1976年，英國牛津大學的J.E. Baldwin報道了各類分子內關環反應的難易程度的法則。此法則被稱為鮑德溫規則(Baldwin’s Rule)。Baldwin透過此規則對有機反應中的立體電子效應有了更加深入的理解，併成功預測了一些分子內關環反應的難易程度。而後在1983年，J.D. Dunitz及其團隊論證了分子內關環反應的難易程度與關環部位的分子軌道相互作用息息相關。該法則可適用範圍很廣，包括親核、親電、自由基環化反應。
該成環規則在應用中有著大量的反例。一般而言，在中性、鹼性條件下的不包含第三週期及更高週期元素的情況下規則成立。在酸性條件下，以及涉及正離子或硫、磷等大原子的條件下該規則失效。比如有機合成上常用於醛酮羰基保護的乙二醇縮酮生成機理中關環一步涉及羥基對氧鎓正離子的5-trig-endo的反應，該反應之所以違背Baldwin，全在於此係酸介導的正離子反應。
規則介紹
熵效應、立體電子效應、環張力等因素都考慮在內，總結出了以下幾點經驗規律：
一、5～7員環最容易進行關環反應。
二、3,4員環由於環張力比較大，所以閉環速度比較慢。
三、8～11員環是最難形成的。
四、12員環以上的關環反應由於熵效應的因素，比較難形成，相對於分子內閉環反應，分子間的反應更容易進行。
以exo和endo表示閉環時斷鍵的位置，環內對應endo，環外對應exo；
以tet、trig和dig表示反應中親電碳的雜化狀態，tet（tetragonal）對應sp3雜化，trig（trigonal）對應sp2雜化，而dig（digonal）對應sp雜化。如果考慮軌道相互作用的話，親核試劑如下圖所示以特定的角度接近親電底物。這個接近的難易程度也就決定了環化的進行。
綜上，環化反應的規律我們可以如下所述。上面寫著不利的環化反應並不是完全無法進行，只是相對於有利的環化反應來說相對比較難以形成而已。
相關文獻
- Baldwin, J. E. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1976, 18, 734. doi:10.1039/C39760000734
- Baldwin, J. E., et al. J. Org. Chem.1977, 42, 3846. doi:10.1021/jo00444a011
- Baldwin, J. E.; Lusch, M. J. Tetrahedron 1982, 38, 2939. doi:10.1016/0040-4020(82)85023-0
- Buergi, H. B., Dunitz, J. D. From crystal statics to chemical dynamics. Acc. Chem. Res. 1983, 16, 153-161.
- Chatgilialoglu, C.; Ferreri, C.; Guerra, M.; Timokhin, V.; Froudakis, G.; Gimisis, T. J. Am. Chem. Soc.2002, 124, 10765. DOI: 10.1021/ja0261731
應用例項
5-exo-trig【J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 8515-8519】
7-exo-tet【J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 8402-8403】
5-endo-dig【J. Org. Chem. 1994, 59, 4721-4722】
5-exo-tet【Tetrahedron 1999, 55, 5129-5138】
參考文獻
一、Strategic Applications of Named Reactions in OrganicSynthesis, László Kürti and Barbara Czakó, Baldwin’s Rules/Guidelines for Ring-Closing Reactions, page 32-33.
二、https://cn.chem-station.com/reactions/2015/03/%E9%B2%8D%E5%BE%B7%E6%B8%A9%E8%A7%84%E5%88%99baldwins-rule.html
