- A+
多数的有机化学反应是官能团的反应,碳骨架结构一般保持不变。但在一些反应中,分子中某些基团会发生转移或分子内碳原子骨架的改变。这类反应称为分子重排(molecular rearrangement)。
重排的结果可能是:
(1)生成原来化合物的同分异构体;
(2)失去某些简单的分子(如水等)而生成另一种化合物。
由于篇幅原因,本次先分享缺电子重排,即亲核重排。缺电子重排机理大致是基团Z带着一对电子迁移到缺电子中心,同时原来迁移的始点成为新的缺电子中心,最后通过与亲核试剂结合或消除反应满足迁移始点的八隅体结构。
缺电子重排主要有以下反应:
1.Wagner—Meerwein重排(Demyanov重排)
2.邻叔二醇(pinacol)重排
3.碳烯重排
⑴Wolff重排
⑵.Arudt-Eistert 反应
4.缺电子氮的重排
⑴.Hofmann重排
⑵.Curtius重排
⑶. Losson重排
5.Beckmann重排
6.Baeyer—Villger重排(缺电子氧的重排)
1.Wagner—Meerwein重排(Demyanov重排)
瓦格纳尔-米尔文重排,简称瓦-米重排:原指醇在酸性条件下的重排,离去基团为H2O,随着研究的深化,也扩大到其它离去基团。
反应机理是:醇首先在酸作用下脱去羟基形成碳正离子,接着α-位的甲基带着电子对转移过来,使仲碳正离子变成叔碳正离子。
捷姆扬诺夫(Demyanov)重排
脂环伯胺(包括脂环伯醇)在亚硝酸作用下发生的重排反应,类似瓦-米重排。常伴随着环的扩大和缩小, 可用于制备三员到八员环的脂环化合物。
2.频呐醇(pinacol)重排
频哪醇重排是通过邻二醇(或邻二官能团)合成酮的常见方法,其重排的推动力是有较稳定的八隅体结构的氧正离子。
其中涉及到质子化以后到基团迁移顺序,大致规则是亲核性强的基团优先迁移,总体的迁移基团迁移活泼性顺序如下:
对甲氧基苯基>对甲基苯基>苯基>对溴苯基>烷基>氢
3.碳烯(Carbene)重排
⑴ Wolff(沃夫)重排
α-重氮甲基酮在光、热和催化剂(银或氢化银)存在下放出氮气并生成酮碳烯,再重排生成反应性很强的烯酮,此重排反应称Wolff重排。
需要注意的是反应涉及到重氮化试剂的合成,重氮化合物为易制爆化合物。
⑵.阿恩特-埃斯特尔特(Arudt-Eistert) 反应
阿恩特-埃斯特尔特反应也可以认为是wolff重排的衍生,反应是从重氮甲烷与酰氯(或从羧酸开始)形成重氮酮,重氮酮经Wolff重排反应产生酸、酯、酰胺(重氮酮分别与水、醇或氨(胺)反应)。
即,从羧酸经重氮甲酮生成高一级羧酸的方法 (包含Wolff重排)
4. 缺电子氮重排(C→N)
氮烯(乃春Nitrene)与卡宾类似,只是以N原子代换C原子。可由重氮分解得到,也可由N-卤代酰胺经a-消去HX得到。
N原子参加的缺电子重排的基本模式:
⑴霍夫曼(Hofmann)重排、Curtius(库尔悌斯)重排、Schmidt(施密特)重排
以上3类重排反应机理类似,都是先形成“氮烯”,随后形成“异氰酸酯”。
5.贝克曼(Beckmann)重排
醛或酮肟在酸性条件下,重排生成酰胺的反应。
6.Baeyer-Villiger( 拜尔-维立格)重排
1899 年,Baeyer 和Villiger首次报道了利用过硫酸作氧化剂能将环酮(如薄荷酮、香芹酮)转化成相应的内酯,这就是历史上最早的Baeyer-Villiger氧化反应。现在Baeyer-Villiger氧化反应已成为酮或环酮转化成酯或内酯的统称。
常用的过氧酸有:H2SO5、MeCO3H、PhCO3H、HCO3H和CF3CO3H等。现在文献报道的Baeyer-Villiger氧化反应大多用双氧水作为氧化剂。
反应机理:过氧化物先和酮进行亲核加成,然后烷基由碳向氧作1,2迁移。同时羧酸负离子脱离。
基团迁移倾向:基团的亲核性愈强,迁移倾向愈大。H>C6H5>叔烷基>仲烷基>伯烷基>甲基。
声明:
本文部分内容、图片选自网络,版权和内容解释权归原作者所有。在这里仅供学习交流使用,如涉及版权问题,请联系删除。
目前评论:0