二乙烯基环丙烷 – 环庚二烯重排是有机化学转化，涉及1,2-二乙烯基环丙烷异构化成环庚二烯或 – 三烯。它在概念上与Cope重排有关，但由于环应变的释放而具有强热力驱动力的优点。

 

介绍

1960年，Vogel发现1,2-二乙烯基环丙烷重排成环庚烷-1,4-二烯。^[2]在他发现之后，在20世纪60年代对反应进行了一系列激烈的机械研究，因为研究人员意识到它与乙烯基环丙烷到环戊烯的相关重排具有相似性（结构和机械）。到20世纪70年代，重排已经实现了合成效用^[3]，直到今天，它仍然是形成七元环的有用方法。已经报道了包含杂原子的变体（见下文）。

（1）

优点：作为重排，该过程表现出理想的原子经济性。它通常在不需要催化剂的情况下自发进行。对于全碳重排，竞争途径是最小的。

缺点：在许多情况下需要控制原料的构型 – 反式 – 二乙烯基环丙烷通常需要加热以促进异构化，然后才会发生重排。由于副产物的形成，涉及杂原子的重排可以表现出降低的产率。

机制与立体化学

流行机制

关于重排机制的主要争论集中在它是一个协调的（sigmatropic）还是逐步的（diradical）过程。机理实验表明，反式二乙烯基环丙烷差向异构化为相应的顺式异构体，并通过最可能的协同途径进行重排。^[4] [5]已经提出了一种类似船状的过渡态，并有助于解释所观察到的过程的立体定向性。在大多数情况下，是否通过单中心或双中心过程发生反式底物的初始差向异构化尚不清楚。

（2）

过渡金属催化的重排形式是已知的，并且机理不同。在使用二（乙烯）六氟乙酰丙酮酸铑的一个实施例中，双环-π-烯丙基配合物的配位和形成先于电环闭合和催化剂释放。^[6]

（3）

立体选择性变体

含有取代双键的二乙烯基环丙烷的反应相对于双键的构型是立体特异性的 – 顺式，顺式异构体产生顺式产物，而顺式，反式异构体产生反式产物。因此，手性非外消旋起始原料产生手性产物而不损失对映体纯度。在下面的实施例中，在每种情况下仅观察到所描绘的异构体。^[7]

（4）

范围和限制

各种二乙烯基环丙烷经历标题反应。这些前体是通过多种方法生成的，包括加入环丙基亲核试剂（锂盐，^[8]或铜^[9]）到活化的双键或三键，消除双（2-卤代乙基）环丙烷^[10]和环丙烷化。^[11]

在下面的例子中，铜酸盐加成 – 消除产生瞬态烯酮1，其重排为螺环2。

（5）

有机锂可以以类似的角色使用，但以直接方式添加到羰基化合物中。产品具有融合拓扑结果。^[12]

（6）

消除了二甲苯磺酸盐后的重排; 由此产生的氯化环庚二烯在反应过程中异构化成共轭的庚二烯3。^[10]

（7）

用共轭重氮化合物进行环丙烷化产生二乙烯基环丙烷，然后进行重排。当使用环状起始材料时，产生桥接产物。^[13]

（8）

含有三元杂环的底物也可以进行反应。顺式 –二环氧化物在升高的温度（100℃）下产生氧杂环庚烷。反式异构体通过羰基叶立德的中间体对二氢呋喃进行有趣的竞争性重排^[14]，并且已提出相同的内鎓盐中间体作为氧杂环庚烷产物4的直接前体。^[15]共轭二烯基环氧化物形成类似的产物，为内鎓盐中间体的存在提供支持。^[16]

（9）

二乙烯基氮丙啶经历类似的反应，提供氮杂卓或乙烯基吡咯啉，这取决于氮丙啶原料的相对构型。^[12]二乙烯基硫杂环戊烷可以提供thiepines或二氢噻吩，尽管这些反应比相应的含氮和含氧化合物的反应慢。

合成应用

通过标题重排最早观察到环庚二烯是由Baeyer在他从氢溴酸香芹酮合成eucarvone中完成的。^[18]机械研究表明，重排确实通过协同的Cope型机制进行。^[19]

（10）

在秋水仙碱的Eschenmoser合成中，重排用于形成靶的七元环。^[20]

（11）

外消旋合成的sirenin采用Wittig反应形成关键的二乙烯基环丙烷。重排产物的氢化提供了目标。^[21]

（12）

实验条件和程序

典型条件

通常，重排是在二乙烯基环丙烷形成后立即在同一罐中进行的。有时需要加热，特别是对于反式底物，其必须在重排之前进行差向异构化。然而，通过足够的能量来克服活化障碍，异构化通常非常有效。

示例程序^[22]

（13）

在氩气氛下向冷（-78℃）搅拌的二异丙基氨基锂（1.4-1.5mmol / mmol酮）在无水THF（4mL / mmol碱）中的溶液中缓慢加入正丁基反式溶液将2-乙烯基环丙基酮（1.19mmol）的无水THF溶液（1mL / mmol酮）溶解，并将所得溶液在-78°搅拌45分钟。加入新升华的叔丁基二甲基甲硅烷基氯（1.6mmol / mmol酮）在无水THF（1mL / mmol氯化物）中的溶液，然后加入干燥的HMPA（0.5mL / mmol酮）。将溶液在-78℃下搅拌15分钟并在室温下搅拌2-3小时，然后将其在饱和碳酸氢钠水溶液和戊烷（分别为10mL和20mL / mmol酮）之间分配。用戊烷洗涤水相两次。₄）。除去溶剂，然后对剩余的油进行球对球蒸馏，得到相应的甲硅烷基烯醇醚，为无色油状物，没有表现出IR羰基拉伸吸收。通过在230°（空气 – 浴温度）下加热（纯净，氩气氛）30-60分钟来完成甲硅烷基烯醇醚的热解。直接蒸馏（140-150°/ 12托）所得物质，得到环庚二烯，产率85％：IR（膜）1660,1260,840cm ^-1 ; ¹ H NMR（CDCl ₃）δ0.09（s，6H），0.88（s，9H），0.7-2.75（m，14H），4.8（t，1H，J = 5.5Hz），5.5-5.9（m，2H） ）。