藥物合成反應(yīng)第五章重排

Chapter5RearrangementReaction第五章重排反應(yīng)

重排反應(yīng)

1.碳原子到碳原子重排（1）Wagner-Meerwein重排（2）Pinacol重排（3）二苯乙醇酸重排（4）Favorski重排（5）Wolff重排及Aendt-Eistert反應(yīng)

重排反應(yīng)2.碳原子到雜原子重排

（1）Beckmann重排（2）Hoffman重排（3）Curtius重排（4）Schmidt重排（5）Bayer-Villiger反應(yīng)

重排反應(yīng)3.雜原子到碳原子重排（1）Stevens重排（2）Sommelet-Hauser重排（3）Wittig重排4.s鍵遷移重排

（1）Claisen重排

（2）Cope重排（3）Fischer吲哚合成分子重排反應(yīng)分子重排反應(yīng)就是化學(xué)鍵的斷裂和形成發(fā)生在同一分子中，引起組成分子的原子的配置方式發(fā)生改變，從而形成組成相同、結(jié)構(gòu)不同的新分子的反應(yīng)。重排反應(yīng)中鍵的斷裂和形成的方式有異裂、均裂和環(huán)狀過渡態(tài)三種。RadicalrearrangementUsually,therearrangementwasclassifiedbytheelectronpropertyofthemovinggroupNucleophilicrearrangementElectrophilicrearrangement第一節(jié)重排反應(yīng)機(jī)理其實(shí)還有一個(gè)周環(huán)rearrangement，例如claisenrearrangement，cope反應(yīng)

2023/3/141.Nucleophilicrearrangement親核重排為了生成更穩(wěn)定的碳正離子而發(fā)生的重排

2023/3/142.Electrophilicrearrangement親電重排反應(yīng)

2023/3/143.Radicalrearrangement自由基重排1,2自由基遷移只對(duì)芳香基，乙烯基，乙酰氧基和鹵素的遷移比較重要，遷移的方向趨向于生成更穩(wěn)定的自由基1.反應(yīng)通式第一節(jié)

碳原子到碳原子重排一、Wagner-Meerwein重排2.反應(yīng)機(jī)理3.影響因素（1）碳正離子形成方式：鹵代烴與Lewis酸作用、醇與酸作用、烯烴質(zhì)子化、胺與亞硝酸作用。（2）thestereochemistryofthemigratinggroupisretained,whichisinaccordanceoftheWoodward-Hofmannrules.4.應(yīng)用特點(diǎn)（1）醇類的Wagner-Meerwein重排

2023/3/14AdditionofanucleophileLossofaprotonMorestable

2023/3/14（2）鹵代烴的Wagner-Meerwein重排Stablecation

2023/3/14StablecationMigratoryorderofthemigrationgroups（3）胺類化合物的Wagner-Meerwein重排

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2023/3/14二、PinacolRearrangement1.反應(yīng)通式X=Cl,Br,I,SR,OTs,OMs,N2+2.反應(yīng)機(jī)理（1）碳正離子的穩(wěn)定性theproductisusuallyformedviathemoststablecarbocationintermediatewhentheglycolsubstrateisunsymmetrical;3.影響因素（2）立體化學(xué)因素(3)besidesproticacids,Lewisacids(e.g.,BF3·OEt2,TMSOTf)arealsoused;variousconformationaleffectsandneighboringgroupparticipationincyclicsystemsarecomplicatingfactors.（4）遷移能力及推廣的重排①.H>Ph>3o>2o>1o③.

α-二酮在濃堿作用下發(fā)生重排，生成安息香酸的重排反應(yīng)稱為二苯乙醇酸重排。三、二苯乙醇酸重排1.反應(yīng)通式2.反應(yīng)機(jī)理3.影響因素（1）用苛性堿得到羥基酸，用醇鹽則生成酯；（2）環(huán)狀二酮生成環(huán)狀羥基酸四、Favorski重排1.反應(yīng)通式2.反應(yīng)機(jī)理催化劑的影響3.影響因素Differentα-chloroketoneformsamerearrangementproduct:Sameintermediate由鹵代酮制備羧酸衍生物4.應(yīng)用特點(diǎn)五、Wolff重排及Arndt-Eistert反應(yīng)Wolffrearrangement1.反應(yīng)通式2.反應(yīng)機(jī)理(1)thereactioncanbeinitiatedthermally,photolytically,orbytransitionmetalcatalysis;(2)freshlypreparedsilver(I)oxideorsilver(I)benzoatearebestsuitedforthereaction;(3)ifthemigratinggrouphasastereocenter,thestereochemistryremainsunchanged(netretentionofconfiguration)afterthemigration;3.影響因素ExamplesArndt-Eistertsynthesis1.反應(yīng)通式2.反應(yīng)機(jī)理羧酸同系化C+13.應(yīng)用特點(diǎn)酮肟在酸性催化劑的作用下重排成酰胺的反應(yīng)稱為貝克曼重排。H+R′-C-NHRO=第三節(jié)

碳原子到雜原子重排一、Beckmann重排1.反應(yīng)通式重排互變異構(gòu)2.反應(yīng)機(jī)理（1）催化劑影響Thereactionisusuallycarriedoutunderforcingconditions(hightemperatures,largeamountsofstrongBrostedacids)anditisnon-catalytic.TheappliedBrostedacidsare:H2SO4,HCl/Ac2O/AcOH,etc.其他催化劑：PPA、POCl3、PCl5、SOCl2、MsCl、TsCl等。3.影響因素（2）溶劑的影響用極性小或非極性的非質(zhì)子溶劑，PCl5催化可防止異構(gòu)化當(dāng)溶劑中含有親核性化合物、分子內(nèi)含有親核性官能團(tuán)、溶劑本身為親核性化合物，碳正離子與其結(jié)合而得不到酰胺也可用此制備苯并咪唑衍生物立體專一性4.應(yīng)用特點(diǎn)二、Hofmann重排1.反應(yīng)通式2.反應(yīng)機(jī)理3.應(yīng)用特點(diǎn)（1）制備C-1伯胺(2)因親核劑不同而產(chǎn)物各異

（3）CurtiusRearrangementExample（4）SchmidtRearrangement（5）LossenRearrangementExample

酮類化合物被過酸氧化，與羰基直接相連的碳鏈斷裂，插入一個(gè)氧形成酯的反應(yīng)稱為拜耳-魏立格（Baeyer-Villiger)氧化重排。+CH3COOOHCH3COOC2H540oC+CH3COOH常用的過酸有：（1）一般過酸+無機(jī)強(qiáng)酸（H2SO4）（2）強(qiáng)酸的過酸：CF3COOOH（3）一般酸+一定濃度的過氧化氫（產(chǎn)生的過酸立即反應(yīng)）（5）拜耳-魏立格氧化重排反應(yīng)機(jī)理H+O-O鍵斷裂-R′′COO-,-H+R′重排R3C->R2CH-,>RCH2->CH3->>3.從雜原子到碳原子的重排Stevens重排R1=EWG=Ar,heteroaryl,COR,COOR,CN;Y=CH2,CHR,NH;base:NaH,KH,RLi,ArLi,RONa,ROKR4=CH3,alkyl,allyl,benzyl,CH2COArGeneralfetures(1)thekeyintermediateoftherearrangementisthenitrogen-orsulfurylide;(2)theR1grouphastobeabletostabilizecarbanions,soitisoftenanelectron-withdrawinggroup;Generalfetures(3)dependingonthenatureofR1,theacidityoftheadjacentC-Hbondvariessothetypeofbaseusedforthedeprotonationmustbechosenaccordingly;(4)R2andR3groupsofammoniumsaltscannotcontainahydrogenattheirβ-position,sincetheHofmanneliminationmaycompete;(5)whenthemigratinggrouphasastereocenter,itistransferredwithretentionofconfigurationatthemigratingterminus;(6)whenR1=arylorheteroaryl,theSommelet-Hauserrearrangementescompetitive;ExampleSommelet-Hauser重排Wittig重排Example4.s-鍵遷移重排Claisen重排（1）ClaisenRearrange環(huán)狀過渡態(tài)烯丙基苯基醚鄰烯丙基苯酚對(duì)烯丙基苯酚互變異構(gòu)互變異構(gòu)環(huán)狀過渡態(tài)[3,3]遷移

[3,3]遷移Example（2）Amino-ClaisenRearrangementThisreactionoccursbestwhennitrogenisconvertedtotheammoniumsalt.(3)Thio-ClaisenRearrangementThisreactionisoftenrunwithareagentthatwillconvertsulfurtooxygenfollowingthereaction.Anadvantageofthethio-Claisenrearrangementisthattheprecursorcanbedeprotonatedandalkylated.

(4)TheCarrollReactionJohnson-Claisen重排MechanismExampleEschenmoser-Claisen重排Ireland-Claisen重排ThemostusefulofallCl