CR+O-脱酰化作用32

2.2.2Passerini-3CR+N-脱保护+ON酰基转移33

2.2.3Ugi-4CR+氧化34

2.2.4Ugi-4CR+水解35

2.2.5Ugi-4CR反应在肽合成中的应用35

2.3I-MCR后缩合反应在杂环化合物合成中的应用37

2.3.1三、四、五元环及其苯并稠环衍生物37

2.3.1.1通过Passerini-3CR+O-或N-烷基化合成环氧乙烷和β-内酰胺37

2.3.1.2通过Ugi-4CR+C-烷基化反应合成β-内酰胺37

2.3.1.3通过Passerini-3CR或Ugi-4CR反应和Knoevenagel缩合反应合成

呋喃、吡咯和吲哚37

2.3.1.4通过Passerini-3CR和Horner-Emmons-Wadsworth反应合成丁烯羟

酸内酯39

2.3.1.5通过Ugi-4CR和水解反应合成吡咯和γ-内酯40

2.3.1.6通过Ugi-4CR、N-脱保护及芳香亲核取代反应合成吲唑酮41

2.3.1.7通过Passerini-3CR或Ugi-4CR及Davidson环化反应合成?唑

衍生物和咪唑41

2.3.1.8通过Ugi-4CR、N-脱保护和环化反应合成2-咪唑啉、咪唑啉-2-酮

和苯并咪唑42

2.3.1.9利用Ugi-4CR及进一步转化制备螺咪唑啉酮和螺硫代亚胺海因43

2.3.2六元环及其苯并稠环体系44

2.3.2.1由Ugi-4CR和羟醛缩合反应合成吡啶衍生物44

2.3.2.2由Ugi-4CR和Knoevenagel缩合反应合成哒嗪衍生物44

2.3.2.3由Ugi-4CR、N-脱保护和环化反应合成2,3-二氮杂萘衍生物44

2.3.2.4由Ugi-4CR和环化反应合成哌嗪和吡嗪-2-酮45

2.3.2.5由Ugi-4CR和N-脱保护及分子内形成酰胺键合成哌嗪酮、2,5-

哌嗪二酮和喹喔啉46

2.3.2.6由双官能团Ugi-4CR试剂合成2,5-哌嗪二酮和吗啉50

2.3.3七元环及其苯并稠环体系50

2.3.3.1由Ugi-4CR和环合易位反应制备氮杂?50

2.3.3.2通过Ugi-4CR、N-脱保护和芳香亲核取代反应合成1,4-苯并氮杂

?-5-酮50

2.3.3.3由可转化异腈的Ugi-4CR及UDC法合成1,4-苯并二氮杂?-2,5-

二酮51

2.3.4双环体系53

2.3.4.1由Ugi-4CR和Dieckmann缩合反应合成碳青霉烯和碳头孢烯53

2.3.4.2由Ugi-4CR和环合反应合成双环体系53

2.3.5多环和大环体系55

2.3.5.1由Passerini-3CR反应合成多环原酰胺55

2.3.5.2由I-MCR和分子内Diels-Alder环加成反应制备多环体系55

2.3.5.3Passerini-3CR、Ugi-4CR和关环易位反应合成大环化合物58

2.3.5.4Ugi-4CR反应和芳烃亲核取代反应合成大环化合物60

参考文献61第3章新型异氰基多组分反应的发现66

3.1引言66

3.2新型MCR69

3.2.1什么是新反应?69

3.3偶然发现71

3.4组合MCR的发现74

3.5通过设计发现新型MCR75

3.6MCR的联合79

3.7展望80

参考文献80

第4章Biginelli反应82

4.1引言82

4.2反应机理82

4.3反应条件84

4.4反应物85

4.5组合化合物库的合成87

4.6其他合成方法88

4.7相关的多组分反应90

4.8不对称Biginelli反应93

4.9结论97

参考文献97

第5章Knoevenagel-杂-Diels-Alder串联反应及相关的转化103

5.1引言103

5.2二组分分子内环加成反应105

5.3三组分和四组分的Knoevenagel-杂-Diels-Alder串联反应114

5.4氮杂甾族和甾族生物碱的合成137

5.5Knoevenagel-碳-Diels-Alder串联反应139

参考文献141

第6章自由基促进的多组分偶联反应144

6.1引言144

6.2杂多组分偶联反应145

6.3含14族元素自由基促进的多组分偶联反应149

6.4含电子转移过程的多组分偶联反应158

6.5结论167

参考文献167

第7章有机硼化合物的多组分反应171

7.1序言171

7.2含有胺和醛或酮的MCR171

7.3有机硼化合物的多组分反应173

7.3.1烯丙基胺和苄基胺的合成173

7.3.2一个新的三组分反应174

7.3.3α-氨基酸的合成175

7.3.4亚胺二羧酸衍生物的合成178

7.3.5拟肽杂环化合物的合成178

7.3.6其他羰基组分的反应179

7.3.7氨基醇的合成183

7.3.8氨基多元醇和氨基糖的合成186

7.4结论187

参考文献189

第8章金属催化的多组分反应191

8.1引言191

8.2通过分子间碳金属化反应使烯烃和炔烃邻位双官能化191

8.2.1不活泼烯烃和炔烃的双官能化191

8.2.1.1降冰片烯及其类似物的碳钯化反应191

8.2.1.2炔烃的碳金属化193

8.2.2活性烯烃的双官能化196

8.3π-烯丙基钯化合物作为中间体的反应198

8.3.1由不饱和底物碳钯化反应得到的π-烯丙基钯化合物198

8.3.1.1共轭二烯的碳钯化反应198

8.3.1.2非共轭二烯的碳钯化反应200

8.3.1.3丙二烯的碳钯化反应201

8.3.1.4亚甲基环丙烷和联亚环丙基204

8.3.1.5钯催化下卤乙烯与烯烃的反应207

8.3.2由烯丙基化合物得到的π-烯丙基钯化合物207

8.4端炔与有机卤化物的交叉偶联反应209

8.4.1Pd/Cu催化的偶联-异构化反应209

8.4.2由Sonogashira偶联反应现场活化炔烃的反应209

8.5具有亲核侧基炔烃和烯烃的环化反应211

8.5.1碳亲核试剂211

8.5.2杂亲核试剂213

8.6过渡金属催化的异腈反应215

8.6.1三组分反应合成吲哚215

8.6.2亚氨基羰基交叉偶联反应216

8.6.3钛催化的三组分反应合成α,β-不饱和胺和β-亚氨基胺216

8.7Pd/Cu催化合成三唑217

8.8亚胺作为中间体的反应218

8.8.1炔属化合物与亚胺的Grignard型加成反应218

8.8.1.1炔丙基胺的合成218

8.8.1.2喹啉和异喹啉的合成219

8.8.2有机金属试剂与亚胺的加成反应220

8.8.2.1烯丙基金属试剂220

8.8.2.2烷基金属试剂221

8.8.3亚胺的其他反应221

8.9环化加成及其相关反应226

8.9.1取代芳烃的合成226

8.9.2吡啶及类似杂环的合成227

8.9.3相关的反应227

8.10金属卡宾的三组分反应228

8.11异位反应229

8.12结论230

参考文献230

第9章不对称催化多组分反应236

9.1引言236

9.2Mannich反应236

9.3三组分羟醛缩合反应241

9.4三组分Michael羟醛缩合串联反应241

9.5Passerini反应243

9.6Strecker反应245

9.7氮杂Morita-Baylis-Hillman反应246

9.8Knoevenagel-杂-Diels-Alder串联反应247

9.9杂-[4+2]环加成-烯丙基硼化三组分串联反应249

9.10烷基锌的加成反应251

9.11炔烃的亲核反应251

9.12炔烃、亚胺和有机硼烷的三组分偶联反应253

9.13自由基反应253

9.14总结与展望255

参考文献255第10章基于计算方法发现新型多组分反应257

10.1引言257

10.2定义——什么是新型MCR257

10.3非预期产物得到的新型MCR258

10.4通过实验设计寻找新型MCR259

10.5计算方法发现新型MCR262

10.6反应条件的组合优化264

参考文献264

第11章多组分反应在药物发现中的应用——推动发展的先驱266

11.1引言266

11.2Hantsch反应(1882)和Biginelli(1893)反应267

11.3Passerini反应(1921)269

11.4Ugi反应(1958)273

11.5双官能团前体的可控Ugi加成物277

11.6Gewald反应(1965)283

11.7MCR在工艺开发上的应用285

11.8结论287

参考文献287

第12章天然产物全合成中的多组分反应292

12.1引言292

12.2含环戊烷的天然产物293

12.2.1前列腺素293

12.2.2其他298

12.3萜类299

12.4多烯与多炔307

12.5氧杂环天然产物310

12.5.1环醚310

12.5.2内酯311

12.6多元醇和多糖314

12.7木脂素316

12.8生物碱318

12.8.1吲哚类生物碱318

12.8.2哌啶类生物碱320

12.8.3吡啶类生物碱325

12.8.4胍类生物碱326

12.9肽326

12.10其他天然产物330

12.11结论333

参考文献333

第13章Sakurai相关反应339

13.1引言339

13.2Sakurai-Hosomi反应339

13.3硅基改良的Sakurai反应345

13.3.1不对称Sakurai反应的研究背景345

13.3.2SMS反应在全合成中的应用351

13.3.3几个特殊反应353

13.3.4结论354

13.4分子内Sakurai缩合反应355

13.4.1四氢吡喃环的合成356

13.4.1.1二氢吡喃的合成357

13.4.1.2乙烯基四氢吡喃的合成362

13.4.1.3外亚甲基四氢吡喃的合成366

13.4.2四氢呋喃环的合成373

13.4.3七元环、八元环和九元环的合成376

13.4.4螺环化合物的合成378

13.4.5氮杂环的合成379

13.4.6结论382