重氮碳化物的分子内反应

重氮碳化物的分子内反应包括与碳-碳双键加成，形成融合环丙烷，以及插入碳-氢键或碳-碳键。介绍：在适当的过渡金属（通常是铜或铑）的存在下，α-重氮基化合物被转化为过渡金属碳化物，在碳-碳双键的存在下发生加成反应，形成环丙烷。在缺乏双键的底物中，插入碳-碳或碳-氢键是可能的。该反应的分子内版本形成融合的碳环，尽管由铜介导的反应的产量通常是中等的。对于对映选择性环丙烷化和插入反应，铜基和铑基催化剂都被采用，尽管近年来对后者的研究更为深入。(1)

重氮碳化合物与铜分解的反应机理始于碳化铜复合物的形成。形成碳化铜的证据是通过与光解产生的自由碳化物的行为进行比较，以及观察到在与手性铜络合物进行环丙烷化时有明显的对映选择性来提供的。在碳化铜形成后，插入或加成都会发生，分别产生碳环或环丙烷。加成和插入都是在保留构型的情况下进行的。因此，非对映选择性往往由起始材料的构型决定。(2)

铜粉或铜盐都可以非常普遍地用于重氮碳化合物的分子内反应。本节介绍了在铜存在下可能发生分子内反应的不同类型的重氮基化合物。请注意，对于重氮羰基化合物的分子间反应，xxx使用铑催化剂。含有垂悬双键的重氮酮在铜的存在下进行环丙烷化。Barbaralone的一个合成的关键步骤是环庚三烯的选择性分子内环丙烷化。(3)α,β-环丙基酮可作为掩蔽的α,β-不饱和酮。在一个例子中，一个芳基的分子内参与导致了一个具有完全非对映选择性的多环系统的形成。(4)在某些情况下，α-重氮酯在分子内环化反应中不如重氮酮有效，因为酯倾向于以关于碳-氧单键的反式构象存在。然而，重氮酯的分子内反应确实会发生--在方程式（5）的例子中，硫酸铜被用来形成所示的环丙基酯。(5)在催化量的酸的存在下，含有悬垂双键或芳基的重氮甲基酮底物会发生环化。这一过程的机制很可能涉及重氮羰基的质子化，形成重氮盐，然后是氮被不饱和功能置换和去质子化。在下面的例子中，去甲基化产生了一个醌。(6)当底物中没有不饱和功能时，可以发生C-H插入。C-H插入在构象上受限制的底物中特别容易，其中C-H键被保持在接近重氮基的位置。(7)也已经观察到跨环插入，形成融合的碳环产品。

然而，这些反应的产量往往很低。(8)已经观察到对碳-碳键的插入。在公式（9）的例子中，甲基被紧紧地抱在重氮基团附近，有利于C-C插入。(9)

重氮酮的分子内环丙烷化被应用于塞壬的外消旋合成中。在重氮酮形成和环化后，以55%的产率分离出一个单一的环丙烷非对映体。(10)

重氮化合物可能具有爆炸性，应小心处理。很多时候，通过用过量的重氮甲烷处理相应的酰氯来制备重氮化合物并立即使用。由铜介导的反应通常需要几个小时的时间，在某些情况下，必须缓慢地加入重氮羰基化合物。反应应该在无水条件下的惰性气氛中进行。示例程序(11)将溶于苯（20毫升，从氢化钙中新蒸馏出来的）的烯烃酸（0.499克，2.25毫摩尔）的溶液在氮气下于0℃（冰浴）搅拌，同时滴加草酰氯（1.35毫升，2.0克，15.75毫摩尔）。移开冰浴，将溶液在室温下搅拌2小时。