三酮烯烃与硝酮的反常区域选择性[3＋2]环加成反应研究

doi:10.6023/cjoc202507022

有机化学 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (1): 146-155.DOI: 10.6023/cjoc202507022 上一篇下一篇

研究论文

三酮烯烃与硝酮的反常区域选择性[3＋2]环加成反应研究

韩天娇^b, 师迁迁^a^,^*(), 符运栋^a^,^*(), 梅光建^b^,^*()

^a 河南师范大学抗病毒性传染病创新药物全国重点实验室平原实验室河南新乡 453007
^b 郑州大学化学学院平原实验室郑州 450001

收稿日期:2025-07-15 修回日期:2025-08-26 发布日期:2025-09-17
通讯作者: 师迁迁, 符运栋, 梅光建
基金资助:
国家自然科学基金(22371265); 国家自然科学基金(22403027); 河南省自然科学基金(232301420047); 河南省自然科学基金(222300420084)

Regio-reversed [3＋2] Cycloaddition of Triketone Enones with Nitrones

Han Tianjiao^b, Shi Qianqian^a^,^*(), Fu Yundong^a^,^*(), Mei Guangjian^b^,^*()

^a State Key Laboratory of Antiviral Drugs, Pingyuan Laboratory, Henan Normal University, Xinxiang, Henan 453007
^b College of Chemistry and Pingyuan Laboratory, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001

Received:2025-07-15 Revised:2025-08-26 Published:2025-09-17
Contact: Shi Qianqian, Fu Yundong, Mei Guangjian
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(22371265); National Natural Science Foundation of China(22403027); Natural Science Foundation of Henan Province(232301420047); Natural Science Foundation of Henan Province(222300420084)

文章分享

1. 260146S.pdf.pdf(5431KB)

摘要/Abstract

三酮烯烃是一种高度缺电子的不饱和羰基化合物, 也是一种重要的合成砌块. 在之前的研究中, 由于电子效应和空间效应, 三酮烯烃通常发生β-选择性的共轭加成或环加成反应. 实现三酮烯烃的反常区域选择性共轭加成或环加成反应具有挑战性. 在前期的工作基础上, 实现了三酮烯烃与硝酮反常区域选择性[3＋2]环加成反应, 在无催化剂的条件下, 高效、高立体选择性地合成出一系列异噁唑烷类化合物, 收率最高达到95%, 非对映选择性达到20∶1. 该方法具有绿色环保、操作简便和底物适用范围广的优点, 为异噁唑烷类化合物的合成提供了参考. 密度泛函理论(DFT)计算显示, 这种反常的区域选择性环加成反应在能量上是有利的.

关键词: 三酮烯烃, 硝酮, 反常区域选择性, 环加成

Triketone alkenes represent a class of highly electron-deficient unsaturated carbonyl compounds and serve as important and versatile synthetic building blocks. In previous work, triketone enones usually undergo β-selective conjugate addition or cycloaddition. It is challenging to achieve regio-reversed conjugate addition or cycloaddition of triketone enones. Based on previous work, regio-reversed [3＋2] cycloaddition of triketone enones with nitrones was achieved, and a series of isoxazolidines were synthesized effectively and stereoselectively under catalyst-free conditions, with up to 95% yield and 20∶1 dr. It exhibits green properties, easy operation and a wide substrate range, offering a reference for isoxazolidine synthesis. Density functional theory (DFT) study reveals that this regio-reversed [3＋2] cycloaddition is energetically favorable.

Key words: triketone enone, nitrone, reversed regioselectivity, cycloaddition

引用此文

韩天娇, 师迁迁, 符运栋, 梅光建. 三酮烯烃与硝酮的反常区域选择性[3＋2]环加成反应研究[J]. 有机化学, 2026, 46(1): 146-155.

Han Tianjiao, Shi Qianqian, Fu Yundong, Mei Guangjian. Regio-reversed [3＋2] Cycloaddition of Triketone Enones with Nitrones[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2026, 46(1): 146-155.

导出引用 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

分享此文

图/表 6

图式1. 三酮烯烃与硝酮区域选择性反常的[3＋2]环加成反应

Scheme 1. Regio-reversed [3＋2] cycloaddition of triketone enones with nitrones

Entry	Solvent	Time/h	Temp./℃	Yield^b/% of 3a/4a	dr^c of 3a
1	Toluene	12	r.t.	25/0	>20∶1
2	CH₃CN	12	r.t.	N.D.	—
3	DCM	12	r.t.	N.D.	—
4	THF	12	r.t.	N.D.	—
5	Toluene	12	60	72/0	>20∶1
6	Toluene	12	70	88/0	>20∶1
7	Toluene	12	80	88/0	>20∶1
8	Toluene	18	80	90/0	>20∶1
9	Toluene	24	80	91/0	>20∶1

表1. 反应条件优化a

Table 1. Optimization of reaction condition

图式2. 三酮烯烃底物拓展

Scheme 2. Substrate scopes of triketone enones

图式3. 硝酮底物拓展

Scheme 3. Substrate scopes of nitrones

图1. 化合物(±)-3i的单晶

Figure 1. X-ray single crystal diffraction of (±)-3i

图2. 不同路径的相对吉布斯自由能计算

Figure 2. Relative Gibbs free energy profiles for the different pathways

参考文献 34

[1]	Zhang S.; Neumann H.; Beller M. Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 3187.
[2]	Wang Z.; Wang C. Green Synth. Catal. 2021, 2, 66.
[3]	Li X.; Liao J.; Zhuo X.; Wang H.; Chai X.; Zou Y.; Zhao Q. Green Synth. Catal. 2023, 4, 54.
[4]	Shen G.; He F.; Yang X. Green Synth. Catal. 2024, 5, 112.
[5]	Ren S. C.; Zhang F. L.; Xu A. Q.; Yang Y.; Zheng M.; Zhou X.; Fu Y.; Wang Y. F. Nat. Commun. 2019, 10, 1934.
[6]	Zhou F.; Zhu S. ACS Catal. 2021, 11, 8766.
[7]	Chen P.; Tan S. Z.; Zhu L.; Ouyang Q.; Jia Z. J.; Du W.; Chen Y. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2023, e202301519.
[8]	Xu J.; Song Y.; Yang J.; Yang B.; Su Z.; Lin L.; Feng X. Angew. Chem., Int. Ed. 2023, 62, e202217887.
[9]	Xiang B.; Wang Y.; Xiao C.; He F.; Huang Y. Chin. Chem. Lett. 2024, 35, 108777.
[10]	He C.; Tang X.; He X.; Zhou Y.; Liu X.; Feng X. Chin. Chem. Lett. 2023, 34, 107487.
[11]	Liu X.; Kou Y.; Wu H.; Liu T.-X.; Liu Q.; Zhang Z.; Zhang X.; Zhang G. Sci. Adv. 2025, 11, eadt2715.
[12]	Shu W.-M.; Yang Y.; Zhang D.-X.; Wu L.-M.; Zhu Y.-P.; Yin G.-D.; Wu A.-X. Org. Lett. 2013, 15, 456.
[13]	Yang Y.; Gao M.; Wu L.-M.; Deng C.; Zhang D.-X.; Gao Y.; Zhu Y.-P.; Wu A.-X. Tetrahedron 2011, 67, 5142.
[14]	Gao M.; Yang Y.; Wu Y.-D.; Deng C.; Shu W.-M.; Zhang D.-X.; Cao L.-P.; She N.-F.; Wu A.-X. Org. Lett. 2010, 12, 4026.
[15]	Ma J.-R.; Shu W.-M.; Zheng K.-L.; Ni F.; Yin G.-D.; Wu A.-X. Org. Biomol. Chem. 2015, 13, 4976.
[16]	Ni F.; Yang Y.; Shu W.-M.; Ma J.-R.; Wu A.-X. Org. Biomol. Chem. 2014, 12, 9466.
[17]	Han T.-J.; Wang M.-C.; Mei G.-J. Chem. Commun. 2021, 57, 8921.
[18]	Fu Y.-D.; Gao X.; Jia S.-K.; Xiao X.; Wang M.-C.; Huang L.; Mei G.-J. Green Chem. 2023, 25, 5692.
[19]	Li X. L.; Wang Y. P.; Chen H.; Li Z. W.; Xing C. Y. Chin. J. Org. Chem. 2008, 28, 1750 (in Chinese).
	(李小六, 王彦坡, 陈华, 李志伟, 邢春勇, 有机化学, 2008, 28, 1750.)
[20]	Li M.; Cao X.; You J.; Yu Y.; Wu W.; Liu B. Chin. J. Org. Chem. 2019, 39, 1642 (in Chinese).
	(李明龙, 曹茜娴, 由君, 喻艳超, 武文菊, 刘波, 有机化学, 2019, 39, 1642.)
[21]	Liu X.; Li M.; You J.; Liu B. Chin. J. Org. Chem. 2017, 37, 86 (in Chinese).
	(刘迅绅, 李美美, 由君, 刘波, 有机化学, 2017, 37, 86.)
[22]	(a) Li M.-F.; Shi S.-Q.; Xu T.; Zhang Q.; Hao W.-J.; Wang S.-L.; Wang J.; Tu S.-J.; Jiang B. Chin. Chem. Lett. 2023, 34, 107751.
	(b) Yu L.; Xu R.; Yao Y. Y.; Lu Y.; Liu F. Y.; Tan W.; Shi F. J. Org. Chem. 2023, 88, 3474.
[23]	Murahashi S. I.; Imada Y. Chem. Rev. 2019, 119, 4684.
[24]	Hashimoto T.; Maruoka K. Chem. Rev. 2015, 115, 5366.
[25]	Stanley L. M.; Sibi M. P. Chem. Rev. 2008, 108, 2887.
[26]	Berthet M.; Cheviet T.; Dujardin G.; Parrot I.; Martinez J. Chem. Rev. 2016, 116, 15235.
[27]	Cornil J.; Gonnard L.; Bensoussan C.; Serra-Muns A.; Gnamm C.; Commandeur C.; Commandeur M.; Reymond S.; Guérinot A.; Cossy J. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 761.
[28]	Tyrrell E.; Allen J.; Jones K.; Beauchet R. Synthesis 2005, 2393.
[29]	Gao M.; Yang Y.; Wu Y. D.; Deng C.; Cao L. P.; Meng X.-G.; Wu A.-X. Org. Lett. 2010, 12, 1856.
[30]	Zhao Y.; Truhlar D. G. Theor. Chem. Acc. 2008, 120, 215.
[31]	(a) Hariharan P. C.; Pople J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213.
	(b) Francl M. M.; Pietro W. J.; Hehre W. J.; Binkley J. S.; Gordon M. S.; DeFrees D. J.; Pople J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654.
[32]	McLean A. D.; Chandler G. S. J. Chem. Phys. 1980, 72, 5639.
[33]	Mennucci B.; Tomasi J. J. Chem. Phys. 1997, 106, 5151.
[34]	Legault C. Y. CYL view, 1.0b, Université de Sherbrooke, 2009.

三酮烯烃与硝酮的反常区域选择性[3＋2]环加成反应研究

Regio-reversed [3＋2] Cycloaddition of Triketone Enones with Nitrones

RichHTML

PDF

补充材料

可视化

摘要/Abstract

引用此文

分享此文

图/表 6

参考文献 34

相关文章 15

编辑推荐

相关统计

本文评价

[1]	徐程, 彭涛, 周梦圆, 刘明琳, 黄晓庆, 王永凤, 刘郑, 殷国栋. 室温下PPh₃催化环丙烯酮与溴代烷烃的开环加成反应合成α,β-二取代丙烯酸酯[J]. 有机化学, 2026, 46(1): 279-288.
[2]	刘涛, 周永博, 郎同庆, 牛海波, 陈飞, 杜智宏, 薄春博, 李敏, 刘宁. 席夫碱型Fe(III)配合物催化二氧化碳和环氧化物制备环状碳酸酯[J]. 有机化学, 2026, 46(1): 233-240.
[3]	陈艺林, 岳佳怡, 林依鸣, 刘兵妮, 戴闻, 朱红平. 硅杂环丙烯的合成和表征[J]. 有机化学, 2026, 46(1): 128-134.
[4]	徐梦雅, 李一凡, 王越, 韩瑞萍, 李二庆. 银/Ganphos催化甲亚胺叶立德的对映选择性[3＋2]环加成反应: 构筑螺旋环骨架[J]. 有机化学, 2025, 45(9): 3458-3468.
[5]	张森, 江凌云, 辛雨, 黄年玉, 王能中. 有机碱促进的芳基乙二醛一水合物与烯丙基鏻盐的[2+3]环加成反应: 高效合成环戊烯酮类化合物[J]. 有机化学, 2025, 45(9): 3420-3428.
[6]	刘尊棋, Jahangir Khan, Muhammad Akram, Yasir Mumtaz. 异硫氰酸盐合成与应用的最新进展[J]. 有机化学, 2025, 45(7): 2350-2366.
[7]	陈刚, 陈东, 聂广杰, 李林轩, 姚辉, 王能中, 黄年玉. 有机膦催化下橙酮衍生的氮杂二烯与氨基巴豆酸酯的[2＋3]环加成反应[J]. 有机化学, 2025, 45(6): 2139-2148.
[8]	王艳本, 林祖铭, 黄莎华, 朱莉莉, 洪然. 对映发散性合成(+)-和(–)-Crispine A[J]. 有机化学, 2025, 45(3): 1021-1029.
[9]	张晓锋, Aggeliki Roumana, 毛海康, 徐晶. 虎皮楠生物碱Daphniglaucin C的AB环系合成[J]. 有机化学, 2025, 45(3): 925-932.
[10]	闫艳梅, 张虹利, 原敏, 秦睿佳, 任振兴, 何迎春. 无金属参与的连续的Ugi四组分/炔烃-叠氮环加成反应一锅合成新型1,2,3-三唑并苯并二氮杂䓬酮[J]. 有机化学, 2025, 45(10): 3923-3931.
[11]	王晓梅, 刘岩, 李师伍, 赵志飞. 氮杂环卡宾(NHC)催化水杨醛与吡唑啉酮-4,5-二酮的[4＋2]环加成反应高效构建螺缩酮-吡唑啉酮化合物[J]. 有机化学, 2025, 45(1): 267-275.
[12]	慕晓楠, 管敏慧, 牛雨龙, 陈浩, 李传莹, 王磊. 光诱导重氮酸酯与偕二氟烯烃[1＋2]环加成合成二氟环丙烷[J]. 有机化学, 2025, 45(1): 256-266.
[13]	张业飞, 唐勇, 周友运. 共轭二烯参与的[4＋1]环加成反应研究进展[J]. 有机化学, 2025, 45(1): 1-21.
[14]	金欢, 朱彦军, 李芳, 罗云飞. 新型含酯基官能团的茂基金属铑催化剂的合成及其在催化合成异喹啉反应中的应用[J]. 有机化学, 2024, 44(9): 2906-2914.
[15]	蒋镓西, 刘全忠. 乙烯基重氮化合物非金属卡宾机制参与的反应[J]. 有机化学, 2024, 44(9): 2640-2657.