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多组分反应(MCRs)是会聚反应,其中三种或更多种起始原料反应形成产物,其中基本上所有或大部分原子对新形成的产物有贡献。 在MCRs中,根据一系列基本化学反应组装产品。 因此,存在反应平衡网络,其最终都流入产生产物的不可逆步骤。 挑战在于以这样的方式进行MCRs,即预平衡反应网络进入主要产品并且不产生副产物。 结果显然取决于反应条件:溶剂,温度,催化剂,浓度,原料和官能团的种类。 这些考虑因素与新型MCRs的设计和发现有关。

A. Dömling, Org. Chem. Highlights 2004, April 5
羰基化合物的多组分反应
报道的一些第一多组分反应通过将羰基化合物衍生为更具活性的中间体起作用,后者可与亲核试剂进一步反应。 一个例子是曼尼希反应:

Mannich Reaction
显然,只有当一个羰基化合物与胺反应得更快以产生亚胺时,该反应才进行,而另一个羰基化合物起到亲核试剂的作用。 在两种羰基化合物都可以作为亲核试剂反应或以相同的反应速率产生亚胺的情况下,预形成中间体是另一种选择,从而产生标准的多步合成。
羰基化合物在早期发现多组分反应中起着至关重要的作用,如许多名称反应所示:

Biginelli Reaction

Bucherer-Bergs Reaction

Gewald Reaction

Hantzsch Dihydropyridine (Pyridine) Synthesis

Kabachnik-Fields Reaction

Mannich Reaction

Strecker Synthesis

Kindler Thioamide Synthesis
基于异氰化物的多组分反应
异氰酸酯作为亲核试剂和亲电子试剂起双重作用,允许进行有趣的多组分反应。 使用异氰酸酯的首批多组分反应之一是Passerini反应。 该机制显示了异氰化物如何显示出环境反应性。 驱动力是将CII氧化成CIV,从而产生更稳定的化合物。

Passerini Reaction

这种有趣的异氰化物化学已经被重新发现,导致了大量有用的转化。 其中之一是Ugi反应:

Ugi Reaction
Passerini和Ugi反应都会产生有趣的肽模拟化合物,这些化合物具有潜在的生物活性。 这些反应的产物可构成有趣的先导化合物,以进一步发展成更具活性的化合物。 这两种反应都提供了廉价且快速的方法来生成化合物库。 由于各种各样的异氰化物是可商购的,因此可以获得等同种类的产品。
起始化合物的变化也可能导致全新的支架,例如在下面的反应中,其中乙酰丙酸同时起羧酸和羰基化合物的作用:
但是如何发现多组分反应呢? 这有时是一个简单的反复试验。 通过从10种不同的起始材料制备库,甚至发现了一些非常有趣的MCR。 通过分析每种组合的产物(三组分,四组分,最多十组分反应),可以选择那些显示单一主要产物的反应。 HPLC和MS是有用的分析方法,因为新化合物的纯度和质量有助于快速决定反应是否有趣进一步研究。

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