环异构化

环异构化是任何异构化，其中底物的环状异构体在反应坐标中产生。环异构化反应的xxx优点是它的原子经济性，通过设计没有任何浪费，因为起始材料中的每个原子都存在于产品中。在大多数情况下，这些反应是由过渡金属催化剂介导的，在少数情况下是由有机催化剂介导的，很少在热条件下发生。在许多情况下，这些环化反应能够以出色的选择性水平进行，并将环化反应转变为独特和复杂分子结构的有力工具。环化是有机合成中一个非常广泛的主题，存在许多可归类为环化的反应。这些反应的两个基本类别是分子内迈克尔加成和分子内迪尔斯-阿尔德反应。在环异构化的框架下，烯烃和相关的烯烃环异构化是使用和研究最广泛的反应。

通往环状异构体的一个相当直观的途径是分子内共轭加成到α,β-不饱和碳酰（分子内迈克尔加成或IMA）。合格的迈克尔受体包括共轭烯烃、烯烃或硝基烯烃衍生物，其他受体的例子不多。尽管IMA反应在合成中无处不在，但很少有不对称IMA转化的例子存在。硫脲催化剂具有垂悬的手性骨架，已被证明可以激活具有拴住的硝基烷和酯基的系统，从而诱发不对称IMA。这种转化的效用在环状γ-氨基酸前体的合成中得到了证明。有人提出，激活是通过硝酸盐和酯与硫脲催化剂的H键发生的，并解释了对E-酯的有趣选择性。在合成取代的二氢呋喃和四氢呋喃的过程中，一种功能性的立体歧化有机催化IMA/乳化转化已经被研究，因为它能够在许多天然产品中构建重要的结构图案。当3等醚类受到(S)-(-)-盐酸四咪唑(4)催化剂的作用时，结果是合成-2,3-取代的THF，而互补的反产品很容易通过Cinchona生物碱催化剂如7获得。分子内Diels-Alder分子内Diels-Alder（IMDA）反应以[4+2]的方式将拴住的二烯和亲二烯配对，最常见的是末端取代。这些转化在全合成中很受欢迎，并在众多困难的合成目标中得到了广泛的应用。其中一个用途是在海洋毒素(-)-异普罗酮(10)的不对称合成中应用对映选择性IMDA转化。(-)-isopulo'upone的合成证明了阳离子Cu(II)bis(oxazoline)复合物催化的IMDA反应的效用，可以得到具有多达四个相邻立体中心的双环产品。IMDA反应在复杂分子合成中的一个相当新的应用是用IMDA方法处理棕榈碱生物碱的三环核心，这是一类从点头棒状苔藓分离出来的天然产品。N-杂环碳化物（NHCs）是一类新兴的有机催化剂，能够诱导Umpolung反应性以及正常的极性转化，然而直到最近，由于底物范围有限，这些都没有被广泛用于全合成。

这些有机催化剂使用的一个有趣的扩展是NHC催化的烯烃异构化/IMDA级联反应，以获得独特的双环结构支架。诸如11的二烯酯通过半缩醛唑中间体稳定的异构化步骤转变为取代的双环[2.2.2]辛烷（13）。1,3-己二烯通过[1,5]-移位进行异构化的激活屏障是41千卡摩尔-1，并且预计会随着与酯的共轭而增加，因此不可能发生无催化的异构化。这提供了绕过活化的高障碍的优势，提供了获得以前无法获得的IMDA衍生物的机会。

炔环异构化是阿尔德-烯反应的一个炔变体，是1,n-烯的分子内重排，得到相应的环状异构体。虽然重排可以在热条件下发生，但由于对高温的要求，热重排的范围是有限的，因此过渡金属如金、钯、铂、铑和铱经常被用作催化剂。由于合成过程中存在感应、立体电子和立体需求，这种重排最近被开发为一种强大的方法，用于构建碳环和杂环支架，具有良好的化学、regio-和非对映选择性结果。