亲电环化反应：有机合成技巧

当不饱和反应物含有可以作为亲核试剂参与反应的取代基时，亲电试剂常常会引起环化反应。可以作为内部亲核试剂的基团包括羧基和羧酸盐、羟基、氨基和酰胺以及羰基氧。这些亲电环化反应已经有了大量的合成应用实例。成环大小的排序通常是5＞6＞3＞4，但也有例外。环的大小和立体选择性反应通常可以追溯到环化TS的结构和构象特征。根据环化中心的杂化，环化反应分为exo和endo，以及tet、trig和dig。环合作用也由正在生成的环的大小来决定。对于任何给定的亲电中心和亲核中心的分离（n＝1、2、3等），通常首选exo或endo模式的环化。在n＝2时，三棱中心的环化倾向为5－endo≫4－exo；5－exo＞6－endo，n＝3；6－exo≫7－endo，n＝4。这些关系是由亲核试剂到亲电中心的优先轨道决定的。取代基可以通过电子或空间效应来影响TS结构。

亲电环化对各种含氧、含氮和含硫环的闭合是有用的。产物的结构取决于环的大小和外电子对endo的选择性。最常见的情况是五元环和六元环的生成。

溴化和碘化试剂作用于烯烃的环化，烯烃有一个亲核基团，可以生成五元环、六元环，在某些情况下，还可以生成七元环。羟基和羧基是最常见的亲核试剂，但对任何与亲电卤素源相容的亲核基团来说，这种反应都是可行的。酰胺和氨基甲酸盐可以在氧或氮上发生反应，这取决于它们的相对距离。磺胺类也是潜在的氮亲核试剂。羰基氧可以作为亲核试剂，通过脱质子作用产生稳定的产物。

一般来说，在有可能生成五元或六元环的化合物中，可以预期会发生环化反应。除了更典型的溴化试剂，三甲基硅溴化试剂、叔胺和DMSO的组合也会影响溴化反应。

3⁃苯基丙基⁃2⁃烯基硫酸盐的立体环化反应符合马氏规则，在马氏可夫区域化学控制下进行立体环化。

碘是一种非常好的亲电试剂，可以影响烯烃分子内亲核加成反应，例如碘化反应。碘与羧酸的反应具有C＝C，使其在分子内发生反应，生成碘内酯。该反应倾向于生成5或6元环，在基本条件下进行时是一种立体定向的反加成反应。(www.xing528.com)

反加成是一个动力学控制的过程，由羧酸盐亲核试剂不可逆地打开碘离子中间产物的背面。Bartlett等发现，在酸催化平衡（热力学控制）的酸性条件下，反式产物更稳定。

在动力学条件下，碘化反应反映反应物的构象。几个例子说明了碘化反应的立体选择性与反应物构象的关系。例如，反应物1的高立体选择性对应于羧酸基团接近两个首选反应物构象中的一个双键。

类似地，对于反应物2和3，构象优先级在作为内部亲核试剂的CO2和CH2OH之间的选择性中占优势。这种构象可以扩展到CO2CH3，当它处于构象优先位置时，CO2CH3可以优先环化CH2OH。另一方面，当一个单取代双键和一个双取代双键竞争时，两个双键之间固有的反应活性差异会克服反应物的构象优势。下面是可以诱导其他几个亲核官能团参与碘化反应。碳酸丁酯环化生成碳酸二醇酯。

碳酸酯类的锂盐也可以环化。

在较低温度下反应的IBr发现了增强的立体选择性。其他产生亲电碘的试剂体系，如KI＋KHSO5，可用于碘环化。