药物合成反应-重排.ppt

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1、第五章重排反应定义：受试剂或介质的影响，同一有机分子内的一个基团或原子从一个原子迁移到另一个原子上,使分子构架发生改变而形成一个新的分子的反应称为重排反应。重排反应类型(按终点原子电荷分)缺电子重排富电子重排自由基重排重排反应的应用形成C-C、C-N、C-O键定向引入官能团形成环状化合物第五章重排反应从碳原子到碳原子的重排从碳原子到杂原子的重排从杂原子到碳原子的重排-键迁移重排第五章重排反应从碳原子到碳原子的重排从碳原子到杂原子的重排从杂原子到碳原子的重排-键迁移重排第一节从碳原子到碳原子的重排Wagner-Meerwein重排Pinacol重排苯偶酰-二苯乙

2、醇酸型重排Favorski重排Wolff重排一、Wagner-Meerwein重排终点碳原子上羟基、卤原子或重氮基等，在质子酸或Lewis酸催化下离去形成碳正离子，其邻近的基团作1,2-迁移至该碳原子，同时形成更稳定的起点碳正离子，后经亲核取代或质子消除而生成新化合物的反应称为Wagner-Meerwein重排。莰烯异冰片二、Pinacol重排连二醇类化合物在酸催化下，失去一分子水重排生成醛或酮的反应，称为Pinacol重排反应。Pinacol重排机理基团的迁移能力Semipinacol重排立体化学(一)机理(二)基团的迁移能力1.对称的连二乙醇芳基>烃基供电子取

3、代芳基>吸电子取代芳基主产物次产物94%6%2.不对称的连二乙醇重排的方向决定于羟基失去的难易羟基离去后碳正离子的稳定性：叔碳>仲碳>伯碳72%28%羟基位于脂环环扩大或缩小99%Trans-二醇(三)Semipinacol重排碱性介质仲醇选择性环庚酮环己酮Tiffeneau环扩大反应1-氨基甲基环烷醇用亚硝酸处理，经重排形成多一个碳的环烷酮的反应，称为Tiffeneau环扩大反应。(四)碳正离子1,2-迁移的立体化学迁移基团相同位相，同面迁移保留构型为主终点碳原子①迁移基团在离去基团离子之前发生迁移构型反转②迁移基团与离去基团邻位交叉且碳正离子寿命很短构

4、型保留。三、苯偶酰-二苯乙醇酸型重排二苯基乙二酮(苯偶酰)类化合物用碱处理，生成二苯基-羟基酸(二苯乙醇酸)的反应称为苯偶酰-二苯乙醇酸型重排反应。迁移能力：吸电子基取代的芳环>供电子基取代的芳环79%甾体缩环92~100%97%四、Favorski卤化酮重排-卤代酮在亲核碱(NaOH,RONa等)存在的条件下，发生重排得到羧酸盐、酯或酰胺的反应称为Favorski卤化酮重排反应。Favorski卤化酮重排应用制备碳上多烃基取代羧酸衍生物合成有张力的脂环烃羧酸衍生物大环类化合物的缩环91%83%64%五、Wolff重排重氮酮在银、银盐或铜存在条件下，或用光照

5、射或热分解都消除氮分子而重排为烯酮，生成的烯酮进一步与羟基或胺类化合物作用得到酯类、酰胺或羧酸的反应称为Wolff重排反应。75%49%Arndt-Eistert同系列羧酸的合成反应Arndt-Eistert合成是将一个酸变成它的高一级同系物或转变成同系列酸的衍生物，(如酯或酰胺)的反应。该反应可应用于脂肪族酸和芳香族酸的制备。反应包括下列三个步骤：1.酰氯的形成；2.酰氯和重氮甲烷作用生成重氮酮；3.重氮酮经Wolff重排变为烯酮，再转变为羧酸或衍生物。84~92%84%第二节从碳原子到杂原子的重排Beckmann重排Hofmann酰胺重排为胺类Curtius重

6、排Schmidt羰基化合物的降解反应Baeyer-Villiger氧化重排一、Beckmann重排酮肟类化合物在酸性催化剂的作用下，重排成取代酰胺的反应称为Beckmann重排。机理反式迁移Beckmann重排的应用将酮转变为酰胺确定酮的结构扩环成内酰胺化合物制备仲胺95%二、Hofmann酰胺重排为胺类酰胺用溴(或氯)和碱处理转变为少一个碳原子的伯胺的反应称为Hofmann酰胺重排为胺类反应或称为Hofmann降解反应。机理供电性R速度快于吸电性R重排后R保留原来手性Hofmann降解反应适用范围本重排的酰胺包括脂肪、脂环、芳脂、芳香及或杂环等的单酰胺，用以制备

7、各类伯胺。65~71%芳环邻位有-NH2,-OH等亲核试剂时，可成新环72%三、Curtius重排酰基叠氮化合物在惰性溶液中加热分解为异氰酸酯的反应称为Curtius重排反应。机理烃基迁移与脱氮同时发生重排不影响迁移基的光学活性Curtius重排的应用引入氨基-COOH-NH276~81%四、Schmidt羰基化合物的降解反应包括三类反应：(一)羧酸和叠氮酸在硫酸或Lewis酸的催化下，得到比原来羧酸少一个碳原子伯胺。机理与Curtuis重排类似(二)醛类和叠氮酸在硫酸的催化作用下生成腈类和胺类的甲酰基衍生物。(三)酮类和叠氮酸在硫酸的催化作用下生成酰胺。60~

8、80%(位