有機化學反應的96種反應類型

.../有機化學反應機理一、Arbuzov反應二、Arndt-Eister反應三、Baeyer-villiger反應四、Beckmann重排五、Birch還原六、Bouveault-Blanc還原七、Bucherer反應八、Bamberger,E.重排九、Berthsen,A.Y吖啶合成法十、Cannizzaro反應十一、Chichibabin反應十二、Claisen酯縮合反應十三、Claisen-Schmidt反應十四、Claisen重排十五、Clemmensen還原十六、Combes喹啉合成法十七、Cope消除反應十八、Cope重排十九、Curtius反應二十、Crigee,R反應二十一、Dakin反應二十二、Elbs反應二十三、Edvhweiler-Clarke反應二十四、Elbs,K過硫酸鉀氧化法二十五、Favorskii反應二十六、Favorskii重排二十七、Friedel-Crafts烷基化反應二十八、Friedel-Crafts酰基化反應二十九、Fries重排三十、Fischer,O-Hepp,E重排三十一、Gabriel合成法三十二、Gattermann反應三十三、Gattermann-Koch反應三十四、Gomberg-Bachmann反應三十五、Hantzsch合成法三十六、Haworth反應三十七、Hell-Volhard-Zelinski反應三十八、Hinsberg反應三十九、Hofmann烷基化四十、Hofmann消除反應四十一、Hofmann重排〔降解四十二、Houben-Hoesch反應四十三、Hunsdiecker反應四十四、Kiliani氯化增碳法四十五、Knoevenagel反應四十六、Koble反應四十七、Koble-Schmitt反應四十八、Kolbe,H.SyntbexisofNitroparsffini合成四十九、Leuckart反應五十、Lossen反應五十一、Mannich反應五十二、Meerwein-Ponndorf反應五十三、Michael加成反應五十四、Martius,C.A.重排五十五、NorrishⅠ和Ⅱ型裂五十六、Oppenauer氧化五十七、Orton,K.J.P重排五十八、Paal-Knorr反應五十九、Pschorr反應六十、Prileschajew,N反應六十一、Prins,H.J反應六十二、Pinacol重排六十三、Perkin,W.H反應六十四、Pictet-Spengler異喹啉合成法六十五、Reformatsky反應六十六、Reimer-Tiemann反應六十七、Reppe合成法六十八、Robinson縮環(huán)反應六十九、Rosenmund還原七十、Ruff遞降反應七十一、Riley,H.L氧化法七十二、Sandmeyer反應七十三、Schiemann反應七十四、Schmidt反應七十五、Skraup合成法七十六、Sommelet-Hauser反應七十七、Stepen還原-氰還原為醛七十八、Stevens重排七十九、Strecker氨基酸合成法八十、異喹啉合成法八十一、Schiemann,G.反應八十二、Schmidin,J.乙烯酮合成八十三、Tiffeneau-Demjanov重排八十四、Tischenko,V.反應八十五、Thorpe,J.F.縮合八十六、Tollens,B.縮合八十七、Ullmann反應八十八、Urech,F.羥腈合成法八十九、Vilsmeier反應九十、VanEkenstein,W,A重排九十一、Williamson合成法九十二、Wacker反應九十三、Wagner-Meerwein重排九十四、Wittig反應九十五、Wittig-Horner反應九十六、Wohl遞降反應Arbuzov反應亞磷酸三烷基酯作為親核試劑與鹵代烷作用,生成烷基膦酸二烷基酯和一個新的鹵代烷：鹵代烷反應時,其活性次序為：R'I>R'Br>R'Cl。除了鹵代烷外,烯丙型或炔丙型鹵化物、a-鹵代醚、a-或b-鹵代酸酯、對甲苯磺酸酯等也可以進行反應。當亞酸三烷基酯中三個烷基各不相同時,總是先脫除含碳原子數(shù)最少的基團。本反應是由醇制備鹵代烷的很好方法,因為亞磷酸三烷基酯可以由醇與三氯化磷反應制得：如果反應所用的鹵代烷R'X的烷基和亞磷酸三烷基酯<RO>3P的烷基相同〔即R'=R,則Arbuzov反應如下：這是制備烷基膦酸酯的常用方法。除了亞磷酸三烷基酯外,亞膦酸酯RP<OR'>2和次亞膦酸酯R2POR'也能發(fā)生該類反應,例如：反應機理一般認為是按SN2進行的分子內(nèi)重排反應：反應實例BaeyerVilliger反應反應機理過酸先與羰基進行親核加成,然后酮羰基上的一個烴基帶著一對電子遷移到-O-O-基團中與羰基碳原子直接相連的氧原子上,同時發(fā)生O-O鍵異裂。因此,這是一個重排反應具有光學活性的3苯基丁酮和過酸反應,重排產(chǎn)物手性碳原子的枸型保持不變,說明反應屬于分子內(nèi)重排：不對稱的酮氧化時,在重排步驟中,兩個基團均可遷移,但是還是有一定的選擇性,按遷移能力其順序為：醛氧化的機理與此相似,但遷移的是氫負離子,得到羧酸。反應實例酮類化合物用過酸如過氧乙酸、過氧苯甲酸、間氯過氧苯甲酸或三氟過氧乙酸等氧化可在羰基旁邊插入一個氧原子生成相應的酯,其中三氟過氧乙酸是最好的氧化劑。這類氧化劑的特點是反應速率快,反應溫度一般在10~40℃Arndt-Eister反應酰氯與重氮甲烷反應,然后在氧化銀催化下與水共熱得到酸。反應機理重氮甲烷與酰氯反應首先形成重氮酮〔1,〔1在氧化銀催化下與水共熱,得到?；ㄙe〔2,〔2發(fā)生重排得烯酮〔3,〔3與水反應生成酸,若與醇或氨〔胺反應,則得酯或酰胺。反應實例Beckmann重排肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能產(chǎn)生強酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亞硫酰氯等作用下發(fā)生重排,生成相應的取代酰胺,如環(huán)己酮肟在硫酸作用下重排生成己內(nèi)酰胺：反應機理在酸作用下,肟首先發(fā)生質(zhì)子化,然后脫去一分子水,同時與羥基處于反位的基團遷移到缺電子的氮原子上,所形成的碳正離子與水反應得到酰胺。遷移基團如果是手性碳原子,則在遷移前后其構型不變,例如：反應實例BouveaultBlanc還原脂肪族羧酸酯可用金屬鈉和醇還原得一級醇。α,β-不飽和羧酸酯還原得相應的飽和醇芳香酸酯也可進行本反應,但收率較低。本法在氫化鋰鋁還原酯的方法發(fā)現(xiàn)以前,廣泛地被使用,非共軛的雙鍵可不受影響。反應機理首先酯從金屬鈉獲得一個電子還原為自由基負離子,然后從醇中奪取一個質(zhì)子轉變?yōu)樽杂苫?再從鈉得一個電子生成負離子,消除烷氧基成為醛,醛再經(jīng)過相同的步驟還原成鈉,再酸化得到相應的醇。反應實例醛酮也可以用本法還原,得到相應的醇:反應實例醛酮也可以用本法還原,得到相應的醇:Bucherer反應萘酚及其衍生物在亞硫酸或亞硫酸氫鹽存在下和氨進行高溫反應,可得萘胺衍生物,反應是可逆的。反應時如用一級胺或二級胺與萘酚反應則制得二級或三級萘胺。如有萘胺制萘酚,可將其加入到熱的亞硫酸氫鈉中,再加入堿,經(jīng)煮沸除去氨而得。反應機理本反應的機理為加成消除過程,反應的第一步〔無論從哪個方向開始都是亞硫酸氫鈉加成到環(huán)的雙鍵上得到烯醇〔Ⅱ或烯胺〔Ⅵ,它們再進行下一步互變異構為酮〔Ⅲ或亞胺〔Ⅳ:反應實例Berthsen,A.Y吖啶合成法二芳基胺類與羧酸在無水ZnCl2存在下加熱起縮合作用,生成吖啶類化合物。反應機理反應機理不詳反應實例Chichibabin反應雜環(huán)堿類,與堿金屬的氨基物一起加熱時發(fā)生胺化反應,得到相應的氨基衍生物,如吡啶與氨基鈉反應生成2-氨基啶,如果α位已被占據(jù),則得γ-氨基吡啶,但產(chǎn)率很低。本法是雜環(huán)上引入氨基的簡便有效的方法,廣泛適用于各種氮雜芳環(huán),如苯并咪唑、異喹啉、丫啶和菲啶類化合物均能發(fā)生本反應。喹啉、吡嗪、嘧啶、噻唑類化合物較為困難。氨基化試劑除氨基鈉、氨基鉀外,還可以用取代的堿金屬氨化物：反應機理反應機理還不是很清楚,可能是吡啶與氨基首先加成,〔Ⅰ,〔Ⅰ轉移一個負離子給質(zhì)子給予體<AH>,產(chǎn)生一分子氫氣和形成小量的2-氨基吡啶〔Ⅱ,此小量的〔Ⅱ又可以作為質(zhì)子的給予體,最后的產(chǎn)物是2-氨基吡啶的鈉鹽,用水分解得到2-氨基吡啶：反應實例吡啶類化合物不易進行硝化,用硝基還原法制備氨基吡啶甚為困難。本反應是在雜環(huán)上引入氨基的簡便有效的方法,廣泛適用于各種氮雜芳環(huán),如苯并咪唑、異喹啉、吖啶和菲啶類化合物均能發(fā)生本反應。Claisen酯縮合反應含有α-氫的酯在醇鈉等堿性縮合劑作用下發(fā)生縮合作用,失去一分子醇得到β-酮酸酯。如2分子乙酸乙酯在金屬鈉和少量乙醇作用下發(fā)生縮合得到乙酰乙酸乙酯。二元羧酸酯的分子內(nèi)酯縮合見Dieckmann縮合反應。反應機理乙酸乙酯的α-氫酸性很弱〔pKa-24.5>,而乙醇鈉又是一個相對較弱的堿〔乙醇的pKa~15.9,因此,乙酸乙酯與乙醇鈉作用所形成的負離子在平衡體系是很少的。但由于最后產(chǎn)物乙酰乙酸乙酯是一個比較強的酸,能與乙醇鈉作用形成穩(wěn)定的負離子,從而使平衡朝產(chǎn)物方向移動。所以,盡管反應體系中的乙酸乙酯負離子濃度很低,但一形成后,就不斷地反應,結果反應還是可以順利完成。常用的堿性縮合劑除乙醇鈉外,還有叔丁醇鉀、叔丁醇鈉、氫化鉀、氫化鈉、三苯甲基鈉、二異丙氨基鋰〔LDA>和Grignard試劑等。反應實例如果酯的α-碳上只有一個氫原子,由于酸性太弱,用乙醇鈉難于形成負離子,需要用較強的堿才能把酯變?yōu)樨撾x子。如異丁酸乙酯在三苯甲基鈉作用下,可以進行縮合,而在乙醇鈉作用下則不能發(fā)生反應：兩種不同的酯也能發(fā)生酯縮合,理論上可得到四種不同的產(chǎn)物,稱為混合酯縮合,在制備上沒有太大意義。如果其中一個酯分子中既無α-氫原子,而且烷氧羰基又比較活潑時,則僅生成一種縮合產(chǎn)物。如苯甲酸酯、甲酸酯、草酸酯、碳酸酯等。與其它含α-氫原子的酯反應時,都只生成一種縮合產(chǎn)物。實際上這個反應不限于酯類自身的縮合,酯與含活潑亞甲基的化合物都可以發(fā)生這樣的縮合反應,這個反應可以用下列通式表示：Claisen—Schmidt反應一個無α.氫原子的醛與一個帶有α.氫原子的脂肪族醛或酮在稀氫氧化鈉水溶液或醇溶液存在下發(fā)生縮合反應,并失水得到α,β.不飽和醛或酮:反應機理反應實例Claisen重排烯丙基芳基醚在高溫<200°C>下可以重排,生成烯丙基酚。當烯丙基芳基醚的兩個鄰位未被取代基占滿時,重排主要得到鄰位產(chǎn)物,兩個鄰位均被取代基占據(jù)時,重排得到對位產(chǎn)物。對位、鄰位均被占滿時不發(fā)生此類重排反應。交叉反應實驗證明：Claisen重排是分子內(nèi)的重排。采用g-碳14C標記的烯丙基醚進行重排,重排后g-碳原子與苯環(huán)相連,碳碳雙鍵發(fā)生位移。兩個鄰位都被取代的芳基烯丙基酚,重排后則仍是a-碳原子與苯環(huán)相連。反應機理Claisen重排是個協(xié)同反應,中間經(jīng)過一個環(huán)狀過渡態(tài),所以芳環(huán)上取代基的電子效應對重排無影響。從烯丙基芳基醚重排為鄰烯丙基酚經(jīng)過一次[3,3]s遷移和一次由酮式到烯醇式的互變異構；兩個鄰位都被取代基占據(jù)的烯丙基芳基酚重排時先經(jīng)過一次[3,3]s遷移到鄰位<Claisen重排>,由于鄰位已被取代基占據(jù),無法發(fā)生互變異構,接著又發(fā)生一次[3,3]s遷移<Cope重排>到對位,然后經(jīng)互變異構得到對位烯丙基酚。取代的烯丙基芳基醚重排時,無論原來的烯丙基雙鍵是Z-構型還是E-構型,重排后的新雙鍵的構型都是E-型,這是因為重排反應所經(jīng)過的六員環(huán)狀過渡態(tài)具有穩(wěn)定椅式構象的緣故。反應實例Claisen重排具有普遍性,在醚類化合物中,如果存在烯丙氧基與碳碳相連的結構,就有可能發(fā)生Claisen重排。Clemmensen還原醛類或酮類分子中的羰基被鋅汞齊和濃鹽酸還原為亞甲基：此法只適用于對酸穩(wěn)定的化合物。對酸不穩(wěn)定而對堿穩(wěn)定的化合物可用Wolff-Kishner-黃鳴龍反應還原。反應機理本反應的反應機理較復雜,目前尚不很清楚。反應實例Combes喹啉合成法Combes合成法是合成喹啉的另一種方法,是用芳胺與1,3-二羰基化合物反應,首先得到高產(chǎn)率的β-氨基烯酮,然后在濃硫酸作用下,羰基氧質(zhì)子化后的羰基碳原子向氨基鄰位的苯環(huán)碳原子進行親電進攻,關環(huán)后,再脫水得到喹啉。反應機理在氨基的間位有強的鄰、對位定位基團存在時,關環(huán)反應容易發(fā)生；但當強鄰、對位定位基團存在于氨基的對位時,則不易發(fā)生關環(huán)反應。反應實例Cope消除反應叔胺的N-氧化物<氧化叔胺>熱解時生成烯烴和N,N-二取代羥胺,產(chǎn)率很高。實際上只需將叔胺與氧化劑放在一起,不需分離出氧化叔胺即可繼續(xù)進行反應,例如在干燥的二甲亞砜或四氫呋喃中這個反應可在室溫進行。此反應條件溫和、副反應少,反應過程中不發(fā)生重排,可用來制備許多烯烴。當氧化叔胺的一個烴基上二個β位有氫原子存在時,消除得到的烯烴是混合物,但是Hofmann產(chǎn)物為主；如得到的烯烴有順反異構時,一般以E-型為主。例如：反應機理這個反應是E2順式消除反應,反應過程中形成一個平面的五員環(huán)過度態(tài),氧化叔胺的氧作為進攻的堿：要產(chǎn)生這樣的環(huán)狀結構,氨基和β-氫原子必須處于同一側,并且在形成五員環(huán)過度態(tài)時,α,β-碳原子上的原子基團呈重疊型,這樣的過度態(tài)需要較高的活化能,形成后也很不穩(wěn)定,易于進行消除反應。反應實例Cope重排1,5-二烯類化合物受熱時發(fā)生類似于O-烯丙基重排為C-烯丙基的重排反應<Claisen重排>反應稱為Cope重排。這個反應30多年來引起人們的廣泛注意。1,5-二烯在150—200℃反應機理Cope重排是[3,3]s-遷移反應,反應過程是經(jīng)過一個環(huán)狀過渡態(tài)進行的協(xié)同反應：在立體化學上,表現(xiàn)為經(jīng)過椅式環(huán)狀過渡態(tài)：反應實例Curtius反應?；B氮化物在惰性溶劑中加熱分解生成異氰酸酯:異氰酸酯水解則得到胺：反應機理反應實例Crigee,R反應1,2-二元醇類的氧化產(chǎn)物因所用的氧化劑的種類而不同。用K2Cr2O7或KMnO4氧化時生成酸類。用特殊氧化劑四乙醋酸鉛在CH3COOH或苯等不活潑有機溶劑中緩和氧化,生成二分子羰基化合物<醛或酮>。氧化反應也可以在酸催化劑<三氯醋酸>存在下進行。本反應被廣泛地應用于研究醇類結構及制備醛、酮類,產(chǎn)率很高。反應機理反應過程中先生成環(huán)酯中間產(chǎn)物,進一步C--C鍵裂開成醛或酮。酸催化的場合,反應歷程可以用下式表示：反應實例Dakin反應酚醛或酚酮類用H2O2在NaOH存在下氧化時,可將分子中的-CHO基或CH3CO-基被-OH基所置換,生成相對應的酚類。本反應可利用以制備多遠酚類。反應機理反應實例Elbs反應羰基的鄰位有甲基或亞甲基的二芳基酮,加熱時發(fā)生環(huán)化脫氫作用,生成蒽的衍生物：由于這個反應通常是在回流溫度或高達400－450°C的溫度范圍內(nèi)進行,不用催化劑和溶劑,直到反應物沒有水放出為止,在這樣的高溫條件下,一部分原料和產(chǎn)物發(fā)生碳化,部分原料酮被釋放出的水所裂解,烴基發(fā)生消除或降解以及分子重排等副反應,致使產(chǎn)率不高。反應機理本反應的機理尚不清楚。反應實例Edvhweiler-Clarke反應在過量甲酸存在下,一級胺或二級胺與甲醛反應,得到甲基化后的三級胺：甲醛在這里作為一個甲基化試劑。反應機理反應實例Elbs,K.過硫酸鉀氧化法將一元酚類或類似化合物用過硫酸鉀在堿性溶液中氧化羥基引入在原有羥基的對位或鄰位,生成二元酚類。分子中的醛基或雙鍵等都不影響。產(chǎn)率約20~48%。過硫酸鉀的水溶液在加熱時放出氧：芳伯胺類如用本試劑氧化時,變成硝基化合物。反應機理反應實例Favorskii重排鹵代酮在氫氧化鈉水溶液中加熱重排生成含相同碳原子數(shù)的羧酸；如為環(huán)狀a-鹵代酮,則導致環(huán)縮小。此法可用于合成張力較大的四員環(huán)。如用醇鈉的醇溶液,則得羧酸酯：反應機理反應實例Favorskii重排鹵代酮在氫氧化鈉水溶液中加熱重排生成含相同碳原子數(shù)的羧酸；如為環(huán)狀a-鹵代酮,則導致環(huán)縮小。如用醇鈉的醇溶液,則得羧酸酯：此法可用于合成張力較大的四員環(huán)。反應機理反應實例Friedel-Crafts烷基化反應芳烴與鹵代烴、醇類或烯類化合物在Lewis催化劑<如AlCl3,FeCl3,H2SO4,H3PO4,BF3,HF等>存在下,發(fā)生芳環(huán)的烷基化反應。鹵代烴反應的活潑性順序為：RF>RCl>RBr>RI;當烴基超過3個碳原子時,反應過程中易發(fā)生重排。反應機理首先是鹵代烴、醇或烯烴與催化劑如三氯化鋁作用形成碳正離子：所形成的碳正離子可能發(fā)生重排,得到較穩(wěn)定的碳正離子：碳正離子作為親電試劑進攻芳環(huán)形成中間體s-絡合物,然后失去一個質(zhì)子得到發(fā)生親電取代產(chǎn)物：反應實例Friedel-Crafts?；磻紵N與酰基化試劑如酰鹵、酸酐、羧酸、烯酮等在Lewis酸<通常用無水三氯化鋁>催化下發(fā)生?；磻?得到芳香酮：這是制備芳香酮類最重要的方法之一,在?；胁话l(fā)生烴基的重排。反應機理反應實例Fries重排酚酯在Lewis酸存在下加熱,可發(fā)生?；嘏欧磻?生成鄰羥基和對羥基芳酮的混合物。重排可以在硝基苯、硝基甲烷等溶劑中進行,也可以不用溶劑直接加熱進行。鄰、對位產(chǎn)物的比例取決于酚酯的結構、反應條件和催化劑等。例如,用多聚磷酸催化時主要生成對位重排產(chǎn)物,而用四氯化鈦催化時則主要生成鄰位重排產(chǎn)物。反應溫度對鄰、對位產(chǎn)物比例的影響比較大,一般來講,較低溫度<如室溫>下重排有利于形成對位異構產(chǎn)物<動力學控制>,較高溫度下重排有利于形成鄰位異構產(chǎn)物<熱力學控制>。反應機理反應實例Fischer,O-Hepp,E重排N-亞硝基芳胺用鹽酸或氫溴酸或其乙醇溶液處理時氨基氮上的亞硝基轉移到芳核上去形成p-亞硝基芳胺<對位重排>:通常發(fā)生對位重排,但在奈系化合物中如N-亞硝基-N-加基-2-奈胺則發(fā)生鄰位重排成1-亞硝基化合物：反應機理在HCl存在下,N-亞硝基化合物首先解離成仲胺及NOCl然后進行亞硝基化：Gabriel合成法鄰苯二甲酰亞胺與氫氧化鉀的乙醇溶液作用轉變?yōu)猷彵蕉柞啺符},此鹽和鹵代烷反應生成N-烷基鄰苯二甲酰亞胺,然后在酸性或堿性條件下水解得到一級胺和鄰苯二甲酸,這是制備純凈的一級胺的一種方法。有些情況下水解很困難,可以用肼解來代替：反應機理鄰苯二甲酰亞胺鹽和鹵代烷的反應是親核取代反應,取代反應產(chǎn)物的水解過程與酰胺的水解相似。反應實例Gattermann反應重氮鹽用新制的銅粉代替亞銅鹽<見Sandmeyer反應>作催化劑,與濃鹽酸或氫溴酸發(fā)生置換反應得到氯代或溴代芳烴：本法優(yōu)點是操作比較簡單,反應可在較低溫度下進行,缺點是其產(chǎn)率一般較Sandmeyer反應低。反應機理見Sandmeyer反應反應實例Gattermann-Koch反應芳香烴與等分子的一氧化碳及氯化氫氣體在加壓和催化劑<三氯化鋁及氯化亞銅>存在下反應,生成芳香醛：反應機理反應實例Hantzsch合成法兩分子b-羰基酸酯和一分子醛及一分子氨發(fā)生縮合反應,得到二氫吡啶衍生物,再用氧化劑氧化得到吡啶衍生物。這是一個很普遍的反應,用于合成吡啶同系物。反應機理反應過程可能是一分子b-羰基酸酯和醛反應,另一分子b-羰基酸酯和氨反應生成b-氨基烯酸酯,所生成的這兩個化合物再發(fā)生Micheal加成反應,然后失水關環(huán)生成二氫吡啶衍生物,它很溶液脫氫而芳構化,例如用亞硝酸或鐵氰化鉀氧化得到吡啶衍生物：反應實例Gomberg-Bachmann反應芳香重氮鹽在堿性條件下與其它芳香族化合物偶聯(lián)生成聯(lián)苯或聯(lián)苯衍生物：反應機理反應實例Haworth反應萘和丁二酸酐發(fā)生Friedel-Crafts酰化反應然后按標準的方法還原、關環(huán)、還原、脫氫得到多環(huán)芳香族化合物。反應機理見Friedel-Crafts?；磻磻獙嵗鼿ell-Volhard-Zelinski反應羧酸在催化量的三鹵化磷或紅磷作用下,能與鹵素發(fā)生a-鹵代反應生成a-鹵代酸：本反應也可以用酰鹵作催化劑。反應機理反應實例Hinsberg反應伯胺、仲胺分別與對甲苯磺酰氯作用生成相應的對甲苯磺酰胺沉淀,其中伯胺生成的沉淀能溶于堿<如氫氧化鈉>溶液,仲胺生成的沉淀則不溶,叔胺與對甲苯磺酰氯不反應。此反應可用于伯仲叔胺的分離與鑒定。Hofmann烷基化鹵代烷與氨或胺發(fā)生烷基化反應,生成脂肪族胺類：由于生成的伯胺親核性通常比氨強,能繼續(xù)與鹵代烴反應,因此本反應不可避免地產(chǎn)生仲胺、叔胺和季銨鹽,最后得到的往往是多種產(chǎn)物的混合物。用大過量的氨可避免多取代反應的發(fā)生,從而可得到良好產(chǎn)率的伯胺。反應機理反應為典型的親核取代反應<SN1或SN2>反應實例Hofmann消除反應季銨堿在加熱條件下<100--200°C>發(fā)生熱分解,當季銨堿的四個烴基都是甲基時,熱分解得到甲醇和三甲胺:如果季銨堿的四個烴基不同,則熱分解時總是得到含取代基最少的烯烴和叔胺:反應實例Hofmann重排〔降解酰胺用溴<或氯>在堿性條件下處理轉變?yōu)樯僖粋€碳原子的伯胺:反應機理反應實例Houben-Hoesch反應酚或酚醚在氯化氫和氯化鋅等Lewis酸的存在下,與腈作用,隨后進行水解,得到酰基酚或?；用眩悍磻獧C理反應機理較復雜,目前尚未完全闡明反應實例Hunsdieecker反應干燥的羧酸銀鹽在四氯化碳中與鹵素一起加熱放出二氧化碳,生成比原羧酸少一個碳原子的鹵代烴：X=Br,Cl,I反應機理反應實例Kiliani氯化增碳法糖在少量氨的存在下與氫氰酸加成得到a-羥基腈,經(jīng)水解得到相應的糖酸,此糖酸極易轉變?yōu)閮?nèi)酯,將此內(nèi)酯在含水的乙醚或水溶液中用鈉汞齊還原,得到比原來的糖多一個碳原子的醛糖。反應實例Knoevenagel反應含活潑亞甲基的化合物與醛或酮在弱堿性催化劑<氨、伯胺、仲胺、吡啶等有機堿>存在下縮合得到a,b-不飽和化合物。反應機理反應實例Koble反應脂肪酸鈉鹽或鉀鹽的濃溶液電解時發(fā)生脫羧,同時兩個烴基相互偶聯(lián)生成烴類：如果使用兩種不同脂肪酸的鹽進行電解,則得到混合物：反應機理反應實例有機化學反應機理Kolbe,H.SyntbexisofNitroparsffini合成將含等摩爾的α-鹵代羧酸與亞硝酸鈉或鉀的水溶液加熱時,生成-硝基脂肪酸鈉中間體,繼續(xù)加熱起分解作用,失去CO2轉變成硝基烷類及NaHCO3.本方法僅可適用于小量制備碳原子數(shù)在以下的硝基烷類<特別適宜于制備硝基甲烷及硝基乙烷>.而b-鹵代羧酸與亞硝酸鉀作用生成產(chǎn)物不能放出CO2,故不能發(fā)生此反應.反應機理反應實例Leuckart反應醛或酮在高溫下與甲酸銨反應得伯胺:除甲酸銨外,反應也可以用取代的甲酸銨或甲酰銨。反應機理反應中甲酸銨一方面提供氨,另一方面又作為還原劑。反應實例Lossen反應異羥肟酸或其?；镌趩为毤訜峄蛟趬A、脫水劑<如五氧化二磷、乙酸酐、亞硫酰氯等>存在下加熱發(fā)生重排生成異氰酸酯,再經(jīng)水解、脫羧得伯胺：本重排反應后來有過兩種改進方法。反應機理本重排反應的反應機理與Hofmann重排、Curtius反應、Schmidt反應機理相類似,也是形成異氰酸酯中間體：在重排步驟中,R的遷移和離去基團的離去是協(xié)同進行的。當R是手性碳原子時,重排后其構型保持不變：反應實例Mannich反應含有a-活潑氫的醛、酮與甲醛及胺<伯胺、仲胺或氨>反應,結果一個a-活潑氫被胺甲基取代,此反應又稱為胺甲基化反應,所得產(chǎn)物稱為Mannich堿。反應機理反應實例Meerwein-Ponndorf反應醛或酮與異丙醇鋁在異丙醇溶液中加熱,還原成相應的醇,而異丙醇則氧化為丙酮,將生成的丙酮由平衡物中慢慢蒸出來,使反應朝產(chǎn)物方向進行。這個反應相當于Oppenauer氧化的逆向反應。反應機理反應實例Michael加成反應一個親電的共軛體系和一個親核的碳負離子進行共軛加成,稱為Micheal加成：反應機理反應實例Martius,C.A.重排N-烷基苯胺類的鹵氫酸在長時間加熱時〔200~300,則烷基易起重排〔轉移到芳核上的鄰或對位上而生成收率極高的C-烷基苯胺的鹵酸鹽類〔C-alkyl-anilinehydrochlorides>.本反應在理論和實際上均屬重要：反應機理米契爾〔Michael認為N-烷基苯胺-鹽酸鹽在加熱時離解成鹵代烷類及苯胺,然后在氨基的對位起烷基化〔分子間重排。郝金勃登反對此說：反應實例NorrishⅠ和Ⅱ型裂飽和羰基化合物的光解反應過程有兩種類型,NorrishI型和NorrishII型裂解。NorrishI型的特點是光解時羰基與a-碳之間的鍵斷裂,形成?；杂苫蜔N基自由基：不對稱的酮發(fā)生I型裂解時,有兩種裂解方式,一般是采取形成兩個比較穩(wěn)定自由基的裂解方式。環(huán)酮在裂解后不發(fā)生脫羰作用,而是發(fā)生分子內(nèi)的奪氫反應,生成不飽和醛：羰基旁若有一個三碳或大于三碳的烷基,分子有形成六員環(huán)的趨勢,在光化反應后,就發(fā)生分子中奪氫的反應,通常是受激發(fā)的羰基氧奪取g-形成雙自由基,然后再發(fā)生關環(huán)成為環(huán)丁醇衍生物或發(fā)生a,b-碳碳鍵的斷裂,得到烯烴或酮。光化產(chǎn)物發(fā)生a,b-碳碳鍵的斷裂稱為NorrishII型裂解反應：Oppenauer氧化仲醇在叔丁醇鋁或異丙醇鋁和丙酮作用下,氧化成為相應的酮,而丙酮則還原為異丙醇。這個反應相當于Meerwein-Ponndorf反應的逆向反應。反應機理反應實例Orton,K.J.P重排將乙酰苯胺的冷卻飽和水溶液用HOCl處理時得N-氯代乙酰苯胺,后者在干燥狀態(tài)及避光的條件下可以長期放置。N-氯代乙酰苯胺的水溶液在低溫時暗處放置時也是穩(wěn)定的,如果將溶液暴露于光線下則慢慢地轉變?yōu)閜-鄰氯代乙酰苯胺,兩種異構體的產(chǎn)率比為60-80%；40-20%。如果將N-氯代物和鹽酸一起加熱,則幾乎定量地轉變成p-氯代物及少量o-氯代物的混合物。又如將N-溴代-2,6-二甲基-乙酰苯胺溶于醋酸、氯苯等溶液中也會發(fā)生重排成p-位及m-位溴代異構體：反應機理Paal-Knorr反應1,4-二羰基化合物在無水的酸性條件下脫水,生成呋喃及其衍生物。1,4-二羰基化合物與氨或硫化物反應,可得吡咯、噻吩及其衍生物。反應機理反應實例Pschorr反應重氮鹽在堿性條件下發(fā)生分子內(nèi)的偶聯(lián)反應：反應機理一般認為,本反應是通過自由基進行的,在反應時,原料的兩個苯環(huán)必須在雙鍵的同一側,并在同一個平面上。反應實例Prileschajew,N.反應烯屬烴類用一定量的有機過氧酸在無水的惰性有機溶劑中<CHCl3,乙醚等>低溫處理,則生成1,2-環(huán)氧化合物.通常的有機過氧酸有過苯甲酸、過乙酸、過甲酸及過三氟乙酸。本反應也稱為"環(huán)氧化反應"。反應機理反應實例Prins,H.J反應普林斯發(fā)現(xiàn)在酸催化劑下,烯烴和甲醛水溶液一起加熱反應生成1,3-二惡烷,1,3-二醇及烯丙醇等.反應機理1>.酸催化反應:在無機酸存在下,烯烴和醛加成生成1,3-二惡烷和1,3-二醇,二者的比例因酸的濃度和溫度而異.2>.金屬鹵化物催化反應:烯烴和醛在無水條件下反應,生成不飽和醇或1,3-二惡烷.其中以第三烯<如異丁烯>和聚甲醛或三氯乙醛等在AlCl3,SnCl4存在下的反應最為重要得到不飽和醇.例如:反應實例Pinacol-PinacoloneRearrangement重排當片吶醇類在稀H2SO4存在下加熱脫水時發(fā)生特殊的分子內(nèi)部的重排反應生成片吶酮。如用鹽酸、草酸、I2/CH3COOH、CH3COOH等脫水-轉位劑以代替H2SO4可得相同的結局：反應機理反應的關鍵是生成碳正離子:反應實例當片吶醇類在稀H2SO4存在下加熱脫水時發(fā)生特殊的分子內(nèi)部的重排反應生成當片吶醇類在稀H2SO4存在下加熱脫水時發(fā)生特殊的分子內(nèi)部的重排反應生成..Perkin,W.H反應芳醛類不單能和醛、酮或酯類縮合,也能和〔RCH3CO>2O型脂酸酐〔α-位碳上有二個活潑氫原子者在此酸的鈉鹽〔或叔胺存在起"醇醛型縮合"反應生成α,.不飽和酸類。若干脂肪蔟醛也會起這種縮合。反應機理現(xiàn)在通常認為堿性催化劑〔CH3COO-或叔胺奪取酸酐的氫,生成一個酸酐負離子,后者和醛發(fā)生親核加成,生成中間體.-羥基酸酐,然后經(jīng)脫水和水解成α,.不飽和酸：反應實例〔1苯甲醛與乙酐及乙酸鉀加熱縮合,最后生成-苯丙稀酸〔2苯甲醛與丙酐及丙酸鈉縮合,生成α-甲基-.-苯丙稀酸：Pictet-Spengler合成法-異喹啉由苯乙胺與醛在酸催化下反應得到亞胺,然后關環(huán),所得四氫異喹啉很容易脫氫生成異喹啉。芳環(huán)上需有活化基團,才有利于反應,如活化基團在間位,關環(huán)在活化基團的對位發(fā)生,活化基團在鄰位或對位則不發(fā)生關環(huán)反應。本合成法是Bischler-Napieralski合成法的改進方法,廣泛用于合成四氫異喹啉。反應機理反應實例Reformatsky反應醛或酮與a-鹵代酸酯和鋅在惰性溶劑中反應,經(jīng)水解后得到b-羥基酸酯。反應機理首先是a-鹵代酸酯和鋅反應生成中間體有機鋅試劑,然后有機鋅試劑與醛酮的羰基進行加成,再水解：反應實例Reimer-Tiemann反應酚與氯仿在堿性溶液中加熱生成鄰位及對位羥基苯甲酸。含有羥基的喹啉、吡咯、茚等雜環(huán)化合物也能進行此反應。常用的堿溶液是氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉水溶液,產(chǎn)物一般以鄰位為主,少量為對位產(chǎn)物。如果兩個鄰位都被占據(jù)則進入對位。不能在水中起反應的化合物可吡啶中進行,此時只得鄰位產(chǎn)物。反應機理首先氯仿在堿溶液中形成二氯卡賓,它是一個缺電子的親電試劑,與酚的負離子〔Ⅱ發(fā)生親電取代形成中間體〔Ⅲ,〔Ⅲ從溶劑或反應體系中獲得一個質(zhì)子,同時羰基的α-氫離開形成〔Ⅳ或〔Ⅴ,〔Ⅴ經(jīng)水解得到醛。反應實例酚羥基的鄰位或對位有取代基時,常有副產(chǎn)物2,2-或4,4-二取代的環(huán)己二烯酮產(chǎn)生。例如：Reppe合成法烯烴或炔烴、CO與一個親核試劑如H2O,ROH,RNH2,RSH,RCOOH等在均相催化劑作用下形成羰基酸及其衍生物。許多過渡金屬如Ni,Co,Fe,Rh,Ru,Pd等的鹽和絡合物均可作催化劑。反應過程首先形成?；饘?然后和水、醇、胺等發(fā)生溶劑解反應形成酸、酯、酰胺：Robinson縮環(huán)反應含活潑亞甲基的環(huán)酮與a,b-不飽和羰基化合物在堿存在下反應,形成一個二并六員環(huán)的環(huán)系：反應機理本反應分為兩步,第一步是Micheal加成反應,第二步是羥醛縮合反應。反應實例Rosenmund還原酰氯用受過硫－喹啉毒化的鈀催化劑進行催化還原,生成相應的醛：反應物分子中存在硝基、鹵素、酯基等基團時,不受影響。反應實例Ruff遞降反應糖酸鈣在Fe3+存在下,用過氧化氫氧化,得到一個不穩(wěn)定的a-羰基酸,然后失去二氧化碳,得到低一級的醛糖：Riley,H.L.氧化法含有活潑甲基化合物〔特別是羰基化合物,它的羰基的鄰位具有活潑亞甲基者在適當溶劑中〔水、乙醇、乙酸、乙酐、硝基苯、苯、二甲苯等在100℃左右溫度時,用SeO2<或H2SeO3>氧化則亞甲基〔>CH2>轉變成羰基<>C=O>。反應機理其機理有爭議,但是一般都認為此機理最為合理。反應實例〔1醛類氧化〔2酮類氧化〔3酯類氧化〔4烴類氧化Sandmeyer反應重氮鹽用氯化亞銅或溴化亞銅處理,得到氯代或溴代芳烴：這個反應也可以用新制的銅粉和HCl或HBr來實現(xiàn)<Gattermann反應>。反應機理反應實例Schiemann反應芳香重氮鹽和氟硼酸反應,生成溶解度較小的氟硼酸重氮鹽,后者加熱分解生成氟代芳烴：此反應與Sandmeyer反應類似。反應機理本反應屬于單分子芳香親核取代反應,氟硼酸重氮鹽先是分解成苯基正離子,受到氟硼酸根負離子進攻后得到氟代苯。反應實例Schmidt反應羧酸、醛或酮分別與等摩爾的疊氮酸<HN3>在強酸<硫酸、聚磷酸、三氯乙酸等>存在下發(fā)生分子內(nèi)重排分別得到胺、腈及酰胺：其中以羧酸和疊氮酸作用直接得到胺的反應最為重要。羧酸可以是直鏈脂肪族的一元或二元羧酸、脂環(huán)酸、芳香酸等；與Hofmann重排、Curtius反應和Lossen反應相比,本反應胺的收率較高。反應機理本反應的機理與Hofmann重排、Curtius反應和Lossen反應機理相似,也是形成異氰酸酯中間體：當R為手性碳原子時,重排后手性碳原子的構型不變：反應實例Skraup合成法苯胺〔或其他芳胺、甘油、硫酸和硝基苯〔相應于所用芳胺、五氧化二砷〔As2O5>或三氯化鐵等氧化劑一起反應,生成喹啉。本合成法是合成喹啉及衍生物最重要的合成法。苯胺環(huán)上間位有給電子取代基時,主要在給電子取代基的對位關環(huán),得７－取代喹啉；當苯胺環(huán)上間位有吸電子取代基團時,則主要在吸電子取代基團的鄰位關環(huán),得５－取代喹啉。很多喹啉類化合物,均可用此法進行合成。反應機理反應實例也可用α,β-不飽和醛或酮代替甘油,或用飽和醛發(fā)生羥醛縮合反應得到α,β-不飽和醛再進行反應,其結果是一樣的。Sommelet-Hauser反應苯甲基季銨鹽用氨基鈉<或氨基鉀>處理時得到苯甲基三級胺：苯甲基硫Yilide重排生成<2-甲基苯基>-二甲硫醚：反應機理一般認為反應先是發(fā)生[2,3]s遷移,然后互變異構得到重排產(chǎn)物：反應實例Stephen還原-氰還原為醛腈與氯化氫反應,再用無水氯化亞錫的乙醚懸浮液還原,水解生成醛：反應實例Stevens重排季銨鹽分子中與氮原子相連的碳原子上具有吸電子的取代基Y時,在強堿作用下,得到一個重排的三級胺：Y=RCO,ROOC,Ph等,最常見的遷移基團為烯丙基、二苯甲基、3-苯基丙炔基、苯甲酰甲基等。硫Ylide也能發(fā)生這樣的反應：反應機理反應的第一步是堿奪取酸性的a-氫原子形成內(nèi)鎓鹽,然后重排得三級胺。硫Ylide的反應是通過溶劑化的緊密自由基對進行的,重排時,與硫原子相連的苯甲基轉移到硫的a-碳原子上。由于自由基對的結合非常快,因此,當苯甲基的碳原子是個手性碳原子時,重排后其構型保持不變。反應實例有機化學反應機理Bischler-Napieralski合成法苯乙胺羧酸或酰氯反應形成酰胺,然后在脫水劑如五氧化二磷、三氯氧磷、五氯化磷等作用下,脫水關環(huán),再脫氫得1-取代異喹啉化合物。本合成法是合成1-取代異喹啉化合物最常用的方法。關環(huán)是芳環(huán)的親電取代反應,芳環(huán)上有活化基團存在時反容易進行,如活化基團在間位,關環(huán)發(fā)生在活化基團的對位,得6-取代異喹啉。芳環(huán)上如有鈍化基團,則反應不易進行。反應機理反應實例Schiemann,G.反應希門等發(fā)明一種芳香核上導入氟原子的間接方法。反應分成二步：先將芳伯胺制成不溶性氟硼酸重氮鹽,然后將后者干燥后適當條件下加熱分解,而生成芳香族的氟化物。反應機理關于氟硼酸重氮鹽的分解機構,尚不十分明確,不同有三種不同的解釋：〔1正碳離子學說：〔2游基學說：〔3分子重排反應實例〔1氯苯制備：Schmidin,J.乙烯酮合成RCH=C=O型氣態(tài)烯酮類系高度不飽和的化合物反應性能很活潑,其中以CH2=C=O乙烯酮為最簡單。其合成方法如下：此方法不宜制備高級烯酮。反應機理反應實例Tiffeneau-Demjanov重排氨甲基環(huán)烷醇與亞硝酸反應,得到擴大一個碳原子的環(huán)酮,產(chǎn)率比Demjanov重排反應要好。本反應適合于制備5-9個碳原子的環(huán)酮,尤其是5-7個碳原子的環(huán)酮。反應機理反應實例