Barton nitrite ester reaction

Barton 亚硝酸酯反应

Barton nitrite ester reaction

重要性 机理 合成应用

重要性

[开创性文献^1-7；综述^8-12；理论研究^13,14]

Barton 亚硝酸酯反应是一种通过热或光分解亚硝酸酯，在脂肪族化合物的不活性远端位置实现官能化的方法。该反应通过氧自由基生成 γ-羟基肟，与亚硝酸、次氯酸酯或次碘酸酯的热解或光解生成自由基。Barton 反应对自由基在有机合成中的应用具有里程碑意义，尤其在刚性分子如类固醇的远端官能化中效果显著，常用于具有多个稠环的骨架中。

机理^15,16

该反应的机理始于 O-N 键的均裂，生成氧自由基和氮自由基。氧自由基通过六元环过渡态从 δ 位（即 5 位）抽取氢原子，生成碳自由基，再被初始生成的亚硝基自由基捕获。若有其他竞争性自由基源（如碘），可能生成碘代醇，进一步环化形成四氢呋喃或六氢吡喃衍生物。这一系列步骤展示了自由基在实现复杂远端官能化中的高效应用。

合成应用

1. Myriceric acid A 的部分合成: T. Konoike 等人利用 Barton 亚硝酸酯反应，在 Myriceric acid A 的部分合成中大规模制备中间体¹⁷。

2. 头孢菌素类似物的合成: I. Chao 等人利用 Barton 亚硝酸酯反应制备 β-内酰胺酶抗性头孢菌素类似物，通过该反应生成区域异构体的肟 β-内酰胺¹⁸。

3. 萜类化合物的合成: E.J. Corey 使用 Barton 反应合成了萜类化合物如 Azadiradione 和 Perhydrohistrionicotoxin。尽管产率较低，该方法仍比其他路径更高效^19,20。

4. 三萜化合物的官能化: J. Sejbal 等在三萜上进行 Barton 反应，意外发现 C8 甲基发生远端官能化，展示了该方法独特的应用²¹。

5. Michael 接受体捕获: Z. ekovi 等人使用电子缺陷型烯（如丙烯腈）捕获 Barton 反应中生成的 δ-碳自由基，有效延长功能化烷基链²²。