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时间:2018-07-28
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1、有机化学中重排反应有机化学中重排反应很早就被人们发现,研究并加以利用。第一次被Wohler发现的,由无机化合物合成有机化合物,从而掀开有机化学神秘面纱的反应—加热氰酸铵而得到尿素,今天也被化学家归入重排反应的范畴。 一般地,在进攻试剂作用或者介质的影响下,有机分子发生原子或原子团的转移和电子云密度重新分布,或者重键位置改变,环的扩大或缩小,碳架发生了改变,等等,这样的反应称为是重排反应。 按照反应的机理,重排反应通常可分为亲核反应、亲电反应、自由基反应和周环反应四大类。也有按照不同的标准,分成分子内
2、重排和分子间重排,光学活性改变和不改变的重排反应,等等。 一、亲核重排 重排反应中以亲核重排为最多,而亲核重排中又以1,2重排为最常见。 (一)亲核1,2重排的一般规律 1.亲核1,2重排的三个步骤:离去基团离去,1,2基团迁移,亲核试剂进攻 2.发生亲核1,2重排的条件 (1)转变成更稳定的正离子(在非环系统中,有时也从较稳定的离子重排成较不稳定的离子) (2)转变成稳定的中性化合物 (3)减小基团间的拥挤程度,减小环的张力等立体因素。 (4)进行重排的立体化学条件:带正电荷碳的空p
3、轨道和相邻的C-Z键以及α碳和β碳应共平面或接近共平面 (5)重排产物在产物中所占的比例不仅和正电荷的结果有关,而且和反应介质中存在的亲核试剂的亲核能力有关 3.迁移基团的迁移能力 (1)多由试验方法来确定基团的固有迁移能力 (2)与迁移后正离子的稳定性有关 (3)邻位协助作用 (4)立体因素 4.亲核1,2重排的立体化学: (1)迁移基:构象基本保持,没有发现过构型反转,有时有部分消旋 (2)迁移终点:取决于离去及离去和迁移基进行迁移的相对时机 5.记忆效应:后一次重排好像和第一次
4、重排有关,中间体似乎记住了前一次重排过程(二)第18页共18页亲核重排主要包括基团向碳正离子迁移,基团向羰基碳原子迁移,基团向碳烯碳原子迁移,基团向缺电子氮原子转移,基团向缺电氧原子的迁移,芳香族亲核重排,下面就这六种迁移作简要介绍: 1.基团向碳正离子迁移: (1)Wagner-Meerwein重排:烃基或氢的1,2移位,于是醇重排成烯 (2)片那醇重排:邻二醇在酸催化下会重排成醛和酮 (3)Demyanov重排,Tiffeneau-Demyanov扩环以及有关反应 (4)二烯酮-酚重排:4
5、,4-二取代环己二烯酮经酸处理重排成3,4-二取代酚的反应 (5)醛酮同系物的合成:醛或酮和重氮甲烷作用生成高一级的同系物 (6)烯丙基重排:烯丙基系统中双键发生位移的反应 2.基团向羰基碳原子迁移: (1)Benzil-BenzilicAcid重排:α-二酮经强碱处理会发生重排,生成α-羟基乙酸盐 (2)酸催化下醛酮的重排:在烃基的交换后,醛重排成酮,酮则重排成另一种酮 3.基团向碳烯碳原子迁移: (1)Arndt-Eistert合成和Wolff重排:由羧酸经酰卤,重氮酮合成高一级同系物
6、的方法 (2)其他的碳烯重排反应,主要是1,2氢迁移生成烯 4.基团向缺电子氮原子转移: (1)Beckmann重排:醛肟或酮肟重排成酰胺 (2)Hoffmann重排:氮上无取代基酰胺经溴及碱处理,脱羰生成伯胺 (3)Curtius重排:酰基叠氮热分解生成异氰酸酯 (4)Schmidt重排:酸、醛和酮在酸催化下和叠氮酸反应,生成胺、酰胺等的反应 (5)Lossen重排:异羟肟酸及O-酰基衍生物经类似Hoffmann的重排生成少一个碳的胺 (6)Neber重排:肟酮的磺酸酯在乙醇钾处理后水
7、解生成α-氨基酮 5.基团向缺电氧原子的迁移: (1)氢过氧化物的重排:氢过氧化物在酸催化下,O-O键断裂,同时烃基从碳原子迁移到氧原子上 (2)Baeyer-Villiger重排:酮在酸催化下与过酸作用,在分子中插入氧生成酯的反应 6.芳香族亲核重排: (1)芳羟胺重排(Bamberger重排):经硫酸处理重排成氨基酚 (2)Sommelet-Hauser重排:苄基季胺盐经氨基钠等强碱处理重排成邻位取代的苄基叔胺 二、自由基重排反应 1.1,2迁移:比正离子重排反应少得多,主要发生在:
8、 (1)某些双自由基的1,2-烷基和氢 (2)烯基(迁移的乙烯基若是环的一部分,则发生重排) 2.非1,2迁移:多发生1,5迁移 3.Barton反应:处于羟基δ位上的甲基氧化成醛基的反应 4.Hofmann-loffler-freytag反应:质子化N-卤化胺经热分解或光解形成六氢吡啶等的反应。三、亲电重排第18页共18页 第一步是在亲核试剂作用下,离去基脱离形成富电中心,离去基以氢及金属原子居多;第二步是迁移基团留下一对成键
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