Fries重排反應(yīng)

1、fries 重排反應(yīng)主講人:戴慧平（davva） 目錄ni 、fries重排的定義nii 、fries重排的催化條件niii、fries重排中的溶劑niv、fries重排的選擇性nv 、fries重排的反應(yīng)機(jī)制nvi、fries重排反應(yīng)的應(yīng)用fries重排反應(yīng) （弗萊斯重排；福萊斯重排）是酚酯在friedel-crafts反應(yīng)的催化劑或路易斯酸催化下?；鶑难踉由线w移至苯環(huán)的鄰位或?qū)ξ坏闹嘏欧磻?yīng)成為fries重排。 反應(yīng)可在溶劑如硝基苯、硝基甲烷中進(jìn)行，也可以不用溶劑直接加熱反應(yīng)，如：ocoohoc+ohcro()alcl3r 所得到的鄰位和對(duì)位異構(gòu)體產(chǎn)物可用水蒸氣蒸餾的方法分離。 之所以可以

2、選擇水蒸氣蒸餾法分離，是因?yàn)樵谒芤褐朽徫环油稍诜肿觾?nèi)形成氫鍵，而對(duì)位酚酮可形成分子間氫鍵。這就決定了二者在沸點(diǎn)和水溶性方面的不同。顯然前者的沸點(diǎn)和溶解度均低于后者，所以鄰位酚酮可隨水蒸氣蒸出（水溶性小，揮發(fā)性大），而對(duì)位酚酮不易蒸出（水溶性大，揮發(fā)性小）。 該反應(yīng)所用的催化劑大多是金屬鹵化物，如alcl3、sncl4、ticl4、zncl2等，也有用甲苯磺酸和多磷酸、hf、bf3等做催化劑的,例如alcl3oh45% 50% 使用催化劑時(shí)反應(yīng)溫度常在80-180之間，常用的溶劑是四氯乙烷、硝基苯、二硫化碳或氯苯。ocomeoh53% 65% 鄰、對(duì)位產(chǎn)物之間的比例與反應(yīng)溫度、溶劑及催化劑用

3、量有關(guān)，低溫有利于形成對(duì)位產(chǎn)物，高溫有利于形成鄰位產(chǎn)物，這顯然是因?yàn)榈蜏貢r(shí)對(duì)位產(chǎn)物的生成速率比較大（動(dòng)力學(xué)控制），而高溫時(shí)生成的鄰位產(chǎn)物能形成分子內(nèi)的氫鍵，比對(duì)位穩(wěn)定（熱力學(xué)控制）。fries重排的選擇性oalcl3ohcoch3()()alcl3一般而言，低溫主要生成對(duì)位異構(gòu)體，高溫主要生成鄰位異構(gòu)體。 不論芳香或者脂肪羧酸的酚酯都能進(jìn)行此種重排，并且此類酚酯的重排是一種重要的合成酚酮的方法。 但酚酯的芳環(huán)上帶有間位定位基（第二類定位基如-coor、-no2等）不能發(fā)生fries重排。如硝基苯的酯。 如果在發(fā)生fries重排反應(yīng)時(shí)，鄰位被占據(jù)時(shí)重排得到較好的單一產(chǎn)物。例如：alcl3,ch3

4、coch3 事實(shí)上，酚在alcl3作用下進(jìn)行酰基化的效果不好，而用其他催化劑常常又不十分方便，所以將酚合成酚酯，然后進(jìn)行fries重排，可以替代酚直接?；灾苽浞油?。雖然步驟多了一步，但總收率比較高，而且鄰對(duì)位異構(gòu)體的分離也比較簡(jiǎn)單（前已述，不贅述）。 fries重排的反應(yīng)機(jī)理還不十分清楚。以下作出的介紹是影響比較大且被廣泛接受的機(jī)理。fries重排的反應(yīng)機(jī)制： 催化劑（如alcl3）先與酚酯形成絡(luò)合物，絡(luò)合物形成后，酚酯溶液呈黃綠色，如果在溫度不超過(guò)20時(shí)，立刻進(jìn)行水解，可定量地得回原來(lái)的酚酯。但在有氫氯酸存在時(shí)，能防止水解。由于上述絡(luò)合物的生成，使?；c氧相聯(lián)的鍵減弱，因而在此處容易發(fā)生

5、異裂，生成苯氧負(fù)離子(i)和?；茧x子(ii)。ocroalcl oalcl rco 苯氧負(fù)離子（i）和?；x子（ii）兩種離子的形成產(chǎn)生了重排的條件，因?yàn)轷；x子是很好的親電試劑，可與苯氧負(fù)離子發(fā)生親電取代。苯氧負(fù)離子由于氧上的孤對(duì)電子可與苯環(huán)共軛，使它的鄰位、對(duì)位上的電子密度增大，成為親電試劑?；x子的攻擊中心： alo rco oalcl hcoroalcl corhcl oalcl corhoalcl corhcl(iii)(iv)n（iii）（iv）經(jīng)過(guò)水解（將反應(yīng)液倒入冰水中）得了鄰、對(duì)位酮基酚（也可叫酚酮）混合產(chǎn)物。上述情況表明，酚酯在催化劑的作用下，分裂成兩個(gè)組分，然后

6、再彼此進(jìn)行反應(yīng)。因此如果將兩個(gè)不同的酚酯混合在一起進(jìn)行重排則應(yīng)得到交叉產(chǎn)物。下式所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)見(jiàn)相符，確實(shí)得到四種產(chǎn)物：ococh3clch3ch3ocoalcl3ohclch occh ohcoch coohch clohch coch 上述例子表明，重排是發(fā)生在分子間的。那么?；烤怪嘏诺绞裁次恢茫菍?duì)位還是鄰位，這就取決于酚酯的結(jié)構(gòu)。一般較易重排到對(duì)位（動(dòng)力學(xué)控制），但鄰位產(chǎn)物因鄰位酚酮的羰基與路易斯酸絡(luò)合而穩(wěn)定（熱力學(xué)控制）。oroalcl fries重排反應(yīng)的應(yīng)用n 鄰羥基苯乙酮和對(duì)羥基苯乙酮是重要的有機(jī)化工原料，可用來(lái)制作香料，是制藥工業(yè)中合成多種藥物的中間體。對(duì)羥基苯乙酮主要

7、用于醫(yī)藥中間體及飼料添加劑的合成,如利膽藥及平喘藥沙丁胺醇、消炎藥丁苯羥酸(bufexamac)等；鄰羥基苯乙酮主要用作醫(yī)藥中間體及合成香料，如抗心律失常藥鹽酸普羅帕酮(propafenonehydrochloride)、抗真菌類藥鹽酸氯康唑(croconazolehydrochloride)等。 而乙酸苯酯(phenylacetate，簡(jiǎn)寫(xiě)為pa)的fries重排反應(yīng)是合成對(duì)羥基苯乙酮和鄰羥基苯乙酮的主要路線。 目前工業(yè)上合成對(duì)羥基苯乙酮的工藝中有兩種方法均用到了fries重排，且合成方式較為普遍。以下作一介紹：n 1.苯酚-乙酰氯法 由苯酚與氯乙?？s合，再經(jīng)羥基化而得，反應(yīng)式如下。ohclch ooch ohcloch oalcl c h no ohch o再在硝基苯和三氯化鋁的條件下fries重排2、苯酚一乙酐法 由苯酚與乙酐反應(yīng)制得對(duì)乙酰氧基苯乙酮，再水解而得。其反應(yīng)式如下：oh(ch co) oalcl ch och oo 進(jìn)一步水解ch och ooh oohh cochcooh 所以，通過(guò)乙酸苯酯的fries重排反應(yīng)合成羥基酮，提高