TMM环化 Trimethylenemethane(TMM) Cycloaddition

概要

三亚甲基甲烷(TMM)可以跟不饱和键发生[3+2]环化加成反应。相比于其他方法来说，使用三亚甲基甲烷环化可以构建收缩性的碳五元环结构。

三亚甲基甲烷有如下所示的几种共振结构，可以视为1,3-偶极子的一种。

它是一种寿命短，但是反应活性很强的化学种、在许多情况下，它会迅速环化成亚甲基环丙烷。在合成化学的应用中，常常需要稳定TMM，来防止其自身的环化副反应，提高它与目标底物的反应速度。

基本文献

• Baseman, R. J.; Pratt, D. W.; Chow, M.; Dowd, P. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 5726. DOI: 10.1021/ja00434a068
• Trost, B. M.; Chan, D. M. T. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 6429. doi:10.1021/ja00515a046
• Yamago, S.; Nakamura, E. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 7285. DOI: 10.1021/ja00200a072
•  Nakamura, E.; Yamago, S.; Ejiri, S.; Dorigo, A. E.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc.1991, 113, 3183. DOI: 10.1021/ja00008a063

<review>

• Huisgen, R. Angew. Chem. Int. Ed. 1963, 2, 565. doi:10.1002/anie.196305651
• Huisgen, R. Angew. Chem. Int. Ed. 1963, 2, 633. doi:10.1002/anie.196306331
• Dowd, P. Acc. Chem. Res. 1972, 5, 242. DOI: 10.1021/ar50055a003
• Berson, J. A. Acc. Chem. Res. 1978, 11, 446. DOI: 10.1021/ar50132a003
• Trost, B. M. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1986, 25, 1. DOI: 10.1002/anie.198600013
• Trost, B. M. Pure Appl. Chem. 1988, 60, 1615. doi:10.1351/pac198860111615
• Nakamura, E.; Yamago, S. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 867. DOI: 10.1021/ar0100935
• Yamago, S.; Nakamura, E. Org. React. 2003, 61, 1. doi:10.1002/0471264180.or061.01

反应机理

大致可用以下三种方法生成稳定的三亚甲基甲烷。

①使用双环二氮烷作为前体的方法：由于闭环环亚甲基环丙烷严重扭曲，因此倾向于发生对TMM的开环反应。

②使用亚甲基环丙烷缩酮作为前体的方法：如下图所示，两性离子结构以氧鎓阳离子方式稳定。

③采用甲硅烷基烯丙基乙酸酯作为前体的钯催化剂法：钯π-烯丙基结构的两性离子型稳定结构。镍(0)螯合物也具有同样的稳定结构。

反应实例

Pinnaic Acid的手性合成[1]

Hirstene的合成[2]