Ferrier 反应/重排

Ferrier 反应/重排

重要性 机理 合成应用

重要性

[开创性文献^1,2；综述^3-8；改进与优化^9-24]

不饱和碳水化合物在路易斯酸催化下的重排被称为 Ferrier 反应/重排。1914年，E. Fischer 首次报道了三-O-乙酰基-D-葡萄糖苷在加热水时发生烯丙位重排生成相应的 2,3-不饱和半缩醛的现象。^1,25

1960年代初，R.J. Ferrier 发现了该反应的合成价值，他成功地通过 1,2-糖苷与亲核试剂（如醇、硫醇、胺）在路易斯酸催化下制备 O-、S-、N-连接的不饱和糖苷化合物。这种反应被称为 Ferrier I 型反应，其特点包括：

• 1）3 位具有良好离去基团（例如酰氧基）的底物在强亲核试剂（如醇和酚）存在下，即使没有催化剂也可以加热完成重排；
• 2）常用的路易斯酸包括 BF₃·OEt₂、SnCl₄、I₂、FeCl₃、TMSOTf-AgClO₄ 等；^21-24
• 3）在 Mitsunobu 反应条件下，3 位的羟基可以被活化而无需使用路易斯酸或质子酸；²⁰
• 4）2,3-不饱和糖苷产物的苷中心立体化学取决于起始物中 3 和 4 位基团的相对立体化学，但 α-苷通常占主导。

1979年，首次报道了将外环烯醚转化为取代环己酮的 Ferrier II 型重排，该反应在汞（II）盐存在下进行。⁵ Ferrier II 型重排的特点包括：

• 1）底物可通过碳水化合物容易制备，能合成手性、高取代环己酮衍生物；
• 2）大多数反应中，可分离单一非对映异构体并获得高产率；
• 3）路易斯酸可以以催化量使用，可合成具有酸敏感官能团的复杂目标化合物。

研究表明，3 位基团与 β 位新生成羟基的立体化学之间具有强相关性：产物中这些基团通常呈反式分布。

机理^27-33,15

在 Ferrier I 型反应中，第一步为在路易斯酸作用下，3 位离去基团离去生成烯氧基碳正离子。随后，亲核试剂捕获该碳正离子生成相应糖苷。在 Ferrier II 型重排中，烯醚首先发生区域专一的羟基汞化生成酮醛中间体。然后该中间体通过 Aldol 类分子内环化生成产物环己酮。

合成应用

1. C-糖二糖的合成：H.M.I. Osborn 的研究表明，使用环己烯衍生物作为亲核试剂在路易斯酸介导的 Ferrier I 型反应中可以合成不饱和 β-连接的 C-糖二糖。³⁴

2. (+)-4,5-脱氧新杜拉贝林的全合成：D.R. Williams 等人利用 Ferrier I 型反应构建了关键的反式-2,6-二取代二氢吡喃，立体选择性完全。³⁵

3. Paniculide A 的合成：N. Chida 等人利用 Ferrier II 型重排构建了该天然产物的取代环己烷亚基。³⁶

4. (+)-Lycoricidine 的全合成：S. Ogawa 等人通过催化 Ferrier II 型重排合成了光学活性的取代环己烯酮片段。³⁷