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异氰酸酯在合成许多杂环化合物中应用非常广泛。由于异氰酸酯上含有酯基、异氰基等具有较强吸电子能力的基团，使得异氰酸酯上的α-H尤其活跃。在强碱的作用下，α-H可以形成α-碳负离子，使得异氰酸酯具有很好的亲核性，又由于异氰酸酯中与异氰基相连的末位碳离子具有亲电性，所以可以与具有不饱和双键的化合物进行加成反应，得到杂环化合物。
下面，本文将在前人报道的基础上，介绍利用异氰酸酯与烯烃合成杂环化合物的研究进展。
1.2 异氰乙酸酯与烯烃的[3+2]环加成反应
1970年，Schollkopf小组第一次发表了异氰乙酸酯1与丙烯酸酯的2的迈克尔加成反应。该反应发生在包含乙醇钠的乙醇溶液中，得到了迈克尔加成物3，但收率较低，只有31-65%。该产物在加入HCl作用下，进一步生产谷氨酸衍生物5。异氰乙酸酯与3当量的丙烯酸酯在碱环境中反应时，主要生产的是双加成物4。收率高达72-75%。
活化烯烃作为迈克尔受体，用异氰乙酸酯与活化烯烃，例如丙烯腈、丙烯酸乙酯、不饱和羰基反应时论文网，得到单加成7a与双加成反应产物8a的比率约为1：1，因此，该合成方法没有很好的选择性。用单取代的迈克尔受体反应时，也得到了单加成7b与双加成反应产物8b。当用α,α－多取代和α,β－多取代烯烃与异氰乙酸酯反应时，只生成了单加成物7c。似乎更多的空间空间位阻或弱酸性的异氰基有利于单加成物的合成。用α－取代异氰基9与活化烯烃10进行反应，得到了单加成物11，并且收率高达86%。
异氰键与C-H键再通过热环化作用，生成多样的杂环化合物。单加成产物12在70-110℃下环化成1－吡咯琳13，收率高达85%。当R2＝Ｈ时，生成2－吡咯琳14。双键的位置取决于反应物的结构。
1989年，Ito 小组发现α－异氰基类与α，β－不饱和羰基可进行迈克尔加成生成α－异氰基－δ－异酮酯，并获得了72-94%的高收率和dr up to为50%。后来，他发现α－异氰基类与α，β－不饱和羰基在加入BSA后，反应显著加速，在温和条件下得到中间产物甲硅烷基烯醇盐19，收率为80-97%。 再加入Zn(OAc) 2活化异氰基团得到亲核环化反应物20，收率高达74-96%。
最近，Gong小组发现了有机催化的串联迈克尔（［3+2］环加成）加成。硝基烯烃与α－异氰基酯在金鸡纳碱催化下，得到了手性的2－吡咯啉15，收率高达51-86%，ee值为91-99%，dr up to为20:1。
前不久，徐和刘等人公开了含有活化亚甲基基团的异氰基类可以进行两个连续的迈克尔加成反应`优尔|文\论*文-网www.youerw.com，得到环状产物。因此，他用异氰基与二乙烯基酮21在DBU作用下生成单一产物1－氨基甲酸环己烷衍生物22，收率高达89-95%。
异氰乙酸酯与二乙烯基酮23在碱性条件下，二乙烯基酮α位上的羰基发生分子内的迈克尔加成，得到了具有高立体选择性的单一产物草酸盐24，并且产率高达68-95%。
根据研究已知，异氰乙酸酯与α－氰基二乙烯基酮25发生双迈克尔加成、环化后得到吡咯啉衍生物26，收率达到44-83%。还可进行其他的合成方法，异氰乙酸酯与α－氰基二乙烯基酮发生迈克尔加成，得到27，再进行分子内迈克尔加成，得到28，然后分子内环化成再破坏C-C键，得到了吡咯啉29。
Ono小组发现了一个有趣的环化。室温下，1-二乙基氨基－2－硝基烯烃30（在β位上有一个很好的离去基团）与异氰乙酸酯在DBU作用下反应生成1-羟基吡咯31，并获得了79％的高收率。
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