إضافة حلقية ثنائية القطب 1،3

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 39 صور
الموسوعة الحرة

يُعدّ تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 تفاعلًا كيميائيًا بين ثنائي قطب 1،3 ومستقبل ثنائي القطب لتكوين حلقة خماسية. وُصفت أولى تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 في أواخر القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين، بعد اكتشاف ثنائيات القطب 1،3. وتمّ تطوير آليات التفاعل وتطبيقاته التركيبية في ستينيات القرن العشرين، بفضل جهود رولف هويزجن بشكل أساسي . [ 1 ] [ 2 ] ولذلك، يُشار إلى هذا التفاعل أحيانًا باسم إضافة هويزجن الحلقية (يُستخدم هذا المصطلح غالبًا لوصف تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بين أزيد عضوي وألكاين لتكوين 1،2،3-تريازول ) . يُعد تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 مسارًا هامًا لتخليق المركبات الحلقية غير المتجانسة خماسية الذرات ومشتقاتها الحلقية المفتوحة انتقائيًا من حيث الموقع والتكوين الفراغي. عادةً ما يكون مستقبل ثنائي القطب ألكينًا أو ألكاينًا، ولكنه قد يكون أنظمة باي أخرى. عندما يكون مستقبل ثنائي القطب ألكاينًا، تتكون حلقات عطرية بشكل عام.

نظرة عامة على الآلية

في الأصل، وُصفت آليتان مقترحتان لوصف تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3: الأولى، آلية الإضافة الحلقية المتناسقة المحيطية ، التي اقترحها رولف هويزجن؛ [ 3 ] والثانية، الآلية التدريجية التي تتضمن وسيطًا ثنائي الجذور ، التي اقترحها فايرستون. [ 4 ] بعد نقاشات مطولة، أصبح الاقتراح الأول مقبولًا بشكل عام [ 5 ] ، حيث يتفاعل ثنائي القطب 1،3 مع مستقبل ثنائي القطب بطريقة متناسقة ، وغالبًا غير متزامنة، ومسموحة تناظريًا ، من خلال حالة انتقالية عطرية حرارية من نوع هوكل بستة إلكترونات . مع ذلك، توجد أمثلة قليلة لآلية تدريجية لتفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 الخالية من المحفزات لمركبات ثيوكربونيل الإيليد، [ 6 ] وأكاسيد النيتريل [ 7 ].

الآلية العامة لتفاعل إضافة حلقية ثنائية القطب 1،3 بين ثنائي قطب ومستقبل ثنائي القطب لتكوين حلقة غير متجانسة خماسية، عبر حالة انتقالية سداسية الإلكترونات. يُرجى ملاحظة أن الأسهم الحمراء المنحنية تُستخدم عادةً للدلالة على مسار التفاعل، ولكنها لا تُمثل بالضرورة التدفق الفعلي للإلكترونات.
الآلية العامة لتفاعل إضافة حلقية ثنائية القطب 1،3 بين ثنائي قطب ومستقبل ثنائي القطب لتكوين حلقة غير متجانسة خماسية، عبر حالة انتقالية سداسية الإلكترونات. يُرجى ملاحظة أن الأسهم الحمراء المنحنية تُستخدم عادةً للدلالة على مسار التفاعل، ولكنها لا تُمثل بالضرورة التدفق الفعلي للإلكترونات.

آلية محيطية

قام هويزجن بدراسة سلسلة من تفاعلات الإضافة الحلقية بين مركبات الديازو ثنائية القطب 1،3 والألكينات ثنائية القطب المختلفة . [ 3 ] تدعم الملاحظات التالية آلية التفاعل الحلقي المتناسق، وتدحض المسار ثنائي الجذور التدريجي أو المسار القطبي التدريجي.

  • تأثيرات البدائل : لا تظهر البدائل المختلفة على ثنائي القطب تأثيرًا كبيرًا على معدل الإضافة الحلقية، مما يشير إلى أن التفاعل لا يتضمن وسيطًا مفصولًا بالشحنة.
  • تأثيرات المذيب : قطبية المذيب لها تأثير ضئيل على معدل الإضافة الحلقية، بما يتماشى مع الآلية الحلقية حيث لا تتغير القطبية كثيرًا عند الانتقال من المتفاعلات إلى الحالة الانتقالية.
  • الكيمياء الفراغية : تكون تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 دائمًا محددة فراغيًا بالنسبة للمستقبل ثنائي القطب (أي، الألكينات cis تعطي منتجات syn )، مما يدعم الآلية الحلقية المتناسقة التييتم فيها تكوين رابطتين سيجما في وقت واحد.
  • المعلمات الديناميكية الحرارية : تتميز تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بإنتروبيا تنشيط سالبة كبيرة بشكل غير عادي مماثلة لتلك الخاصة بتفاعل ديلز-ألدر ، مما يشير إلى أن حالة الانتقال مرتبة للغاية، وهو ما يعتبر سمة مميزة للتفاعلات الحلقية المتناسقة.

ثنائي القطب 1،3

بنية وتسمية جميع ثنائيات الأقطاب 1،3 في الصف الثاني، والتي تتكون من مراكز الكربون والنيتروجين والأكسجين. تُصنف ثنائيات الأقطاب إلى نوع الأليل أو نوع البروبارجيل/الألينيل بناءً على هندسة الذرة المركزية.

ثنائي القطب 1،3 هو جزيء عضوي يمكن تمثيله إما ببنية أيونية مزدوجة من نوع الأليل أو من نوع البروبارجيل / الألينيل ، ذات ثمانية/ستة إلكترونات. يتشارك كلا النوعين من ثنائيات القطب 1،3 أربعة إلكترونات في نظام π موزعة على ثلاث ذرات. يكون شكل ثنائي القطب من نوع الأليل منحنيًا، بينما يكون شكل ثنائي القطب من نوع البروبارجيل/الألينيل خطيًا . [ 8 ] كما تُعرف ثنائيات قطب 1،3 التي تحتوي على عناصر من الصفوف العليا مثل الكبريت أو الفوسفور ، ولكن استخدامها أقل شيوعًا.

يمكن رسم هياكل الرنين لتوزيع الشحنات السالبة والموجبة على أي طرف من أطراف ثنائي القطب 1،3 (انظر المخطط أدناه). وتتمثل الطريقة الأكثر دقة لوصف التوزيع الإلكتروني على ثنائي القطب 1،3 في تحديد المساهم الرئيسي في الرنين بناءً على بيانات تجريبية أو نظرية، مثل قياسات عزم ثنائي القطب [ 9 ] أو الحسابات [ 10 ] . على سبيل المثال، يحمل ديازوميثان أكبر قدر من الشحنة السالبة عند ذرة النيتروجين الطرفية ، بينما يحمل حمض الهيدرازويك أكبر قدر من الشحنة السالبة عند ذرة النيتروجين الداخلية .

تم حساب هياكل الرنين الرئيسية لمركب الديازوميثان وحمض الهيدرازويك (doi = 10.1021/ja00475a007)
تم حساب هياكل الرنين الرئيسية لمركب الديازوميثان وحمض الهيدرازويك (doi = 10.1021/ja00475a007)

وبالتالي، فإن هذا التناقض يعني أنه يمكن التعامل مع طرفي ثنائي القطب 1،3 على أنهما نيوكليوفيليان وإلكتروفيليان في آن واحد. ويمكن تقييم مدى النيوكليوفيلية والإلكتروفيلية عند كل طرف باستخدام المدارات الجزيئية الحدية ، والتي يمكن الحصول عليها حسابيًا. وبشكل عام، تعمل الذرة التي تحمل أكبر معامل مداري في المدار الجزيئي الأعلى طاقة المشغول (HOMO) كنيوكليوفيل، بينما تعمل الذرة في المدار الجزيئي الأدنى طاقة غير المشغول (LUMO) كإلكتروفيل. وعادةً ما تكون الذرة الأكثر نيوكليوفيلية هي الذرة الأكثر غنىً بالإلكترونات، ولكن ليس دائمًا. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] في تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3، تحدد هوية زوج ثنائي القطب-مستقبل ثنائي القطب ما إذا كانت خاصية المدار الجزيئي الأعلى طاقة المشغول (HOMO) أو المدار الجزيئي الأدنى طاقة غير المشغول (LUMO) لثنائي القطب 1،3 هي السائدة (انظر المناقشة حول المدارات الجزيئية الحدية أدناه).

محب ثنائي القطب

أكثر المركبات ثنائية القطب استخدامًا هي الألكينات والألكاينات. كما يمكن للمركبات ثنائية القطب التي تحتوي على ذرات غير متجانسة ، مثل الكربونيلات والإيمينات ، أن تخضع لتفاعل إضافة حلقية ثنائية القطب 1،3. ومن الأمثلة الأخرى على المركبات ثنائية القطب الفوليرينات والأنابيب النانوية ، التي يمكن أن تخضع لتفاعل إضافة حلقية ثنائية القطب 1،3 مع إيليد الأزوميثين في تفاعل براتو .

تأثيرات المذيب

تتأثر تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بشكل طفيف جدًا بالمذيب، لأن كلًا من المتفاعلات والحالات الانتقالية غير قطبية عمومًا. على سبيل المثال، لا يتغير معدل التفاعل بين فينيل ديازوميثان وإيثيل أكريلات أو نوربورنين (انظر المخطط أدناه) إلا بشكل طفيف عند تغيير المذيب من سيكلوهكسان إلى ميثانول. [ 14 ]

تأثير قطبية المذيب على تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 (doi:10.3987/S(N)-1978-01-0109.)
تأثير قطبية المذيب على تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 (doi:10.3987/S(N)-1978-01-0109.)

Lack of solvent effects in 1,3-dipolar cycloaddition is clearly demonstrated in the reaction between enamines and dimethyl diazomalonate (see scheme below).[15] The polar reaction, N-cyclopentenyl pyrrolidine nucleophilic addition to the diazo compound, proceeds 1,500 times faster in polar DMSO than in non-polar decalin. On the other hand, a close analog of this reaction, N-cyclohexenyl pyrrolidine 1,3-dipolar cycloaddition to dimethyl diazomalonate, is sped up only 41-fold in DMSO relative to decalin.

معدل تفاعل الإضافة النيوكليوفيلية القطبية مقابل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 في الديكالين وفي DMSO (doi:10.1016/S0040-4039(00)70991-9)
Rate of polar nucleophilic addition reaction versus 1,3-dipolar cycloaddition in decalin and in DMSO (doi:10.1016/S0040-4039(00)70991-9)

Frontier molecular orbital theory

تداخل المدارات في أنواع الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 من النوع الأول والثاني والثالث.
Orbital overlaps in types I, II and III 1,3-dipolar cycloaddition.

1,3-Dipolar cycloadditions are pericyclic reactions, which obey the Dewar-Zimmerman rules and the Woodward–Hoffmann rules. In the Dewar-Zimmerman treatment, the reaction proceeds through a 5-center, zero-node, 6-electron Huckel transition state for this particular molecular orbital diagram. However, each orbital can be randomly assigned a sign to arrive at the same result. In the Woodward–Hoffmann treatment, frontier molecular orbitals (FMO) of the 1,3-dipole and the dipolarophile overlap in the symmetry-allowed π4s + π2s manner. Such orbital overlap can be achieved in three ways: type I, II and III.[16] The dominant pathway is the one which possesses the smallest HOMO–LUMO gap.

Type I

The dipole has a high-lying HOMO which overlaps with LUMO of the dipolarophile. A dipole of this class is referred to as a HOMO-controlled dipole or a nucleophilic dipole, which includes azomethine ylide, carbonyl ylide, nitrile ylide, azomethine imine, carbonyl imine and diazoalkane. These dipoles add to electrophilic alkenes readily. Electron-withdrawing groups (EWG) on the dipolarophile would accelerate the reaction by lowering the LUMO, while electron-donating groups (EDG) would decelerate the reaction by raising the HOMO. For example, the reactivity scale of diazomethane against a series of dipolarophiles is shown in the scheme below. Diazomethane reacts with the electron-poor ethyl acrylate more than a million times faster than the electron rich butyl vinyl ether.[17]

This type resembles the normal-electron-demand Diels-Alder reaction, in which the diene HOMO combines with the dienophile LUMO.

دوى:10.1016/S0040-4039(01)92781-9
دوى:10.1016/S0040-4039(01)92781-9

النوع الثاني

يمكن أن يرتبط المدار الجزيئي الأعلى المشغول (HOMO) للثنائي القطبي مع المدار الجزيئي الأدنى غير المشغول (LUMO) للمستقبل ثنائي القطبي؛ أو العكس، يمكن أن يرتبط المدار الجزيئي الأعلى المشغول (HOMO) للمستقبل ثنائي القطبي مع المدار الجزيئي الأدنى غير المشغول (LUMO) للثنائي القطبي. ينشأ هذا التفاعل ثنائي الاتجاه لتشابه فجوة الطاقة في كلا الاتجاهين. يُشار إلى ثنائي القطب من هذا النوع باسم ثنائي قطب مُتحكم فيه بواسطة HOMO-LUMO أو ثنائي قطب مزدوج المحبة للإلكترونات ، ويشمل ذلك إيميد النتريل ، والنيترون ، وأكسيد الكربونيل ، وأكسيد النتريل ، والأزيد . أي بديل على المستقبل ثنائي القطبي يُسرّع التفاعل عن طريق تقليل فجوة الطاقة بين المدارين المتفاعلين؛ أي أن المجموعة الساحبة للإلكترونات (EWG) تُقلل من LUMO بينما المجموعة المانحة للإلكترونات (EDG) ترفع من HOMO. على سبيل المثال، تتفاعل الأزيدات مع مختلف المستقبلات ثنائية القطب الغنية والفقيرة بالإلكترونات بتفاعلية متشابهة (انظر مقياس التفاعلية أدناه). [ 18 ]

doi:10.1021/ja01016a011
doi:10.1021/ja01016a011

النوع الثالث

يمتلك ثنائي القطب مدارًا جزيئيًا غير مشغول (LUMO) منخفضًا يتداخل مع المدار الجزيئي المشغول (HOMO) للمستقبل ثنائي القطب (مُشار إليه بخطوط متقطعة حمراء في الرسم التوضيحي). يُشار إلى ثنائي القطب من هذا النوع باسم ثنائي قطب مُتحكم فيه بواسطة LUMO أو ثنائي قطب محب للإلكترونات ، ويشمل ذلك أكسيد النيتروز والأوزون . تعمل المجموعات الساحبة للإلكترونات (EWGs) على المستقبل ثنائي القطب على إبطاء التفاعل، بينما تعمل المجموعات المانحة للإلكترونات (EDGs) على تسريعه. على سبيل المثال، يتفاعل الأوزون مع 2-ميثيل بروبين الغني بالإلكترونات أسرع بحوالي 100,000 مرة من تفاعله مع رباعي كلورو الإيثين الفقير بالإلكترونات (انظر مقياس التفاعل أدناه). [ 19 ]

يشبه هذا النوع تفاعل ديلز-ألدر العكسي لطلب الإلكترون ، حيث يتحد LUMO الخاص بالديين مع HOMO الخاص بالديينوفيل.

doi:10.1021/ja01016a011
doi:10.1021/ja01016a011

التفاعل

تتطلب العمليات المتناسقة، مثل تفاعل الإضافة الحلقية 1،3، حالة انتقالية عالية التنظيم (إنتروبيا تنشيط سالبة عالية) ومتطلبات إنثالبي معتدلة فقط. وباستخدام تجارب تفاعل التنافس، وُجد أن المعدلات النسبية للإضافة في تفاعلات الإضافة الحلقية المختلفة تُقدم نتائج عامة حول عوامل التفاعل.

  • يؤدي الاقتران ، وخاصة مع المجموعات العطرية، إلى زيادة سرعة التفاعل عن طريق تثبيت الحالة الانتقالية. خلال هذه الحالة، تتشكل رابطتا سيجما بمعدلات مختلفة، مما قد يُولّد شحنات جزئية في الحالة الانتقالية، والتي يمكن تثبيتها عن طريق توزيع الشحنات على البدائل المترافقة.
  • تكون الجزيئات ثنائية القطب الأكثر قابلية للاستقطاب أكثر تفاعلية لأن السحب الإلكترونية المنتشرة أكثر ملاءمة لبدء تدفق الإلكترونات.
  • تكون الجزيئات ثنائية القطب ذات الإجهاد الزاوي العالي أكثر تفاعلية بسبب زيادة طاقة الحالة الأرضية.
  • يؤدي ازدياد الإعاقة الفراغية في الحالة الانتقالية نتيجة للمتفاعلات غير المعاقة إلى انخفاض معدل التفاعل بشكل كبير.
  • تضاف المركبات ثنائية القطب غير المتجانسة ببطء أكبر، إن وجدت، مقارنة بالمركبات ثنائية القطب C,C بسبب انخفاض الزيادة في طاقة رابطة سيجما لتعويض فقدان رابطة باي أثناء حالة الانتقال.
  • يؤثر التماثل الهندسي للمستقبل ثنائي القطب على سرعة التفاعل بسبب الإعاقة الفراغية. تكون المتصاوغات العابرة أكثر تفاعلاً ( يضيف ستيلبين العابر ثنائي فينيل (نيتريل إيميد) أسرع بـ 27 مرة من ستيلبين المقابل ) لأنه أثناء التفاعل، تتقلص زاوية الرابطة من 120 درجة إلى 109 درجة، مما يؤدي إلى تقارب البدائل المقابلة المتراكبة نحو بعضها البعض لزيادة التداخل الفراغي.
انظر مرجع Huisgen doi:10.1002/anie.196306331.
انظر مرجع Huisgen doi : 10.1002/anie.196306331 .

التخصص الفراغي

عادةً ما تؤدي تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 إلى الحفاظ على التكوين الفراغي لكل من ثنائي القطب 1،3 والمستقبل ثنائي القطب. تُعدّ هذه الدرجة العالية من الانتقائية الفراغية دليلاً قوياً على آلية التفاعل المتزامنة بدلاً من الآلية التدريجية. وكما ذُكر سابقاً، تُظهر العديد من الأمثلة أن التفاعلات كانت تدريجية، وبالتالي، تُظهر انتقائية فراغية جزئية أو معدومة.

فيما يتعلق بالمحب ثنائي القطب

تنتهي البدائل من نوع cis على الألكين ثنائي القطبية في وضعية cis ، بينما تنتهي البدائل من نوع trans في وضعية trans في المركب الحلقي الخماسي الناتج (انظر المخطط أدناه). [ 20 ]

doi:10.3987/S-1978-01-0147
doi:10.3987/S-1978-01-0147

فيما يتعلق بالثنائي القطبي

بشكل عام، لا تُشكل الكيمياء الفراغية للثنائي القطبي مصدر قلق كبير، لأن عددًا قليلًا فقط من الثنائيات القطبية يُمكن أن يُشكل مراكز فراغية ، كما أن بنى الرنين تسمح بدوران الروابط مما يُؤدي إلى تغيير الكيمياء الفراغية. مع ذلك، فقد أكدت دراسة إيليدات الأزوميثين أن تفاعل الإضافة الحلقية يكون انتقائيًا فراغيًا أيضًا بالنسبة لمكون الثنائي القطبي. يتم توليد إيليدات الأزوميثين النقية فراغيًا عن طريق الفتح الحلقي الكهربائي للأزيريدينات ، ثم يتم تثبيتها بسرعة باستخدام مُستقبلات ثنائية قطبية قوية قبل أن يحدث دوران الروابط (انظر المخطط أدناه). [ 21 ] [ 22 ] في حال استخدام مُستقبلات ثنائية قطبية أضعف، فإن الروابط في الثنائي القطبي لديها فرصة للدوران، مما يُؤدي إلى ضعف الانتقائية الفراغية لتفاعل الإضافة الحلقية.

تؤكد هذه النتائج مجتمعة أن الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 هي تفاعل انتقائي فراغي، مما يؤدي إلى الاحتفاظ بكل من ثنائي القطب 1،3 والمستقبل ثنائي القطب.

doi:10.1021/ja00983a052
doi:10.1021/ja00983a052

الانتقائية الفراغية

عند تكوّن مركزين فراغيين أو أكثر أثناء التفاعل، يمكن الحصول على حالات انتقالية ونواتج متماثلة فراغياً. في تفاعل إضافة ديلز-ألدر الحلقي، تُلاحظ عادةً الانتقائية الفراغية الداخلية (endo) نتيجةً لتفاعلات المدارات الثانوية . أما في تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3، فتؤثر قوتان على الانتقائية الفراغية: التفاعل الجاذب π (الذي يُشبه تفاعلات المدارات الثانوية في تفاعل إضافة ديلز-ألدر الحلقي) والتفاعل الفراغي التنافري . لسوء الحظ، غالبًا ما تُلغي هاتان القوتان بعضهما بعضًا، مما يُؤدي إلى ضعف الانتقائية الفراغية في تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3.

تُعرض أدناه أمثلة على تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 الانتقائية الفراغية والمتحكم بها بواسطة الركيزة. أولها التفاعل بين بنزونيتريل N-بنزيليد وميثيل أكريلات . في الحالة الانتقالية، تتراص مجموعتا الفينيل وميثيل الإستر لتكوين الاستبدال من نوع cis كناتج نهائي حصري من البيرولين . يُعادل هذا التفاعل π المواتي التنافر الفراغي بين مجموعتي الفينيل وميثيل الإستر. [ 23 ] ثانيها التفاعل بين النيترون وثنائي هيدروفوران . يتم تحقيق الانتقائية الخارجية (exo) لتقليل التنافر الفراغي. [ 24 ] أخيرًا، تفاعل أزوميثين إيليد داخل الجزيء مع الألكين. يتم التحكم في الانتقائية الفراغية من خلال تكوين نظام حلقي مندمج من نوع cis أقل إجهادًا . [ 25 ]

doi:10.1021/ja00731a056
doi:10.1021/ja00731a056

إضافة حلقية ثنائية القطب موجهة 1،3

يمكن التحكم في مسار تفاعل الإضافة الحلقية لتحقيق تفاعل انتقائي فراغي. على سبيل المثال، يمكن للمعادن أن ترتبط بالمستقبل ثنائي القطب والقطب الداخل، وتوجه الإضافة الحلقية بشكل انتقائي على أحد وجهي الجزيء. يوضح المثال أدناه إضافة أكسيد النيتريل إلى كحول أليلي نقي فراغيًا بوجود أيون المغنيسيوم. يضع التكوين الأكثر استقرارًا للألكين مجموعة الهيدروكسيل فوق مستوى الألكين. ثم يرتبط المغنيسيوم بمجموعة الهيدروكسيل وذرة الأكسجين في أكسيد النيتريل. وبالتالي، تحدث الإضافة الحلقية بشكل انتقائي من الوجه العلوي. [ 26 ]

وقد تم تطبيق هذا التوجيه الفراغي في تركيب الإيبوثيلونات . [ 27 ]

الانتقائية الموضعية

بالنسبة لأزواج ثنائي القطب غير المتماثلة، يمكن الحصول على ناتجين متماثلين موضعياً . تساهم كل من العوامل الإلكترونية/الفراغية الإلكترونية والفراغية في الانتقائية الموضعية لتفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3. [ 28 ]

التأثير الإلكتروني/الستيريوإلكتروني

التفاعل الإلكتروني السائد هو التفاعل بين أعلى مستوى طاقة مشغول (HOMO) وأعلى مستوى طاقة غير مشغول (LUMO). ولذلك، فإن الانتقائية الموضعية تُحددها الذرات التي تحمل أكبر معاملات مدارية لـ HOMO وLUMO. [ 29 ] [ 30 ]

على سبيل المثال، لننظر في تفاعل الإضافة الحلقية لثنائي أزوميثان مع ثلاثة مركبات ثنائية القطب: أكريلات الميثيل ، أو الستايرين ، أو سينامات الميثيل . تحمل ذرة الكربون في ثنائي أزوميثان أعلى مستوى طاقة HOMO، بينما تحمل ذرات الكربون الطرفية في أكريلات الميثيل والستايرين أعلى مستوى طاقة LUMO. لذا، ينتج عن الإضافة الحلقية استبدالٌ انتقائيٌّ في الموضع C-3. أما في سينامات الميثيل، فيتنافس المستبدلان (Ph وCOOMe) على سحب الإلكترونات من الألكين. تُعد مجموعة الكربوكسيل المجموعة الأفضل في سحب الإلكترونات، مما يجعل ذرة الكربون β الأكثر محبةً للإلكترونات. وبالتالي، ينتج عن الإضافة الحلقية مجموعة الكربوكسيل على الموضع C-3 ومجموعة الفينيل على الموضع C-4 بشكل انتقائي.

دوى:10.1021/ja00444a013 و دوى:10.1021/ja00436a062
دوى:10.1021/ja00444a013 و دوى:10.1021/ja00436a062

التأثير الفراغي

قد تتعاون التأثيرات الفراغية مع التأثيرات الإلكترونية المذكورة آنفاً أو تتنافس معها. وفي بعض الأحيان، تتغلب التأثيرات الفراغية تماماً على التفضيل الإلكتروني، مما يؤدي إلى ظهور المتصاوغ الموضعي المعاكس حصراً. [ 31 ]

على سبيل المثال، يتفاعل ديازوميثان عادةً مع أكريلات الميثيل لإنتاج بيرازولين 3-كربوكسيل . مع ذلك، بزيادة المتطلبات الفراغية في النظام، نبدأ بملاحظة متصاوغات بيرازولين 4-كربوكسيل. وتعتمد نسبة هذين المتصاوغين الموضعيين على المتطلبات الفراغية. في أقصى الحالات، يؤدي استبدال ذرة الهيدروجين بذرة ثالثي بوتيل إلى تغيير الانتقائية الموضعية من استبدال كامل لمجموعة الكربوكسيل في الموضع 3 إلى استبدال كامل لمجموعة الكربوكسيل في الموضع 4. [ 32 ] [ 33 ]

ISBN 0-471-08364-X. و Koszinowski, J. (1980) (أطروحة دكتوراه)
رقم الكتاب المعياري الدولي (ISBN) 0-471-08364-X. و كوزينوفسكي، ج. (1980) (أطروحة دكتوراه)

تطبيقات اصطناعية

تُعدّ تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 من الطرق المهمة لتخليق العديد من المركبات الحلقية غير المتجانسة الخماسية المهمة، مثل التريازولات ، والفيورانات ، والإيزوكسازولات ، والبيروليدينات ، وغيرها. إضافةً إلى ذلك، يمكن فصل بعض نواتج الإضافة الحلقية للكشف عن الهيكل الخطي، مما يوفر مسارًا آخر لتخليق المركبات الأليفاتية . وتكتسب هذه التفاعلات أهمية بالغة أيضًا لكونها انتقائية فراغيًا، وانتقائية للديستيريومرات، وانتقائية للموقع. وفيما يلي بعض الأمثلة.

أكاسيد النتريل

يُعد تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 مع أكاسيد النيتريل تفاعل ألدول مُقنّع شائع الاستخدام . ينتج عن الإضافة الحلقية بين أكسيد النيتريل والألكين مُنتج إيزوكسازولين حلقي، بينما ينتج عن التفاعل مع الألكاين مُنتج إيزوكسازول. يمكن فصل كل من الإيزوكسازولينات والإيزوكسازولات بالهدرجة للكشف عن مُنتجات من نوع β-هيدروكسي كربونيل من نوع ألدول أو مُنتجات من نوع β-ثنائي كربونيل من نوع كلايسن ، على التوالي.

استُخدم تفاعل إضافة حلقية بين أكسيد النيتريل والألكاين متبوعًا بالهدرجة في تخليق مياكوليد كما هو موضح في الشكل أدناه. [ 34 ]

إيليدات الكربونيل

برزت تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 كأدوات فعّالة في تركيب الهياكل الحلقية المعقدة والجزيئات للدراسات الطبية والبيولوجية والآلية. ومن بينها، استُخدمت تفاعلات الإضافة الحلقية [3+2] التي تتضمن إيليدات الكربونيل على نطاق واسع لتوليد جزيئات حلقية خماسية تحتوي على الأكسجين. [ 35 ]

تحضير إيليدات الكربونيل لتفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3

تُعتبر الإيليدات ذرات غير متجانسة موجبة الشحنة مرتبطة بذرات كربون سالبة الشحنة، وتشمل إيليدات السلفونيوم ، والثيوكربونيل ، والأوكسونيوم ، والنيتروجين ، والكربونيل . [ 36 ] توجد عدة طرق لتوليد إيليدات الكربونيل، وهي وسائط ضرورية لتوليد هياكل حلقية خماسية تحتوي على الأكسجين، لتفاعلات الإضافة الحلقية [3+2].

تخليق إيليدات الكربونيل من مشتقات الديازوميثان بواسطة التحفيز الضوئي

يُعدّ التحفيز الضوئي أحد أقدم الأمثلة على تخليق إيليد الكربونيل . [ 37 ] إذ يُمكن أن يُولّد التحليل الضوئي لمركب ديازوتيتراكيس(تريفلوروميثيل)سيكلوبنتاديين* (DTTC) بوجود رباعي ميثيل اليوريا إيليد الكربونيل من خلال هجوم نيوكليوفيلي بين الجزيئات ، يليه تحويل جزيء DTTC إلى جزيء عطري . [ 37 ] وقد تم عزل هذا المركب وتوصيفه باستخدام تقنية حيود الأشعة السينية، وذلك بفضل استقراره الناتج عن الخاصية العطرية، ومجموعات تريفلوروميثيل الساحبة للإلكترونات ، ومجموعات ثنائي ميثيل أمين المانحة للإلكترونات . ويمكن بعد ذلك استخدام ثنائيات أقطاب إيليد الكربونيل المستقرة في تفاعلات الإضافة الحلقية [3+2] مع المركبات ثنائية القطب.

المخطط 1. التحليل الضوئي لـ DTTC في وجود رباعي ميثيل اليوريا. مُعدَّل من Janulis, EP; Arduengo, AJJ Am. Chem. Soc. 1983, 105, 5929.
المخطط 1. التحليل الضوئي لـ DTTC في وجود رباعي ميثيل اليوريا. مُعدَّل من Janulis, EP; Arduengo, AJJ Am. Chem. Soc. 1983, 105, 5929.

تم الإبلاغ عن مثال مبكر آخر لتخليق كربونيل إيليد عن طريق التحفيز الضوئي بواسطة أولاه وآخرون [ 38 ] تم تحليل ثنائي ديوتيريو ديازوميثان ضوئيًا في وجود الفورمالديهايد لتوليد ثنائي ديوتيريو فورمالديهايد كربونيل إيليد.

المخطط 2. التحليل الضوئي لثنائي ديوتيريو ديازوميثان باستخدام الفورمالديهايد. مُعدَّل من: براكاش، جي كي إس؛ إليس، آر دبليو؛ فيلبرغ، جي دي؛ أولاه، جي إيه، مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 1986، 108، 1341.
المخطط 2. التحليل الضوئي لثنائي ديوتيريو ديازوميثان باستخدام الفورمالديهايد. مُعدَّل من: براكاش، جي كي إس؛ إليس، آر دبليو؛ فيلبرغ، جي دي؛ أولاه، جي إيه، مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 1986، 108، 1341.
تخليق إيليدات الكربونيل من الهيدروكسيبيرونات عن طريق نقل البروتون

يمكن تصنيع إيليدات الكربونيل عن طريق التحفيز الحمضي لهيدروكسي-3-بيرونات في غياب عامل حفاز معدني . [ 39 ] تحدث عملية تماكب أولية ، تليها إزالة المجموعة المغادرة لإضفاء طابع عطري على حلقة البيرون وتكوين إيليد الكربونيل. وأخيرًا، يتفاعل مُستقبِل ثنائي القطب لتكوين الحلقة الأوكساسيكلية. هذا النهج أقل استخدامًا نظرًا لمحدودية جدواه واحتياجه إلى هياكل البيرون.

المخطط 3. التخليق المحفز حمضياً لمركبات الكربونيل إيليد من هيدروكسي-3-بيرونات. مُعدَّل من Sammes, PG; Street, LJJ Chem. Soc., Chem. Commun. 1982, 1056.
المخطط 3. التخليق المحفز حمضياً لمركبات الكربونيل إيليد من هيدروكسي-3-بيرونات. مُعدَّل من Sammes, PG; Street, LJJ Chem. Soc., Chem. Commun. 1982, 1056.

يمكن أيضًا استخدام مركبات 5-هيدروكسي-4-بيرون لتخليق إيليدات الكربونيل عن طريق نقل الهيدروجين داخل الجزيء . [ 40 ] بعد نقل الهيدروجين، يمكن أن يتفاعل إيليد الكربونيل مع مستقبلات ثنائية القطب لتكوين حلقات تحتوي على الأكسجين.

المخطط 4. تخليق إيليدات الكربونيل من 5-هيدروكسي-4-بيرونات بوساطة نقل الهيدروجين داخل الجزيء. مُعدَّل من: Garst, ME; McBride, BJ; Douglass III, JG Tetrahedron Lett. 1983, 24, 1675.
المخطط 4. تخليق إيليدات الكربونيل من 5-هيدروكسي-4-بيرونات بوساطة نقل الهيدروجين داخل الجزيء. مُعدَّل من: Garst, ME; McBride, BJ; Douglass III, JG Tetrahedron Lett. 1983, 24, 1675.
تخليق إيليدات ألفا-هالوكربونيل من ثنائي هالوكاربين

استُخدمت ثنائيات هالو الكاربين أيضًا لتوليد إيليدات الكربونيل، مستغلةً طبيعتها الساحبة للإلكترونات. [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] يُعد كل من فينيل (ثلاثي كلورو ميثيل) الزئبق وفينيل (ثلاثي برومو ميثيل) الزئبق مصدرين لثنائي كلورو الكاربين وثنائي برومو الكاربين ، على التوالي. يمكن توليد إيليد الكربونيل من خلال تفاعل ثنائيات هالو الكاربين مع الكيتونات أو الألدهيدات . مع ذلك، قد يؤدي تخليق إيليدات ألفا-هالوكربونيل، بشكل غير مرغوب فيه، إلى فقدان أول أكسيد الكربون وتوليد ناتج نزع الأكسجين.

المخطط 5. تخليق إيليد ألفا-هالوكربونيل عبر وسائط ثنائي هالوكاربين. مُعدَّل من بادوا، أ.؛ هورنباكل، إس إف، مجلة الكيمياء 1991، 91، 263.
المخطط 5. تخليق إيليد ألفا-هالوكربونيل عبر وسائط ثنائي هالوكاربين. مُعدَّل من بادوا، أ.؛ هورنباكل، إس إف، مجلة الكيمياء 1991، 91، 263.
تخليق إيليدات الكربونيل من مشتقات الديازوميثان بواسطة التحفيز المعدني

تعتمد إحدى الطرق الشائعة لتكوين إيليدات الكربونيل على التحفيز المعدني لمركبات ألفا-ديازوكربونيل، عادةً بوجود محفزات ثنائية النحاس أو ثنائية الروديوم. [ 44 ] بعد إطلاق غاز النيتروجين وتحويله إلى ميتالوكاربين ، يمكن لتفاعل بين الجزيئات مع مجموعة الكربونيل أن يُنتج إيليد الكربونيل. ويمكن لتفاعل الإضافة الحلقية اللاحق مع ألكين أو ألكاين ثنائي القطب أن يُنتج حلقات خماسية تحتوي على الأكسجين. ومن المحفزات الشائعة التي تُعطي عوائد متوسطة في تخليق الحلقات الأكسجينية Rh₂ ( OAc) ₄ و Cu(acac) ₂ . [ 45 ] [ 46 ]

المخطط 6. التخليق المحفز بالمعادن لمركبات الكربونيل إيليد. مقتبس من: Hodgson, DM; Bruckl, T.; Glen, R.; Labande, AH; Selden, DA; Dossitter, AG; Redgrave, AJ Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 5450.
المخطط 6. التخليق المحفز بالمعادن لمركبات الكربونيل إيليد. مقتبس من: Hodgson, DM; Bruckl, T.; Glen, R.; Labande, AH; Selden, DA; Dossitter, AG; Redgrave, AJ Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 5450.

آلية تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بوساطة التحفيز المعدني لمركبات الديازوكربونيل

أثارت عالمية تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3، التي تتوسطها حفزات معدنية لجزيئات ديازوكربونيل، واستخدامها الواسع في تخليق الحلقات الخماسية المحتوية على الأكسجين، اهتمامًا كبيرًا بآليتها. وقد بحثت عدة مجموعات في هذه الآلية لتوسيع نطاق الجزيئات المُصنّعة فيما يتعلق بالانتقائية الموضعية والفراغية . ومع ذلك، ونظرًا لارتفاع معدلات دوران هذه التفاعلات، لا تزال المركبات الوسيطة وآلية التفاعل غير واضحة. تتضمن الآلية المقبولة عمومًا، والتي طُوّرت من خلال توصيف معقدات الروثينيوم-كاربينويد المستقرة [ 47 ] وميتالوكربينات الروديوم [ 48 ] ، تكوينًا أوليًا لمعقد معدني-كاربينويد من مركب الديازو . ثم يؤدي حذف غاز النيتروجين إلى تكوين ميتالوكاربين. ويؤدي هجوم نيوكليوفيلي داخل الجزيء بواسطة أكسجين الكربونيل إلى إعادة توليد المحفز المعدني وتكوين إيليد الكربونيل. يمكن بعد ذلك أن يتفاعل إيليد الكربونيل مع الألكين أو الألكاين، مثل ثنائي ميثيل أسيتيلين ديكاربوكسيلات (DMAD) لتوليد الأوكساسيكل.

المخطط 7. الآلية المقبولة لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بوساطة التحفيز المعدني (مثال: محفز ثنائي الروديوم) لمركبات الديازوكربونيل. مُعدَّل من: م. هودجسون، د.؛ هـ. لاباند، أ.؛ موثوسامي، س. في التفاعلات العضوية؛ جون وايلي وأولاده، 2004.
المخطط 7. الآلية المقبولة لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بوساطة التحفيز المعدني (مثال: محفز ثنائي الروديوم) لمركبات الديازوكربونيل. مُعدَّل من: م. هودجسون، د.؛ هـ. لاباند، أ.؛ موثوسامي، س. في التفاعلات العضوية؛ جون وايلي وأولاده، 2004.

مع ذلك، يبقى من غير المؤكد ما إذا كان وسيط الميتالوكاربين يُنتج إيليد الكربونيل. في بعض الحالات، يمكن أن تتفاعل الميتالوكاربينات مباشرةً مع مستقبلات ثنائية القطب. [ 49 ] في هذه الحالات، يُثبَّت الميتالوكاربين، مثل كاربين ثنائي روديوم(II) رباعي الكربوكسيلات، من خلال تفاعلات من نوع إينولات الفلز ذات الاقتران الفائق . [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] يحدث تفاعل الإضافة الحلقية ثنائي القطب 1،3 اللاحق من خلال إيليد كربونيل عابر مرتبط بالفلز. لذلك، يمكن أن يؤثر الميتالوكاربين المستمر على الانتقائية الفراغية والموضعية لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائي القطب 1،3 بناءً على الكيمياء الفراغية وحجم روابط الفلز .

مركب ميتالوكاربين ثنائي الروديوم (II) رباعي الكربوكسيلات المستقر بواسطة فرط الاقتران πC-Rh→πC=O. مُعدَّل من: M. Hodgson, D.; H. Labande, A.; Muthusamy, S. في التفاعلات العضوية؛ John Wiley & Sons, Inc.: 2004.
مركب ميتالوكاربين ثنائي الروديوم (II) رباعي الكربوكسيلات المستقر بواسطة فرط الاقتران πC-Rh→πC=O. مُعدَّل من: M. Hodgson, D.; H. Labande, A.; Muthusamy, S. في التفاعلات العضوية؛ John Wiley & Sons, Inc.: 2004.

دُرست آلية تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بين ثنائي قطب إيليد الكربونيل ومستقبلات ثنائي القطب الألكينيل أو الألكينيل على نطاق واسع فيما يتعلق بالانتقائية الموضعية والانتقائية الفراغية. ولأن مستقبلات ثنائي القطب المتناظرة لها اتجاه واحد للإضافة الحلقية، فإنها تُنتج متصاوغًا موضعيًا واحدًا فقط ، ولكن يمكن الحصول على متصاوغات فراغية متعددة. [ 53 ] على النقيض من ذلك، يمكن أن يكون لمستقبلات ثنائي القطب غير المتناظرة متصاوغات موضعية وفراغية متعددة. ويمكن التنبؤ بهذه المتصاوغات الموضعية والفراغية بناءً على نظرية المدارات الجزيئية الحدية (FMO) ، والتفاعلات الفراغية ، والتفاعلات الفراغية الإلكترونية . [ 54 ] [ 55 ]

المخطط 9. نواتج تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بين ثنائيات أقطاب إيليد الكربونيل ومستقبلات ثنائيات القطب الألكينيل أو الألكينيل. مُعدَّل من: م. هودجسون، د.؛ هـ. لاباند، أ.؛ موثوسامي، س. في التفاعلات العضوية؛ جون وايلي وأولاده، 2004.
المخطط 9. نواتج تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بين ثنائيات أقطاب إيليد الكربونيل ومستقبلات ثنائيات القطب الألكينيل أو الألكينيل. مُعدَّل من: م. هودجسون، د.؛ هـ. لاباند، أ.؛ موثوسامي، س. في التفاعلات العضوية؛ جون وايلي وأولاده، 2004.
الانتقائية الموضعية لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بوساطة التحفيز المعدني لمركبات الديازوكربونيل

تُعدّ الانتقائية الموضعية لتفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بين ثنائيات أقطاب إيليد الكربونيل ومستقبلات ثنائيات الألكينيل أو الألكينيل ضروريةً لتكوين جزيئات ذات كيمياء موضعية محددة. يمكن لنظرية المدارات الجزيئية الحدية (FMO) وتحليل فجوات الطاقة بين المدارين الجزيئيين الأعلى طاقة المشغول (HOMO) والأدنى طاقة غير المشغول (LUMO) بين ثنائي القطب ومستقبل ثنائي القطب أن يفسر ويتنبأ بالانتقائية الموضعية للنتائج التجريبية. [ 56 ] [ 57 ] يمكن أن ينتمي المداران HOMO وLUMO إما إلى ثنائي القطب أو إلى مستقبل ثنائي القطب، حيث يمكن أن توجد تفاعلات HOMO- ثنائي القطب -LUMO- مستقبل ثنائي القطب أو HOMO- مستقبل ثنائي القطب -LUMO- ثنائي القطب . في النهاية، يمكن لتداخل المدارات ذات المعاملات الأكبر أن يفسر ويتنبأ بالنتائج.

المخطط 10. رسم تخطيطي لتفاعلات المدارات الجزيئية لـ HOMOdipole-LUMOdipolarophile أو HOMOdipolarophile-LUMOdipole بين ثنائي قطب كربونيل إيليد وثنائي قطب ألكينيل.
المخطط 10. رسم تخطيطي لتفاعلات المدارات الجزيئية لـ HOMOdipole-LUMOdipolarophile أو HOMOdipolarophile-LUMOdipole بين ثنائي قطب كربونيل إيليد وثنائي قطب ألكينيل.

قام بادوا وزملاؤه بدراسة الانتقائية الموضعية النموذجية لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بوساطة ثنائيات أقطاب إيليد الكربونيل. [ 55 ] [ 58 ] باستخدام محفز Rh2 ( OAc) 4 في البنزين، خضع الديازوديون لتفاعل إضافة حلقية ثنائية القطب 1،3 مع بروبيونات الميثيل وإيثر بروبارجيل الميثيل . ينتج عن التفاعل مع بروبيونات الميثيل متصاوغان موضعيان، أحدهما رئيسي ناتج عن تفاعل ثنائي القطب HOMO - LUMO ، والذي يمتلك أكبر معاملات على ذرة الكربون المجاورة لمجموعة الكربونيل في إيليد الكربونيل وعلى ذرة كربون الألكاين الطرفية في بروبيونات الميثيل. يؤدي التفاعل مع ميثيل بروبارجيل إيثر إلى تكوين متماثل موضعي واحد ناتج عن تفاعل ثنائي القطب HOMO -LUMO ثنائي القطب ، والذي يحتوي على أكبر المعاملات على الكربون البعيد عن مجموعة الكربونيل في إيليد الكربونيل وعلى كربون الألكاين الطرفي لميثيل بروبارجيل إيثر.

المخطط 11. الانتقائية الموضعية وتفاعلات المدارات الجزيئية لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بين ديازوديون وميثيل بروبولات أو ميثيل بروبارجيل إيثر. مُعدَّل من بادوا، أ.؛ وينغارتن، دكتوراه في الطب، مجلة الكيمياء، 1996، 96، 223.
المخطط 11. الانتقائية الموضعية وتفاعلات المدارات الجزيئية لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بين ديازوديون وميثيل بروبولات أو ميثيل بروبارجيل إيثر. مُعدَّل من بادوا، أ.؛ وينغارتن، دكتوراه في الطب، مجلة الكيمياء، 1996، 96، 223.

قد تتأثر الانتقائية الموضعية لتفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3، المحفزة بواسطة المعادن لمركبات الديازوكربونيل، بالمعادن من خلال تكوين ميتالوكاربينات مستقرة. [ 49 ] [ 59 ] يمنع تثبيت الميتالوكاربين، عبر تفاعلات من نوع إينولات المعادن، تكوين إيليدات الكربونيل، مما يؤدي إلى تفاعل مباشر بين ثنائي قطب الميتالوكاربين ومستقبل ثنائي القطب من نوع ألكينيل أو ألكينيل (انظر صورة ميتالوكاربين ثنائي الروديوم (II) رباعي الكربوكسيلات المثبت بواسطة فرط الاقتران π C-Rh →π C=O ). في هذه الحالة، تؤثر روابط المعادن على الانتقائية الموضعية والانتقائية الفراغية لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3.

الانتقائية الفراغية والحث غير المتماثل لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بوساطة التحفيز المعدني لمركبات الديازوكربونيل

تمت دراسة الانتقائية الفراغية لتفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بين ثنائيات أقطاب إيليد الكربونيل ومستقبلات ثنائيات أقطاب الألكينيل دراسةً دقيقة. بالنسبة لمستقبلات ثنائيات أقطاب الألكينيل، لا تُشكل الانتقائية الفراغية مشكلةً نظرًا لتكوّن ذرات كربون sp² مستوية نسبيًا ، بينما يجب مراعاة الانتقائية الموضعية (انظر صورة نواتج تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بين ثنائيات أقطاب إيليد الكربونيل ومستقبلات ثنائيات أقطاب الألكينيل أو الألكينيل). مع ذلك، بالنسبة لمستقبلات ثنائيات أقطاب الألكينيل، يجب مراعاة كلٍ من الانتقائية الموضعية والانتقائية الفراغية نظرًا لتكوّن ذرات كربون sp³ في النواتج.

يمكن أن تُنتج تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بين ثنائيات أقطاب إيليد الكربونيل ومستقبلات ثنائيات أقطاب الألكينيل نواتج متماثلة فراغيًا . [ 53 ] يتميز الناتج الخارجي (exo) بوجود بدائل مستقبلات ثنائيات الأقطاب في الوضع سيس ( cis) بالنسبة لجسر الإيثر في الحلقة الأكسية. أما الناتج الداخلي (endo) فيتميز بوجود بدائل مستقبلات ثنائيات الأقطاب في الوضع ترانس (trans) بالنسبة لجسر الإيثر في الحلقة الأكسية. ويمكن توليد كلا الناتجين من خلال حالات انتقالية محيطية تتضمن عمليات متزامنة أو غير متزامنة متناسقة.

أحد الأمثلة المبكرة أظهر انتقائية فراغية من حيث نواتج الإندو والإكسو باستخدام محفزات معدنية وأحماض لويس. [ 60 ] التفاعلات التي تستخدم المحفز المعدني Rh₂(OAc)₄ فقط تُفضل ناتج الإكسو ، بينما التفاعلات التي تستخدم حمض لويس إضافي Yb(OTf) ₃ تُفضل ناتج الإندو . تُعزى الانتقائية الإندو الملاحظة في تفاعلات الإضافة الحلقية لحمض لويس إلى التداخل المداري الأمثل لأنظمة π الكربونيلية بين ثنائي القطب المنسق بواسطة Yb(OTf) ₃ (LUMO) وثنائي القطب (HOMO). بعد العديد من الدراسات، تم تطوير منهجين رئيسيين للتأثير على الانتقائية الفراغية لتفاعلات الإضافة الحلقية لإيليد الكربونيل، واللذان يستغلان خاصية الكيرالية للمحفزات المعدنية وأحماض لويس. [ 53 ]

الانتقائية الوجهية لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 باستخدام محفز معدني وحمض لويس
الانتقائية الوجهية لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 باستخدام محفز معدني وحمض لويس
الأساس المنطقي للانتقائية الداخلية لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 مع حمض لويس
الأساس المنطقي للانتقائية الداخلية لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 مع حمض لويس

تعتمد الطريقة الأولى على استخدام محفزات معدنية كيرالية لتعديل الانتقائية الفراغية الداخلية والخارجية . تستطيع هذه المحفزات، وخاصة Rh₂ [ ( S )-DOSP] ₄ وRh₂ [ ( S )-BPTV] ₄ ، إحداث تحفيز غير متماثل معتدل، وقد استُخدمت في تخليق حمض السودولاريك A المضاد للفطريات . [ 61 ] ويعود ذلك إلى بقاء المحفز المعدني الكيرالي مرتبطًا بإيليد الكربونيل أثناء تفاعل الإضافة الحلقية، مما يمنح انتقائية فراغية. مع ذلك، لا تزال الآليات الدقيقة غير مفهومة تمامًا.

الحث غير المتماثل لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 باستخدام محفزات معدنية كيرالية
الحث غير المتماثل لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 باستخدام محفزات معدنية كيرالية

تعتمد الطريقة الثانية على استخدام محفز حمض لويس كيرالي لتحفيز الانتقائية الفراغية للوجه بعد توليد إيليد الكربونيل باستخدام محفز معدني غير كيرالي. [ 62 ] يُعتقد أن محفز حمض لويس الكيرالي يرتبط بالمستقبل ثنائي القطب، مما يخفض مستوى LUMO للمستقبل ثنائي القطب ويؤدي أيضًا إلى الانتقائية الفراغية .

الحث غير المتماثل لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 باستخدام محفزات حمض لويس الكيرالية
الحث غير المتماثل لتفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 باستخدام محفزات حمض لويس الكيرالية

إيليدات الأزوميثين

يؤدي تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بين إيليد أزوميثين وألكين إلى تكوين بنية حلقية أزية، مثل البيروليدين . وقد طُبقت هذه الاستراتيجية في تخليق سبيروتريبروستاتين أ. [ 63 ]

الأوزون

الأوزونوليز تفاعل عضوي بالغ الأهمية. يمكن فصل الألكينات والألكاينات بواسطة الأوزونوليز لإنتاج منتجات الألدهيد أو الكيتون أو الأحماض الكربوكسيلية .

التطبيقات البيولوجية

لقد تم استخدام تفاعل الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 بين الأزيدات العضوية والألكينات الطرفية (أي تفاعل إضافة هويزجن الحلقية ) على نطاق واسع في الاقتران الحيوي .

التحفيز بالنحاس

لا يحدث تفاعل هويزجن عادةً بسهولة في الظروف المعتدلة. وقد طوّر كلٌّ من ميلدال وآخرون وشاربلس وآخرون، بشكلٍ مستقل، نسخةً من تفاعل هويزجن مُحفَّزة بالنحاس الأحادي ، تُعرف باسم CuAAC (إضافة حلقية بين الأزيد والألكاين مُحفَّزة بالنحاس)، والتي تحدث بسهولة بالغة في ظروف معتدلة، بما في ذلك الظروف الفيزيولوجية ( درجة حموضة متعادلة، درجة حرارة الغرفة ، ومحلول مائي ). [ 64 ] [ 65 ] يتميز هذا التفاعل أيضًا بتوافقه الحيوي : فالأزيدات والألكاينات غائبةٌ عمومًا عن الأنظمة البيولوجية، وبالتالي يمكن تفاعل هذه المجموعات الوظيفية بشكلٍ انتقائي كيميائيًا حتى في السياق الخلوي . كما أنها لا تتفاعل مع المجموعات الوظيفية الأخرى الموجودة في الطبيعة، لذا فهي لا تُؤثِّر على الأنظمة البيولوجية. يتميز هذا التفاعل بتعدد استخداماته لدرجة أنه يُطلق عليه اسم "كيمياء النقر" . على الرغم من أن النحاس الأحادي سام ، فقد تم تطوير العديد من الروابط الواقية لتقليل السمية الخلوية وتحسين معدل تفاعل CuAAC، مما يسمح باستخدامه في الدراسات الحيوية . [ 66 ]

على سبيل المثال، أفاد بيرتوزي وآخرون عن دمج السكريات المحتوية على مجموعة أزيد في جزيء الغليكان في غشاء الخلية ، ثم وسمها بمركب فلوري -ألكاين. والنتيجة هي وسم غشاء الخلية بصبغة فلورية ، وبالتالي إمكانية تصويره باستخدام مجهر فلوري . [ 67 ]

الإضافة الحلقية المحفزة بالإجهاد

لتجنب سمية النحاس الأحادي، طور بيرتوزي وزملاؤه تفاعل إضافة حلقية بين الأزيد والألكاين المحفز بالإجهاد (SPAAC) بين الأزيد العضوي وسيكلوأوكتين مجهد . يساعد تشوه زاوية السيكلوأوكتين على تسريع التفاعل من خلال تقليل إجهاد التنشيط وتعزيز التفاعلات، مما يتيح استخدامه في الظروف الفيزيولوجية دون الحاجة إلى عامل مساعد. [ 68 ]

على سبيل المثال، أدخل تينغ وزملاؤه مجموعة أزيدو وظيفية على بروتينات محددة على سطح الخلية باستخدام إنزيم ليغاز . ثم يتم وسم البروتين الموسوم بالأزيد بمقترن فلوروفور سيكلوأوكتين لإنتاج بروتين موسوم فلوريًا. [ 69 ]

مراجع

  1. ↑ بيرتراند، غاي؛ وينتروب، كورت (17 مارس 1994). "إيمينات النتريل: من توصيف المصفوفة إلى المركبات المستقرة". Angewandte Chemie International Edition in English . 33 (5): 527–545 . doi : 10.1002/anie.199405271 .
  2. ^ رولف هويسجن (أكتوبر 1963). “1،3-Dipolar Cycloadditions. الماضي والمستقبل “. Angewandte Chemie الطبعة الدولية باللغة الإنجليزية . 2 (10): 565-598 . دوى : 10.1002/anie.196305651 .
  3. 1 2 هويزجن، رولف (نوفمبر 1963). "حركية وآلية تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3". Angewandte Chemie International Edition . 2 (11): 633–645 . doi : 10.1002/anie.196306331 .
  4. ↑ فايرستون، ر. (1968). "آلية تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3". مجلة الكيمياء العضوية . 33 (6): 2285-2290 . doi : 10.1021/jo01270a023 .
  5. ↑ هويزجن، رولف (1976). "تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3. 76. الطبيعة المتناسقة لتفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 ومسألة الوسائط ثنائية الجذور". مجلة الكيمياء العضوية . 41 (3): 403-419 . doi : 10.1021/jo00865a001 .
  6. ↑ ملوستون، ج.؛ لانغهالس، إ.؛ هويزجن، رولف (1986). "أول تفاعلات حلقية ثنائية الخطوة 1،2-ثنائية القطب: عدم التخصص الفراغي". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 108 (20): 6401-66402 . Bibcode : 1986JAChS.108.6401H . doi : 10.1021/ja00280a053 .
  7. ↑ سيد أمير، سياداتي (2015). "مثال على آلية متدرجة للإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 الخالية من المحفز بين أكسيد النيتريل وألكين غني بالإلكترونات". رسائل رباعي السطوح . 56 (34): 4857-4863 . doi : 10.1016/j.tetlet.2015.06.048 .
  8. ^ رولف هويسجن (1963). “1،3-Dipolar Cycloadditions. الماضي والمستقبل “. Angewandte Chemie الطبعة الدولية . 2 (10): 565-598 . دوى : 10.1002/anie.196305651 .
  9. ↑ كوكس، أ؛ توماس، ل؛ شيريدان، ج (1958). "أطياف الميكروويف لثنائي أزوميثان ومشتقاته الديوتيرو". مجلة نيتشر . 181 (4614): 1000-1001 . Bibcode : 1958Natur.181.1000C . doi : 10.1038/1811000a0 . S2CID 4245746 . 
  10. ↑ هيلبرتي، ب؛ ليفوريستير، س (1978). "توسيع دوال الموجة المدارية الجزيئية إلى دوال موجة الرابطة التكافؤية. إجراء مبسط". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 100 (7): 2012-2017 . Bibcode : 1978JAChS.100.2012H . doi : 10.1021/ja00475a007 .
  11. ↑ ماكغاريتي، جيه إف؛ باتاي، سول (1978). "القاعدية والحموضة والترابط الهيدروجيني". مجموعات الديازونيوم والديازو . المجلد 1. الصفحات 179-230 . doi : 10.1002/9780470771549.ch6 . ISBN   9780470771549.
  12. ↑ بيرنر، دانيال؛ ماكغاريتي، جون (1979). "الملاحظة المباشرة لأيون ميثيل ديازونيوم في حمض الفلوروسلفوريك". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 101 (11): 3135-3136 . Bibcode : 1979JAChS.101.3135B . doi : 10.1021/ja00505a059 .
  13. ^ يوجين مولر. روندل، وولفجانس (1956). “Unter suchungen an Diazomethanen، VI. Mitteil.: Umsetzung von Diazoäthan mit Methyllithium”. كيميش بيريشت . 89 (4): 1065–1071 . دوى : 10.1002/cber.19560890436 .
  14. ↑ جيتنر، يوشين؛ هويزجن، رولف؛ رايسيج، هانز-أولريش (1978). "اعتماد معدلات إضافة فينيل ديازوميثان الحلقية ومعاملات التنشيط على المذيب" . المركبات الحلقية غير المتجانسة . 11 : 109-120 . doi : 10.3987/S(N)-1978-01-0109 .
  15. ↑ هويزجن، رولف؛ ريسيج، هانز-أولريش؛ هوبر، هيلموت؛ فوس، سابين (1979). "مركبات ألفا-ديازوكربونيل والإينامينات - ثنائية مسارات التفاعل". رسائل رباعي السطوح . 20 (32): 2987-2990 . doi : 10.1016/S0040-4039(00)70991-9 .
  16. ↑ سوستمان، ر. (1974). "التحكم في طاقة المدارات لتفاعلية الإضافة الحلقية" . الكيمياء البحتة والتطبيقية . 40 (4): 569-593 . doi : 10.1351/pac197440040569 .
  17. ↑ جيتنر، يوشين؛ هويزجن، رولف (1977). "حركية تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 لثنائي أزوميثان؛ علاقة مع طاقات التماثل الضوئي". رسائل رباعي السطوح . 18 (10): 881-884 . doi : 10.1016/S0040-4039(01)92781-9 .
  18. ^ رولف هويسجن. سزيميس، غونتر؛ موبيوس، ليندر (1967). "K1.3-Dipolare Cycloadditionen, XXXII. Kinetik der Additionenorganischer Azide an CC-Mehrfachbindungen". كيميش بيريشت . 100 (8): 2494–2507 . دوى : 10.1002/cber.19671000806 .
  19. ↑ ويليامسون، دي جي؛ سفيتانوفيتش، آر جيه (1968). "معدلات تفاعلات الأوزون مع الأوليفينات في محاليل رابع كلوريد الكربون". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 90 (14): 3668-3672 . Bibcode : 1968JAChS..90.3668W . doi : 10.1021/ja01016a011 .
  20. ↑ بيلماير، فيرنر؛ جايتنر، يوشين؛ هويزجن، رولف؛ رايسيج، هانز-أولريش (1978). "التخصص الفراغي لتفاعلات إضافة حلقية لثنائي أزوميثان" . مركبات حلقية غير متجانسة . 10 : 147-152 . doi : 10.3987/S-1978-01-0147 . مؤرشف من الأصل في 11 يونيو 2019. تم الاسترجاع في 3 ديسمبر 2012 .
  21. ↑ هويزجن، رولف؛ شير، فولفغانغ؛ هوبر، هيلموت (1967). "التحويل الفراغي الانتقائي للأزيريدينات المتماثلة من نوع سيس-ترانس إلى إيليدات أزوميثين مفتوحة السلسلة". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 89 (7): 1753-1755 . Bibcode : 1967JAChS..89.1753H . doi : 10.1021/ja00983a052 .
  22. ↑ داهمن، ألكسندر؛ هامبرغر، هيلموت؛ هويزجن، رولف؛ ماركوفسكي، فولكر (1971). "فتح الحلقة الدوراني لأكاسيد السيانوستيلبين إلى إيليدات الكربونيل". مجلة الجمعية الكيميائية د: الاتصالات الكيميائية (19): 1192-1194 . doi : 10.1039/C29710001192 .
  23. ↑ بادوا، ألبرت؛ سمولانوف، جويل (1971). "الإضافة الضوئية الحلقية للأريل أزيرين مع الأوليفينات الفقيرة بالإلكترونات". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 93 (2): 548-550 . Bibcode : 1971JAChS..93..548P . doi : 10.1021/ja00731a056 .
  24. ↑ إيواشيتا، تاكاشي؛ كوسومي، تاكينوري؛ كاكيساوا، هيروشي (1979). "تخليق dl-إيزورترونيكانول" . رسائل الكيمياء . 8 (11): 1337-1340 . doi : 10.1246/cl.1979.1337 . مؤرشف من الأصل في 4 يوليو 2018. تم الاسترجاع في 17 ديسمبر 2012 .
  25. ↑ وانغ، تشيا-لين؛ ريبكا، ويليام؛ كونفالون، بات (1984). "تخليق قصير ومحدد فراغيًا لـ (±)-α-ليكوران". رسائل رباعي السطوح . 25 (41): 4613-4616 . doi : 10.1016/S0040-4039(01)91213-4 .
  26. ↑ كانيماسا، شوجي (2002). "التحكم الفراغي بمساعدة المعادن في تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3". Synlett . 2002 (9): 1371–1387 . doi : 10.1055/s-2002-33506 .
  27. ↑ بودي، جيفري؛ كاريرا، إريك (2011). "التخليق الانتقائي الفراغي للإيبوثيلونين A وB عبر إضافة حلقية موجهة لأكسيد النيتريل". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 123 (15): 3611-3612 . doi : 10.1021/ja0155635 . PMID 11472140 . 
  28. ↑ فسيفولود ف. روستوفتسيف؛ لوك ج. غرين؛ فاليري ف. فوكين؛ ك. باري شاربلس (2002). "عملية إضافة حلقية هويزجن متدرجة: ربط انتقائي موضعي للأزيدات والألكاينات الطرفية محفز بالنحاس (I)". Angewandte Chemie International Edition . 41 (14): 2596–22599 . doi : 10.1002/1521-3773(20020715)41:14 < 2596::AID-ANIE2596 > 3.0.CO ; 2-4 . PMID 12203546 . 
  29. ↑ كاراميلا، بييرلويجي؛ هوك، ك.ن. (1976). "هندسة بيتايينات النيتريليوم. توضيح التفاعلات الشاذة ظاهريًا لثنائيات الأقطاب 1،3". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 98 (20): 6397-6399 . Bibcode : 1976JAChS..98.6397C . doi : 10.1021/ja00436a062 .
  30. ^ كاراميلا ، بييرلويجي. غندور، روث دبليو؛ هول، جانيت أ؛ ديفيل، سينثيا G.؛ هوك، كن (1977). “اشتقاق أشكال وطاقات المدارات الجزيئية لثنائيات القطب 1.3. تحسينات هندسية لهذه الأنواع بواسطة MINDO/2 وMINDO/3”. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 99 (2): 385– 392. بيب كود : 1977JAChS..99..385C . دوى : 10.1021/ja00444a013 .
  31. ↑ هويزجن، رولف (نوفمبر 1963). "حركية وآلية تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3". Angewandte Chemie International Edition . 2 (11): 633–645 . doi : 10.1002/anie.196306331 .
  32. ↑ بادوا، ألبرت (1983). كيمياء الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 . سلسلة الكيمياء الحلقية غير المتجانسة العامة. المجلد 1. الولايات المتحدة الأمريكية: وايلي-إنترساينس. الصفحات 141-145 . ISBN   978-0-471-08364-1.
  33. ↑ كوزينوفسكي، ج. (1980). أطروحة (أطروحة دكتوراه).
  34. ↑ إيفانز، ديفيد؛ ريبين، ديفيد؛ هالستيد، ديفيد؛ كامبوس، كيفن (1999). "تخليق وتحديد التكوين الفراغي المطلق لـ(+)-مياكوليد". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 121 (29): 6816-6826 . Bibcode : 1999JAChS.121.6816E . doi : 10.1021/ja990789h .
  35. ↑ التفاعلات التركيبية للروابط M=C و M=N: تكوين الإيليد، وإعادة الترتيب، والإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3؛ هياما، تي دبليو، جيه، محرر؛ إلسيفير، 2007؛ المجلد 11.
  36. ↑ بادوا، ألبرت؛ هورنباكل، سوزان ف. (1991). "تكوين الإيليد من تفاعل الكاربينات والكاربينويدات مع أزواج الإلكترونات الحرة للذرات غير المتجانسة". مراجعات كيميائية . 91 (3): 263-309 . doi : 10.1021/cr00003a001 .
  37. 1 2 جانوليس، يوجين ب.؛ أردوينجو، أنتوني ج. (1983). "بنية إيليد الكربونيل المستقر إلكترونيًا". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 105 (18): 5929-5930 . Bibcode : 1983JAChS.105.5929J . doi : 10.1021/ja00356a044 .
  38. ↑ براكاش، جي كي إس؛ إليس، آر دبليو؛ فيلبيرج، جي دي؛ أولاه، جي إيه فورمالدهيد 0-ميثيليد، [CH2=O+-CH2 : أولد كاربونيل ييليد] مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 1986، 108، 1341.
  39. ↑ Sammes, PG; Street, LJ إضافات حلقية داخل الجزيء مع إيليدات أكسيدو بيريليوم J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1982, 1056.
  40. ↑ Garst, ME; McBride, BJ; Douglass III, JG Intramocular cycloadditions with 2-(ω-alkenyl)-5-hydroxy-4-pyrones Tetrahedron Lett. 1983, 24, 1675.
  41. ↑ غيش، جون ف.؛ لاندغريب، جون أ. (1985). "ثنائي كلورو كاربين من التحلل الحراري الفراغي السريع لثلاثي ميثيل (ثلاثي كلورو ميثيل) سيلان. إمكانية رصد إيليد 1،1-ثنائي كلورو-3-فينيل كربونيل" . مجلة الكيمياء العضوية . 50 (12): 2050-2054 . doi : 10.1021/jo00212a009 .
  42. ^ هوان، زينوي؛ لاندغريبي، جون أ. بيترسون، كيمبرلي (1983). “ييليدس ثنائي بروموكاربونيل. إزالة الأكسجين من الألدهيدات والكيتونات بواسطة ثنائي بروموكاربين”. مجلة الكيمياء العضوية . 48 (24): 4519-4523 . دوى : 10.1021/jo00172a015 .
  43. ↑ مارتن، تشارلز و.؛ لوند، بول ر.؛ راب، إريك؛ لاندغريب، جون أ. (1978). "إيليدات الكربونيل المهلجنة في تفاعلات سلائف ثنائي هالو كاربين الزئبقي مع بنزالدهيدات مستبدلة". مجلة الكيمياء العضوية . 43 (6): 1071-1076 . doi : 10.1021/jo00400a009 .
  44. ↑ Hodgson, DM; Bruckl, T.; Glen, R.; Labande, AH; Selden, DA; Dossitter, AG; Redgrave, AJ إضافات حلقية بين الجزيئات انتقائية فراغية محفزة لـ 2-diazo-3,6-diketoester-derived carbonyl ylides مع alkene dipolarophiles Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2004, 101, 5450.
  45. ↑ بادوا، ألبرت؛ هيرتزوغ، دونالد ل.؛ نادلر، ويليام ر. (1994). "إضافة حلقية داخلية لثنائيات أقطاب إيزومانشنون إلى أنظمة باي غير متجانسة عطرية". مجلة الكيمياء العضوية . 59 (23): 7072-7084 . doi : 10.1021/jo00102a037 .
  46. ↑ هاماجوتشي، م.؛ إيباتا، ت. نوع جديد من النظام الميزوأيوني. إضافة حلقية ثنائية القطب 1،3 للأيزومونشنون مع المركبات الإيثيلينية. مؤرشف في 11 أبريل 2020 في Wayback Machine. Chem Lett 1975، 499.
  47. ↑ بارك، سون-بونغ؛ ساكاتا، ناويا؛ نيشياما، هيساو (1996). "مركبات أريلوكسي كربونيل كاربين من ثنائي (أوكسازولينيل) بيريدين روثينيوم كمركبات وسيطة نشطة في تفاعلات السيكلوبروبان التحفيزية غير المتماثلة". مجلة الكيمياء الأوروبية . 2 (3): 303-306 . doi : 10.1002/chem.19960020311 .
  48. ↑ سنايدر، جيمس ب.؛ بادوا، ألبرت؛ ستينجل، توماس؛ أردوينجو، أنتوني ج.؛ جوكيش، ألكسندر؛ كيم، هيو جونغ (2001). "كاربينويد رباعي الكربوكسيلات ثنائي الروديوم مستقر: البنية البلورية، وتحليل الروابط، والحفز". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 123 (45): 11318-11319 . Bibcode : 2001JAChS.12311318S . doi : 10.1021/ja016928o . PMID: 11697986 . 
  49. 1 2 Hodgson, DM; Pierard, FYTM; Stupple, PA إعادة ترتيبات انتقائية محفزة وإضافات حلقية تتضمن الإيليدات من مركبات الديازو Chem Soc Rev 2001, 30, 50.
  50. ↑ يوشيكاي، ناوهيكو؛ ناكامورا، إيتشي (2003). "دراسات نظرية حول التكوير الحلقي المحفز بالروديوم الانتقائي للديستيريوم والإنانتيوميرات لمركب الديازو عبر إدخال رابطة C—H داخل الجزيء". التخليق والتحفيز المتقدم . 345 (910): 1159-1171 . doi : 10.1002/adsc.200303092 .
  51. ↑ ناكامورا، إيتشي؛ يوشيكاي، ناوهيكو؛ ياماناكا، ماساهيرو (2002). "آلية تفاعل تنشيط رابطة C-H/تكوين رابطة C-C بين مركب الديازو والألكان المحفز بواسطة رباعي كربوكسيلات ثنائي الروديوم". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 124 (24): 7181-7192 . Bibcode : 2002JAChS.124.7181N . doi : 10.1021/ja017823o . PMID 12059244 . 
  52. ↑ كوستانتينو، جي.؛ روفيتو، آر.؛ ماكيارولو، إيه.؛ بيليتشياري، آر. بنية وسائط الكربينويد المعدنية المشتقة من تحلل مركبات ألفا-ديازوكربونيل بوساطة ثنائي الروديوم (II) رباعي الكربوكسيلات: دراسة DFT J Mol Struc-Theochem 2002، 581، 111.
  53. 1 2 3 4 م. هودجسون، د.؛ هـ. لاباند، أ.؛ موثوسامي، س. في التفاعلات العضوية؛ جون وايلي وأولاده، المحدودة: 2004.
  54. ↑ سوغا، هيرويوكي؛ إيبورا، ياسوتاكا؛ فوكوشيما، كازواكي؛ كاكهي، أكيكازو؛ بابا، توشيهيدي (2005). "التأثيرات التحفيزية الفعالة لأحماض لويس في تفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 لكربونيل الإيليدات مع الإيمينات". مجلة الكيمياء العضوية . 70 (26): 10782-10791 . doi : 10.1021/jo051743b . PMID 16356001 . 
  55. 1 2 بادوا، ألبرت؛ فرايكسيل، جلين إي؛ تشي، لين (1990). "تفاعل التدوير الحلقي المتتالي - الإضافة الحلقية لكاربينويدات الروديوم. نطاق وتفاصيل آلية العملية". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 112 (8): 3100-3109 . Bibcode : 1990JAChS.112.3100P . doi : 10.1021/ja00164a034 .
  56. ↑ هوك، ك. ن.؛ سيمز، جوينر؛ ديوك، ر. إ.؛ ستروزير، ر. و.؛ جورج، جون ك. (1973). "المدارات الجزيئية الحدية للثنائيات القطبية 1،3 والمستقبلات ثنائية القطب". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 95 (22): 7287-7301 . Bibcode : 1973JAChS..95.7287H . doi : 10.1021/ja00803a017 .
  57. ↑ هوك، ك. ن.؛ روندان، نيلسون ج.؛ سانتياغو، سييلو؛ غالو، كاثرين ج.؛ غاندور، روث ويلز؛ غريفين، غاري و. (1980). "دراسات نظرية لبنية وتفاعلات إيليدات الكربونيل المستبدلة". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 102 (5): 1504-1512 . Bibcode : 1980JAChS.102.1504H . doi : 10.1021/ja00525a006 .
  58. ↑ بادوا، ألبرت؛ واينغارتن، إم. ديفيد (1996). "عمليات متسلسلة للكاربينويدات المعدنية". مراجعات كيميائية . 96 (1): 223-270 . doi : 10.1021/cr950022h . PMID 11848752 . 
  59. ↑ بادوا، ألبرت؛ أوستن، ديفيد ج. (1996). "الانتقائية المحفزة بالرابطة في تفاعلات مركبات ألفا-ديازو كربونيل المحفزة بالروديوم (II)†". مجلة الكيمياء العضوية . 61 : 63-72 . doi : 10.1021/jo951576n .
  60. ↑ Suga, H.; Kakehi, A.; Ito, S.; Inoue, K.; Ishida, H.; Ibata, T. التحكم الفراغي في تفاعل إضافة حلقية ثنائية القطب 1،3 المحفز بواسطة ثلاثي فلورو ميثان سلفونات الإيتربيوم لكربونيل ييليد مع N-بديل ماليميدات وثنائي ميثيل فومارات B Chem Soc Jpn 2001، 74، 1115.
  61. ↑ جينغ، تشي؛ تشين، بين؛ تشيو، بولين (2006). "التخليق الكلي لحمض البسودولاريك أ". Angewandte Chemie International Edition . 45 (37): 6197–6201 . doi : 10.1002/anie.200602056 . PMID 16906616 . 
  62. ↑ سوغا، هيرويوكي؛ إينوي، كي؛ إينوي، شويتشي؛ كاكهي، أكيكازو؛ شيرو، موتو (2005). "مركبات 2،6-ثنائي(أوكسازولينيل)بيريدين الكيرالية مع فلزات الأرض النادرة كمحفزات لتفاعلات الإضافة الحلقية ثنائية القطب 1،3 عالية الانتقائية الفراغية لـ 2-بنزوبيريلوم-4-أولات". مجلة الكيمياء العضوية . 70 (1): 47-56 . doi : 10.1021/jo049007f . PMID 15624905 . 
  63. ↑ أونيشي، تومويوكي؛ سيباهار، بول؛ ويليامز، روبرت (2003). "تخليق كلي موجز وغير متماثل لسبيروتريبروستاتين أ". رسائل عضوية . 5 (17): 3135-3137 . doi : 10.1021/ol0351910 . PMID 12917000 . 
  64. ↑ تورنو، كريستيان؛ كريستنسن، كاسبار؛ ميلدال، مورتن (2002). "ببتيدوتريازولات على الطور الصلب: [1،2،3]-تريازولات بواسطة تفاعلات إضافة حلقية ثنائية القطب 1،3 محفزة بالنحاس (I) انتقائية الموقع للألكاينات الطرفية إلى الأزيدات". مجلة الكيمياء العضوية . 67 (9): 3057-3064 . doi : 10.1021/jo011148j . PMID 11975567. S2CID 11957672 .  
  65. ↑ روستوفتسيف، فسيفولود؛ غرين، لوك؛ فوكين، فاليري؛ شاربلس، باري ك. (2002). "عملية إضافة حلقية هويزجن متدرجة: ربط انتقائي موضعي للأزيدات والألكاينات الطرفية محفز بالنحاس (I)". Angewandte Chemie International Edition . 41 (14): 2596–2599 . doi : 10.1002/1521-3773(20020715)41:14 < 2596::AID-ANIE2596 > 3.0.CO ; 2-4 . PMID 12203546 . 
  66. ↑ بيسانسيني-ويبلر، كريستن؛ جيانغ، هاو؛ تشنغ، تيانكينغ؛ فنغ، لي؛ سوريانو ديل آمو، ديفيد؛ وانغ، وي؛ كليفانسكي، ليانا م.؛ مارلو، فلورنس ل.؛ ليو، يي؛ وو، بنغ (2011). " زيادة فعالية تفاعلات النقر المتعامدة بيولوجيًا للاقتران الحيوي: دراسة مقارنة" . Angewandte Chemie International Edition . 50 (35): 8051–8056 . doi : 10.1002/anie.201101817 . PMC 3465470. PMID 21761519 .  
  67. ↑ بريدنباخ، مارك؛ غالاغر، جينيفر؛ كينغ، ديفيد؛ سمارت، برايان؛ وو، بينغ؛ بيرتوزي، كارولين (2010). "الوسم الأيضي الموجه لسكريات N-جليكان الخميرة باستخدام السكريات غير الطبيعية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 107 (9): 3988-3993 . Bibcode : 2010PNAS..107.3988B . doi : 10.1073 / pnas.0911247107 . PMC 2840165. PMID 20142501 .  
  68. ↑ أغارد، نيكولاس؛ بريشر، جينيفر؛ بيرتوزي، كارولين (2004). "تفاعل إضافة حلقية [3 + 2] أزيد-ألكاين مُحفَّز بالإجهاد لتعديل الجزيئات الحيوية تساهميًا في الأنظمة الحية". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 126 (46): 15046-15047 . Bibcode : 2004JAChS.12615046A . doi : 10.1021/ja044996f . PMID : 15547999 . 
  69. ↑ فرنانديز-سواريز، مارتا؛ بارواه، هيمانتا؛ مارتينيز-هيرنانديز، لورا؛ شي، كاثلين؛ باسكن، جيريمي؛ بيرتوزي، كارولين؛ تينغ، أليس (2007). "إعادة توجيه إنزيم ليغاز حمض الليبويك لوسم بروتينات سطح الخلية باستخدام مجسات جزيئية صغيرة" . مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 25 (12): 1483-1487 . doi : 10.1038/nbt1355 . PMC 2654346. PMID 18059260 .