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乌吉反应

十二月 09, 2023

乌吉反应（德語：Ugi-Reaktion）是一分子醛或酮、一分子胺、一分子异腈以及一分子羧酸缩合生成α-酰氨基酰胺的多组分反应。[1][2][3]

乌吉反应

反应由德国化学家伊瓦尔·卡尔·乌吉于1959年首先报道。

反应是放热反应，通常在加入异腈后数分钟内即可完成，条件温和。反应物浓度较高时（0.5M－2.0M）时，产率也较高。在极性非质子溶剂如二甲基甲酰胺中进行时效果一般较好，但也可用甲醇和乙醇作为反应溶剂。

反应具有较高的原子经济性，总反应只生成一分子水副产物。反应产率也一般较高。最近研究显示水溶液的使用对反应有加速作用。[4]

反应综述：[5][6][7][8][9][10][11]

反应机理 编辑

首先胺与醛／酮失水缩合为亚胺，亚胺被羧酸质子化为亚胺离子，亚胺离子与异腈发生亲核加成生成腈鎓离子，然后羧酸负离子进攻异腈的碳原子生成另一个亚胺中间体8，最后8发生Mumm重排反应，发生酰基转移生成乌吉产物。[12]

 
乌吉反应的机理

乌吉的前几步反应都可逆，整个反应的驱动力是最后一步重排，酰基的转移生成了热力学上稳定的酰胺化合物。

变体 编辑

底物变化 编辑

乌吉反应的底物适用性很广，其中酸组分除了羧酸以外，还可以是无机酸，如氢硫酸、叠氮酸或氰酸等，甚至可以是二级铵盐。羰基组分可以是醛也可以是酮。胺组分可以是一级胺、二级胺，也可以是肼、羟胺或脲。

当乌吉反应所需的两种官能团同存在于一个分子内时，利用该双官能团化合物与另外两个组分进行该反应可以得到不同类型的含氮杂环化合物。[13][14]

例如，β-氨基酸与对硝基苯甲醛反应，经过分子内酰基转移成环可得β-内酰胺。[15]

 
乌吉反应制取β-内酰胺

串联反应与一锅反应 编辑

应用 编辑

乌吉反应在化学很多领域都有比较广泛的应用。通过这个反应可以得到产率高的α-氨基酸、多肽、β-内酰胺、氨基甲酸酯、四唑、乙内酰脲等衍生物。由于乌吉反应的高效性和汇聚性，以及它的四种组分都能很方便地连在树脂上，它在组合化学和多样性导向合成中也有比较广泛的应用前景。[20]

许多卡因类型的麻醉药如利多卡因和布比卡因都可以通过该反应制取。针对HIV感染的药物茚地那韦也可通过该法合成。[21]

参见 编辑

参考资料 编辑

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外部链接 编辑

    十二月 09, 2023
    乌吉反应, 德語, reaktion, 是一分子醛或酮, 一分子胺, 一分子异腈以及一分子羧酸缩合生成α, 酰氨基酰胺的多组分反应, 反应由德国化学家伊瓦尔, 卡尔, 乌吉于1959年首先报道, 反应是放热反应, 通常在加入异腈后数分钟内即可完成, 条件温和, 反应物浓度较高时, 产率也较高, 在极性非质子溶剂如二甲基甲酰胺中进行时效果一般较好, 但也可用甲醇和乙醇作为反应溶剂, 反应具有较高的原子经济性, 总反应只生成一分子水副产物, 反应产率也一般较高, 最近研究显示水溶液的使用对反应有加速作用, 反应综述, . 乌吉反应 德語 Ugi Reaktion 是一分子醛或酮 一分子胺 一分子异腈以及一分子羧酸缩合生成a 酰氨基酰胺的多组分反应 1 2 3 乌吉反应反应由德国化学家伊瓦尔 卡尔 乌吉于1959年首先报道 反应是放热反应 通常在加入异腈后数分钟内即可完成 条件温和 反应物浓度较高时 0 5M 2 0M 时 产率也较高 在极性非质子溶剂如二甲基甲酰胺中进行时效果一般较好 但也可用甲醇和乙醇作为反应溶剂 反应具有较高的原子经济性 总反应只生成一分子水副产物 反应产率也一般较高 最近研究显示水溶液的使用对反应有加速作用 4 反应综述 5 6 7 8 9 10 11 目录 1 反应机理 2 变体 2 1 底物变化 2 2 串联反应与一锅反应 3 应用 4 参见 5 参考资料 6 外部链接反应机理 编辑首先胺与醛 酮失水缩合为亚胺 亚胺被羧酸质子化为亚胺离子 亚胺离子与异腈发生亲核加成生成腈鎓离子 然后羧酸负离子进攻异腈的碳原子生成另一个亚胺中间体8 最后8发生Mumm重排反应 发生酰基转移生成乌吉产物 12 nbsp 乌吉反应的机理乌吉的前几步反应都可逆 整个反应的驱动力是最后一步重排 酰基的转移生成了热力学上稳定的酰胺化合物 变体 编辑底物变化 编辑 乌吉反应的底物适用性很广 其中酸组分除了羧酸以外 还可以是无机酸 如氢硫酸 叠氮酸或氰酸等 甚至可以是二级铵盐 羰基组分可以是醛也可以是酮 胺组分可以是一级胺 二级胺 也可以是肼 羟胺或脲 当乌吉反应所需的两种官能团同存在于一个分子内时 利用该双官能团化合物与另外两个组分进行该反应可以得到不同类型的含氮杂环化合物 13 14 例如 b 氨基酸与对硝基苯甲醛反应 经过分子内酰基转移成环可得b 内酰胺 15 nbsp 乌吉反应制取b 内酰胺串联反应与一锅反应 编辑 nbsp nbsp 乌吉 狄尔斯 阿尔德反应 16 乌吉 斯迈尔斯反应 17 nbsp nbsp 乌吉 布赫瓦尔德 哈特维希反应 18 乌吉 赫克反应 19 应用 编辑乌吉反应在化学很多领域都有比较广泛的应用 通过这个反应可以得到产率高的a 氨基酸 多肽 b 内酰胺 氨基甲酸酯 四唑 乙内酰脲等衍生物 由于乌吉反应的高效性和汇聚性 以及它的四种组分都能很方便地连在树脂上 它在组合化学和多样性导向合成中也有比较广泛的应用前景 20 许多卡因类型的麻醉药如利多卡因和布比卡因都可以通过该反应制取 针对HIV感染的药物茚地那韦也可通过该法合成 21 参见 编辑化学反应列表 帕瑟里尼反应参考资料 编辑 Ugi I Meyr R Fetzer U Steinbruckner C Versuche mit Isonitrilen Angew Chem 1959 71 386 doi 10 1002 ange 19590711110 Ugi I Steinbruckner C Uber ein neues Kondensations Prinzip Angew Chem 1960 72 267 268 doi 10 1002 ange 19600720709 Ugi I The a Addition of Immonium Ions and Anions to Isonitriles Accompanied by Secondary Reactions Angewandte Chemie International Edition in English 1962 1 1 8 21 doi 10 1002 anie 196200081 Pirrung M C Sarma K D Multicomponent Reactions Are Accelerated in Water Journal of the American Chemical Society 2004 126 444 445 doi 10 1021 ja038583a Ugi I Lohberger S Karl R The Passerini and Ugi Reactions Chapter 4 6 Comprehensive Organic 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Reactions with Isocyanides Angewandte Chemie International Edition in English 2000 39 18 3168 3210 doi 10 1002 1521 3773 20000915 39 18 lt 3168 AID ANIE3168 gt 3 0 CO 2 U S E Denmark and Y Fan Catalytic Enantioselective a Additions of Isocyanides Lewis Base Catalyzed Passerini Type Reactions Journal of Organic Chemistry 2005 70 24 9667 9676 doi 10 1021 jo050549m Zhang J Jacobson A Rusche J R Herlihy W Unique Structures Generated by Ugi 3CC Reactions Using Bifunctional Starting Materials Containing Aldehyde and Carboxylic Acid Journal of Organic Chemistry 1999 64 1074 1076 doi 10 1021 jo982192a Short K M Mjalli A M M A solid phase combinatorial method for the synthesis of novel 5 and 6 membered ring lactams Tetrahedron Letters 1997 38 359 362 doi 10 1021 ol048791n Gedey S Van der Eycken J Fulop F Liquid Phase Combinatorial Synthesis of Alicyclic b Lactams via Ugi Four Component Reaction Organic Letters 2002 4 1967 1969 doi 10 1021 ol025986r Alexei Ilyin Volodymyr Kysil Mikhail Krasavin 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