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二氮羰基化合物的分子内反应包括加成碳 - 碳双键以形成稠合的环丙烷并插入碳 - 氢或碳 - 碳键。
介绍
在适当的过渡金属（通常为铜或铑[2]）存在下，α-二氮杂羰基化合物转化为过渡金属卡宾，其在碳 - 碳双键存在下进行加成反应以形成环丙烷。[3]在缺乏双键的基质中插入碳 - 碳或碳 - 氢键是可能的。[4]该反应的分子内形式形成稠合碳环，尽管由铜介导的反应产率通常是中等的。对于对映选择性环丙烷化和插入，使用铜和铑基催化剂，尽管后者近年来已被更多地研究。[5]
（1）
机制与立体化学
流行机制
二氮羰基化合物与铜分解的机理始于铜卡宾配合物的形成。通过与光解产生的游离卡宾的行为[6]以及在手性铜络合物的环丙烷化中观察到明显的对映选择性，提供了形成铜卡宾的证据。[7] ，在形成铜卡宾，插入或加成的发生分别以得到碳环或环丙烷。添加和插入都会保留配置。[8] [9]因此，非对映选择性通常可以通过使起始原料的结构所决定的。
（2）
范围和限制
铜粉或铜盐都可以非常普遍地用于二羰基化合物的分子内反应。本节描述了在铜存在下可能发生分子内反应的不同类型的二羰基化合物。注意，对于二氮羰基化合物的分子间反应，优选使用铑催化剂。[2]
含有侧链双键的重氮酮在铜存在下进行环丙烷化。巴罗拉酮合成中的关键步骤是环庚三烯的选择性分子内环丙烷化。[10]
（3）
α，β-环丙基酮可以作为掩蔽的α，β-不饱和酮。在一个实例中，芳基的分子内参与导致形成具有完全非对映选择性的多环体系。[11]
（4）
在一些情况下，α-二氮杂酯在分子内环化中不如二氮杂酮有效，因为酯在碳 - 氧单键的反式构象中存在倾向。[12]然而，diazoesters的分子内反应不发生，在实施例中的等式（5），铜（II），硫酸被用于实现所示的环丙基酯的形成。[6]
（5）
在催化量的酸存在下，含有侧链双键或芳基的重氮甲基酮底物进行环化。该方法的机理很可能涉及重氮羰基的质子化以形成重氮盐，然后通过不饱和官能团和去质子化置换氮。在下面的例子中，去甲基化提供了醌。[13]
（6）
当基材中不存在不饱和官能团时，可能发生CH插入。CH插入特别容易在构象限制的底物中，其中CH键保持紧邻重氮基团。[14]
（7）
还观察到形成融合碳环产物的经肛门插入。然而，这些反应的产率通常较低。[15]
（8）
已经观察到插入碳 - 碳键。在等式（9）的实例中，甲基保持紧邻重氮基团，促进CC插入。[14]
（9）
合成应用
重氮酮的分子内环丙烷化应用于sirenin的外消旋合成中。在重氮酮形成和环化后，以55％的产率分离单个环丙烷非对映异构体。[16]
（10）
实验条件和程序
典型条件
重氮化合物可能具有爆炸性，应小心处理。通常，制备二羰基化合物并通过用过量的重氮甲烷处理相应的酰氯来立即使用（例如，参见下面的方程（18））。[17]通过铜介导的反应通常小时的数量级上，并且在一些情况下，加入化合物diazocarbonyl缓慢是必要的。反应应在惰性气氛下在无水条件下进行。
示例程序[18]
（11）
将溶于苯的烯烃酸（0.499g，2.25mmol）溶液（20ml，从氢化钙中新蒸馏）在氮气下在0℃（冰浴）下搅拌，同时加入草酰氯（1.35ml，2.0g，15.75mmol）。 ）逐滴加入。移去冰浴，将溶液在室温下搅拌2小时。在真空中除去溶剂和过量的试剂。在氮气下将所得橙色油状物溶于苯（2×5.0ml，从氢化钙中新蒸馏）中。在氮气下剧烈搅拌下，将该溶液在0℃（冰浴）下滴加到重氮甲烷（50ml，-20mmol，在金属钠上预干燥）的无水醚溶液中。将所得溶液在0℃下搅拌1小时，然后在室温下搅拌1.5小时。在真空中除去溶剂和过量的试剂。
将四氢呋喃（40ml，从氢化铝锂中新蒸馏）和细碎的金属铜粉（0.67g）依次加入到粗重氮酮中。将该悬浮液在氮气下回流剧烈搅拌2小时。将得到的悬浮液在室温下再搅拌14小时。将溶液过滤到水（100ml）中。将混合物剧烈摇动5分钟，然后用乙醚（3×50ml）萃取。将合并的乙醚萃取液用饱和碳酸氢钠溶液（4×40ml），水（40ml）和饱和氯化钠溶液（40ml）洗涤，干燥（Na 2 SO 4），并真空浓缩。得到0.673克粗棕色油。将该原油在硅胶（67g）上在2cm直径的柱中使用10％乙醚-90％石油醚进行色谱分离，使柱显色，得到37ml大小的级分。馏分11-16得到0.164g（33％）纯酮产物：mp64-64.5°（得自戊烷）; IR（CCl 4）3095（环丙基CH）和1755cm -1（CO）; NMR（CCl 4）δ1.18（s，3H，CH 3）1.03（9,3H，CH 3），0.97（s，3H，CH 3）和0.90ppm（s，3H，CH 3）。肛门。C 15 H 22 O的计算值：C，82.52; H，10.16。实测值：C，82.61; H，10.01。
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