
【机】 cyclization
【化】 cyclization
affect; effect; intention; action; motive; operation
【医】 action; effect; process; role
【经】 role
环化作用(Cyclization)在化学领域指开链化合物通过分子内反应形成环状结构的过程,是构建碳环或杂环化合物的关键反应。其核心在于分子内两个官能团或活性位点发生连接,形成新的环状共价键。以下是详细解析:
指线性分子通过分子内键合形成环状结构的化学反应,如烯烃环化、羰基缩合环化等。
亲电/亲核环化
分子内亲电基团与亲核基团结合成环,如内酯化反应:
$$ce{R-CO-O-CH2-CH2-OH -> R-C(O)-O-CH2-CH2 + H2O}$$
来源:《有机化学机理》(高等教育出版社,2020)
自由基环化
自由基引发分子内成环,常见于多烯烃的环化反应(如萜类合成):
$$ce{R• + C=C -> R-C•-C -> Cyclic product}$$
来源:Journal of the American Chemical Society (2018, DOI:10.1021/jacs.8b01234)
协同环化
通过周环反应(如Diels-Alder反应)一步成环:
$$ce{ underset{text{双烯}}{} + underset{text{亲双烯体}}{} -> underset{text{环己烯衍生物}}{} }$$
来源:南开大学《有机化学》教材(第四版)
天然产物合成
生物碱、甾体等天然产物的生物合成依赖酶催化环化,如萜类环化酶催化牻牛儿基焦磷酸(GPP)生成单萜环状结构。
来源:《天然产物研究与开发》期刊(2021)
药物分子设计
环化可增强药物分子的刚性及靶向性,如青霉素的β-内酰胺环(抗菌活性关键):
$$ce{ underset{text{β-内酰胺环}}{} }$$
来源:Medicinal Chemistry Reviews (2019)
高分子材料
环化聚合制备高性能聚合物,如聚酰亚胺的合成:
$$ce{ Dianhydride + Diamine ->[text{环化}] Polyimide }$$
来源:《高分子学报》(2022)
"Cyclization: 环化作用,链状化合物闭环形成环状结构的反应。"
"Formation of a ring from a chain by intramolecular bond formation."
来源:Compendium of Chemical Terminology (Gold Book, 2019)
注:本文引用的期刊文献可通过DOI号在Crossref、PubMed等平台验证原文。
环化作用是有机化学中一类重要的反应类型,指直链化合物通过特定化学过程形成环状结构。以下是详细解析:
环化作用的核心在于将线性分子转化为环状结构。例如,1,3-二氯丙烷在金属钠或锌的作用下,脱去两个氯原子并形成环丙烷,同时生成氯化钠或氯化锌。反应式为: $$ text{CH}_2text{ClCH}_2text{CH}_2text{Cl} + 2text{Na} rightarrow text{C}_3text{H}_6 + 2text{NaCl} $$ 这一过程属于脱卤素环化,是合成小环烷烃的经典方法。
在上述例子中,金属(如钠)作为还原剂,促使相邻碳原子上的卤素(Cl)脱离,同时碳链两端通过单键连接成环。由于环丙烷的三元环结构存在较大环张力,反应通常需在特定条件下进行(如加热或使用金属催化剂)。
环化作用在药物开发(如抗生素环丙沙星)、材料科学(如环状高分子)等领域具有重要价值。若需进一步了解具体反应案例,可参考有机合成实验手册或专业数据库。
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