四元环的合成四元环特别难于合成，他们约有90度的键角张力，四元环有时也可以通过普通的关环方法得到。用1,3—二溴丙烷对丙二酸二乙酯1进行双烷基化得到环丁烷2。但是Perkin在他前期有关碳环制备的工作中发现，对乙酰乙酸乙酯3进行双烷基化可以成功地制的3元环到7元环，但是4元环除外不是得到环丁烷而是得到烯醇醚4.很容易理解烯醇中间体5为何组合为化合物4而不是环丁烷。CO2ETCO2ET1.NaOET2.Br(CH2)3BrCO2ETCO2ET12CO2ETO1.NaOET2.Br(CH2)3BrOCO2ETBrOCO2ET345光化学合成我们已经意识到Diels-Alder反应非常容易进行，当双烯体6与亲烯体7一起加热是能形成六元环化合物，为什么四元环9不能生成呢？这是因为轨道对称性要求环加成需要6个π电子参与，而不是四个π参与。CO2ET4+2»·¼Ó³ÉCO2ETCO2ET2+2»·¼Ó³ÉCO2ET67892+2环加成要求在激发态下发生，而这就是光化学反应，如果一种组分吸收了光能形成激发态，而另一组分处于基态，那么他们的光化学反应是最匹配的，即便是乙烯也可以和共轭烯酮10在光辐射反应得到环丁烷11。+OhvOH1011两个组分都可以是官能团化的，这使得切断化合物12的中间环化大大简化，仅需要两个简单的化合物13和14，对混合物进行光辐射能得到化合物12，且收率很好，121314OCO2ETCO2ET2+2O+MeO2CMeO2C大多数的环丁烷化合物能提供两种2+2切断可供选择，至于选择何种方法则往往视起始原料的易得性决定。从化合物11可知，此类化合物能通过光照射乙烯和烯酮（如15）而得到，因此，我们光柱另一条路线B。其分子内的光环加成的起始原料应该是烯酮17，由于醇18易获得，17可以由18氧化而得到。2+2bOHOFGI15161718O+2+2aHHababO醇18可以通过乙烯格氏试剂19与醛20加成而得到，而醛20是通过异丁醛21烯丙基化制备的。醇羟基氧化成酮可以在环加成之前或之后进行。HOC-CMgBr+CHOC-CCHOBr+1819202122实际上，烯丙基化是通过Claisen重排进行的，在Cu（I）的催化下，醇18经过分子内加成的到关环产物。环化产物是化合物23与部分exo-醇的混合物。这不是问题，因为所有构型的醇都将氧化为酮16.环稠合处的立体化学只能为顺式。232021CHOOHTsOHCHOhvCuOTfHHOHHHO16+OOhvOO18在关环的时只有一种区域选择性是可能的，但对于分子间的反应我们需要考虑反应时通过何种方式进行的。因此，不对称的烯烃24与不对称的烯酮25反应可能生成化合物26或化合物27.实际上，该反应只生成27,26一点都没生成。+OOhvOO24252627一些位阻效应或者电子效应再次明显发生了变化。虽然烯烃24一端存在位阻，而烯酮显然不存在位阻，因此在这里是电子效应占主导。由于其固有的极性，烯烃24a末端CH2具有亲核性，在热反应时，烯烃末端进攻烯酮25a的亲电端。预测光化学2+2环加成产物时可以假设烯酮的激发态使得其固有极性翻转：从25b转化为25c，然后新的亲电端与24结合。由于烯烃没有被激发，它仍按正常途径24a进行反映。+OOOOhvOOOO24a25a25b25c27如果分子内反应可以进行的话，它们将遵循同样的机理。但29制备桥环环丁烷28时扭曲太大，造成分子更倾向于以“错误”的方式靠近，生成稠环30.OhvOhvO282930离子型反应合成四元环环丁烯14实际上是从脂肪酸34借助于离子反应制备的。先经过酰氯的双溴代，再用甲醇淬灭得到35,35用NaH关环得到14，CO2HCO2H1.SOCl22.Br23.MeOHCO2MeCO2MeBrBrCO2MeCO2MeNaHDMF353414
