1 ，4-消除反应

Grob 对γ-胺基醇衍生物的碎裂反应，进行了广泛的研究.他证明，只有当化合物可以采取构象 306 时，一步的协同碎裂才能发生，构象 306 中的离去基团与 C2—C3 键处于反式共平面取向，氮的电子对也与 C2—C3 键处于反式共平面取向.当这些γ-胺基醇的衍生物所具有的立体化学排列不同于 306 时，就会发生离去基团的取代和消除反应，而观察不到碎裂反应.

例如，平键的氯代异构体 307 平稳地给出环状亚胺离子 308；而直键的异构体 309 则产生取代和消除产物，但没有产生 308.另外，307 的反应速度比其碳类似物 307（NCH3 被 CH2 代替）快 13，500 倍.

类似地，化合物 310 定量地给出亚胺离子 311，而异构体 312 以较慢的速度反应，给出一个复杂的混合产物.另外，310 的反应活泼性是其碳类似物310[CH（CH3）2 代替（CH3）2N]的 35 倍.

顺式双环氯代胺 313 比相应的十氢合萘体系 313（CH2 代替 NCH3）的反应速度快，并给出单一的环己烯亚胺盐 314，而氯代胺 315 却产生其它产物的混合物.

双环胺基对甲苯磺酸酯 316 和 317 分别专一地给出反式和顺式亚胺盐318 和 319，而其它的三个异构体 320、321 和 322，只发生取代和消除反应.

胺基对甲苯磺酸酯 323 和 324 及平键的 4-溴金刚烷 325，经过定量的碎裂，分别生成亚胺盐 326、327 和 328.此外它们的反应速度分别比它们各自的不含氮母体化合物快 103、104 和 105 倍.因为氮的电子对和 C2—C3 键以及C2

—C3 键和离去基团都处于反式共平面取向，所以这些氮杂双环体系都是通过协同机制进行反应的.出乎意料的是，323、324 和 325 的 C-4 异构体也发生碎裂，不过这些反应的速率较低.

当杂原子是氧原子时，碎裂反应也能发生，并且协同机制限于分子几何形状 329，其中 C2—C3 键与离去基团处于反式共平面.文献中有一些这种碎裂反应的例子，在此将仅举几个典型的实例.

Corey、Mitra 和 Uda 在他们的石竹烯合成中发现，在碱性条件下，三环羟基甲苯磺酸酯 330 转化成具有所希望的 E 型双键的双环酮 331.

Kraus 观察到，双环羰基对甲苯磺酸酯 332 的还原经过中间体 332 和

334，给出环外亚甲基一级醇产物 335.

Siddall 及其同事们在他们的保幼激素合成中，观察到单一的碱催化转化 336→337；同时Marshall 和 Brady 将碎裂 338→339 用于他们的苍术醇合成.

Wharton 和Hiegl 发现，在碱性条件下处理顺和反-羟基对甲苯磺酸酯340 和 341，产生反式烯烃 342，而顺式化合物 343 给出顺式烯烃 344.但是化合物 345 既不生成 342，又不生成 344.

Fischli、Branca 和 Daly 报道，环氧砜 346 在回流的甲苯中，用氨基钠处理，立体专一地生成双环醇 347.再用叔丁醇钾处理 347，得到一个扩环的酮 348（与此相似的一个碎裂反应，参考文献[98]）.

用叔丁醇钾处理氯代苯甲酸酯 349，给出环戊烯醛 350，而用氢化铝锂还原氯代酮 351，经过中间体 352 的碎裂，给出环己烯醇 353.

Marshall 和 Bundy 已发现，在不饱和的甲磺酸酯 354 进行氢硼化反应之后，接着进行通常的碱处理，即经过中间体 355 的碎裂，而平稳地给出二烯

356.注意，碎裂反应可以通过两种可能的立体异构体 357 和 358 发生.

如在 359 中所示，当两个氧原子可以参与反应时，碎裂过程应该容易发

生.

据报道，平键双环酮甲苯磺酸酯 360（R=CH3）通过乙醇钠处理，即转化

成单环烯酯 362（R=CH3），而直键异构体 363 生成双环烯 364.类似地，化合物 360（R=COOCH3）给出 362（R=COOCH3）.这样，平键甲苯磺酸酯通过中间体 361（R=CH3 或 COOC2H5）的立体电子控制的碎裂而发生反应.

在另一个研究中，Buchanan 和 Mclay 发现，平键双环酮甲苯磺酸酯 365

给出七员环烯酯 367，而直键异构的甲苯磺酸酯 368 生成了七员环烯酯 371.

另外，平键甲苯磺酸酯的反应是通过中间体 366 的碎裂发生的.转化368→371 可以这样解释，首先是 369 发生一个立体电子控制的逆-Dieckmann 碎裂，接着从 370{消除甲苯磺酸酯基.

372（ryanodol）可容易地在酸催化下转化成 373（anhydrory-anodol）， 这是这种过程的另一个例子.这一碎裂反应在碱性条件下（NaH，THF）也发生， 这表明当两个氧原子之一带有负电荷时（372，O—H1=O－），即使离去基团是氢氧离子，反应也能够进行.

在 372 的全合成过程中，也观察到了一个类似的碎裂过程.中间体 374 专一地转化成内酯烯 375.但这个碎裂一定是 374 的C 环处于船式进行顺式消除的结果.

有趣的是，缩酮甲苯磺酸酯 376 的还原（LiAlH4）或格氏反应（CH3MgI） 给出缩酮 378（R=H 或 CH3）. 376 中，缩酮基的两个氧各有一处于反式共平面的电子对，这使碎裂过程变得容易，给出二氧碳正离子中间体 377.

最近，Eschenmoser 及其同事们进行了一系列脱羧双碎裂反应，它们完全是立体电子控制的.这个工作导致了不饱和大环内酯的一种新合成方法.分别在它们的熔点（180 和 220℃）加热羧酸盐 379 和 380（X+=脒盐离子）， 即高产率地给出 5-E，8-Z 大环内酯 382.Eschenmoser 指出，这个碎裂反应可能通过两个连续的步骤发生.在第一个步骤中，两个氧原子各有一个处于合适取向的电子对，通过中心 C—C 键的断裂，排斥甲苯磺酸根离子，产生偶极离子（381 和 383）.此后在第二个步骤中，通过一个立体电子控制的脱羧反应， 产生 C8—C9Z 式双键，这个过程以反式方式发生（C8—COO-键与 C9—O 键处于反式共平面）.

为了证实上述结果，将羧酸盐 384 和 385（X=脒盐离子）在它们各自的熔点（分别为 165℃和 195℃）加热 1 分钟，高产率地给出了异构的 5－E、9

－E 大环内酯 386.还要注意，在二氧碳正离子中间体 387 中，C10—COO-键变得与 C9—O 键成反式共平面，结果脱羧反应产生一个 E 式双键.