所述亚胺Diels-Alder反应涉及全碳二烯的转化和亚胺亲二烯体为四氢吡啶。

介绍

亚胺可以在异 - Diels-Alder反应中用作亲二烯体。这些反应涉及亚胺的最低未占分子轨道（LUMO），这意味着在氮上被吸电子基团取代的亚胺是最具反应性的。反应可以是热或酸催化的。它可以通过协同的[4 + 2]环加成机制进行，尽管在极端极化的情况下，加入亚胺，然后发生氮亲核攻击（“曼尼希 - 迈克尔”途径）。^[2]环状，非环状和系链亚胺均已成功用于反应。

（1）

机制与立体化学

流行机制

亚氨基Diels-Alder（IDA）反应可以通过协同或逐步过程发生。协同过程的最低能量转变状态将亚胺孤对（或配位的路易斯酸）置于外部 位置。因此，（E）亚胺，其中孤对和较大的亚胺碳取代基是顺式，倾向于产生外型产物。^[3]

（2）

当亚胺氮质子化或与强路易斯酸配位时，该机制转变为逐步的Mannich-Michael途径。^[4]

（3）

无论机制如何，环化的过渡状态都是高度两极化的。因此，通过考虑二烯上取代基的吸电子或取代性质，可以预测环加成的区域化学。在二烯的HOMO中具有最大系数的碳形成与亚胺碳的键。

（4）

立体选择性变体

在许多情况下，环状二烯烃比非环状二烯烃具有更高的非对映选择性。例如，使用基于氨基酸的手性助剂在环戊二烯的反应中产生良好的非对映选择性，但在非环状二烯的反应中不产生。^[5]

（6）

手性助剂已用于亚氨基氮^[6]或亚氨基碳^[7]以实现非对映选择。

（5）

范围和限制

使吸电子基团与亚胺氮连接会增加亚胺的反应性。的外型异构体占优势，通常（特别是当使用环状二烯），虽然选择性而变化。^[8]

（7）

甲苯磺酰亚胺可以由甲苯磺酸异戊酯和醛原位产生。这些中间体与二烯的环加成反应得到单一的结构异构体，但具有适度的立体选择性。^[9]

（8）

路易斯酸催化的磺酰亚胺反应也表现出适度的立体选择性。^[10]

（9）

简单的未活化亚胺仅在路易斯酸的帮助下与烃亲二烯体反应; 然而，富电子和贫电子亲二烯体在加热时与未活化的亚胺反应。例如，乙烯基烯酮在亚胺的[4 + 2]环加成反应中得到二氢吡啶酮。Regio-和立体选择性在这类二烯的反应中异常高。^[11]

（10）

乙烯基芳烃在路易斯酸存在下类似地反应，通常具有高的非对映选择性。^[12]

（11）

合成应用

IDA反应已应用于许多生物碱天然产物的合成。在这个例子中，Danishefsky的二烯用于形成一个六元环到途径为phyllanthine。^[13]

（12）

与其他方法比较

几种其他方法可以获得由IDA反应提供的1,2,5,6-四氢吡啶环系统。尽管使用取代的吡啶鎓时出现区域选择性问题，但已经使用了吡啶鎓盐的部分还原。^[14]

（13）

经修饰的Ireland-Claisen重排通过甲硅烷基乙烯酮缩醛中间体产生四氢吡啶。^[15]

（14）

闭环烯烃复分解反应也已用于建立四氢吡啶环系统。^[16]

（15）

实验条件和程序

典型条件

由于与iDA反应相关的条件的多样性，泛化是困难的。反应可以是热的或涉及使用路易斯酸。对于前者，回流苯是常见的，尽管反应温度取决于底物的反应性。三氟化硼醚合物和氯化锌是常用的路易斯酸。简单的烷基或芳基胺通常通过将胺盐酸盐与醛结合而原位产生。

示例程序^[17]

（16）

向冰冷却的乙基（对甲苯磺酰基亚氨基）乙酸酯（22.2g，78.4mmol）的无水苯（36mL）溶液中加入新蒸馏并干燥（CaCl ₂）环戊二烯（5.18g，78.5mmol）。当放热反应开始消退时，将反应混合物在室温下保持12小时，然后真空浓缩。将油状残余物溶于Et ₂ O（50mL）中并用5％NaHCO ₃溶液洗涤，干燥（MgSO ₄），并在减压下除去溶剂。静置后固化的残余物从Et _2中结晶用己烷（1：5）洗脱，得到23.0g（84％）2-（对甲苯磺酰基）-2-氮杂双环[2.2.1]庚-5-烯 - 外-3-羧酸丁酯，为无色固体，熔点53-55°; IR（nujol）1740,1600 cm ^-1 ; 肛门。C ₁₈ H ₂₃ NO ₄ S的计算值：C，61.88; H，6.64; N，4.01。实测值：C，61.97; H，6.59; N，3.83。[据报道，甲基酯的1H NMR数据，但不是标题化合物。羧酸甲酯类似物：¹ H NMR（CDCl </ sub> 3 </ sub>）δ0.93（t，J = 5Hz，3H），2.5（s，3H），3.33（m，1H），3.53（s， 1H），4.13（t，J = 6Hz，2H），6.23（m，2H），7.56（m，4H）]。