鮑德溫規則
脂肪族化合物关环反应的经验规则
Baldwin規則，或稱Baldwin閉環規則、Baldwin關環規則（英語：Baldwin's rules），是有機化學中脂環族化合物關環反應可行性的參考規則，由1976年傑克·鮑德溫（Jack Baldwin）在瑞士化學家阿·埃申莫瑟（A. Eschenmoser）的實驗基礎上總結提出。[1] [2]
首先以關環反應的性質作為描述：
- 環中的原子個數（元數），一般為3-8；
- 以exo和endo表示閉環時斷鍵的位置，環內對應endo，環外對應exo；
- 以tet、trig和dig表示反應中親電碳的雜化狀態，tet（tetragonal）對應sp3雜化，trig（trigonal）對應sp2雜化，而dig（digonal）對應sp雜化。
比如，下圖中右邊的反應便可稱為5-exo-trig。雖然左邊的5-endo-trig反應看上去更合理，但Baldwin規則中該反應卻是禁阻的：
| tet | trig | dig | ||
| 3 | exo | ✓ | ✓ | ✗ |
| endo | ✗ | ✓ | ||
| 4 | exo | ✓ | ✓ | ✗ |
| endo | ✗ | ✓ | ||
| 5 | exo | ✓ | ✓ | ✓ |
| endo | ✗ | ✗ | ✓ | |
| 6 | exo | ✓ | ✓ | ✓ |
| endo | ✗ | ✓ | ✓ | |
| 7 | exo | ✓ | ✓ | ✓ |
| endo | ✓ | ✓ | ||
Baldwin發現，由於不同類型反應的分子軌道重疊不同，因而特定組合的閉環反應具有相應的禁阻和允許性質，一般的規律見右表：
需要注意的是，Baldwin規則只是一般的規律，含正離子和非第二周期元素的反應通常不符合的Baldwin規則。
實例 編輯
下面的反應中，七元環通過5-exo-dig的加成／克萊森重排串聯反應得以構建：[3]
金化合物催化下，下列反應物發生6-endo-dig的累積二烯與炔烴1,2-加成／Nazarov環化反應，以61%的產率製得目標分子：[4]
適用範圍 編輯
該成環規則在應用中有著大量的反例。
一般而言，在中性、鹼性條件下的不包含第三周期及更高周期元素的情況下規則成立。在酸性條件下，以及涉及正離子或硫、磷等大原子的條件下該規則失效。比如有機合成上常用於醛酮羰基保護的乙二醇縮酮生成機理中關環一步涉及羥基對氧鎓正離子的5-trig-endo的反應，該反應之所以違背Baldwin，全在於此系酸介導的正離子反應。
參考資料 編輯
- ^ Baldwin, J. E., Rules for Ring Closure, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1976, 734. doi:10.1039/C39760000734
- ^ Baldwin, J. E., et al, Rules for Ring Closure: Ring Formation by Conjugate Addition of Oxygen Nucleophiles, J. Org. Chem., 42(24), 3846 (1977). doi:10.1021/jo00444a011
- ^ Synthesis of Seven-Membered Carbocyclic Rings via a Microwave-Assisted Tandem Oxyanionic 5-exo dig Cyclization-Claisen Rearrangement Process Xin Li, Robert E. Kyne, and Timo V. Ovaska J. Org. Chem., 72 (17), 6624 -6627, 2007. doi:10.1021/jo0710432
- ^ Gold-Catalyzed Synthesis of Bicyclo[4.3.0]nonadiene Derivatives via Tandem 6-endo-dig/Nazarov Cyclization of 1,6-Allenynes Guan-You Lin, Chun-Yao Yang, and Rai-Shung Liu J. Org. Chem. 2007, 72, 6753-6757 doi:10.1021/jo0707939