藥物合成教學資料 重排反應

第五章重排反應RearrangementReaction精選課件A:重排起點原子,B:重排終點原子,W:重排基團在同一分子內(nèi)，一個基團從一個原子遷移至另一個原子而形成一個新分子的反應稱為重排反應精選課件離子型機理

親核重排親電重排自由基重排σ-鍵遷移重排

周環(huán)機理重排按反應歷程分類精選課件根據(jù)起點原子與終點原子的相對位置分類1,2-遷移1,3-遷移1,4-遷移1,5-遷移3,3-遷移σ-遷移，實例少精選課件從碳原子到碳原子的重排從碳原子到雜原子的重排從雜原子到碳原子的重排-鍵遷移重排按起點原子和終點原子的種類分類精選課件重排反應機理復雜多樣，規(guī)律性不強，在此就不羅列講解了，后續(xù)課程會結(jié)合具體的重排反應進行講解，此部分內(nèi)容僅供參考第一節(jié)重排反應機理精選課件一、Wagner-Meerwein重排第二節(jié)從碳原子到碳原子的重排精選課件(如果R4=H)(如果R2含一個α-氫)R=烷基、芳基或氫1.反應通式精選課件(如果R4=H)(如果R2含一個α-氫)R=烷基、芳基或氫1.反應通式L精選課件2、反應機理精選課件精選課件3.影響因素(1)碳正離子的穩(wěn)定性正常反應的中間體碳正離子已是最穩(wěn)定了，不重排精選課件由仲碳正離子重排成叔碳正離子，更穩(wěn)定由仲碳正離子重排成芐位碳正離子，更穩(wěn)定精選課件重排生成更穩(wěn)定的碳正離子是Wagner-Meerwein重排的驅(qū)動力精選課件①由鹵代烴獲取碳正離子(2)碳正離子的形成鹵代烴溶于強的極性溶劑，或加入Lewis酸，如銀離子奪取鹵素，形成碳正離子精選課件②醇與酸作用形成碳正離子精選課件③烯烴經(jīng)質(zhì)子加成后形成碳正離子④胺與亞硝酸作用形成碳正離子精選課件4.應用特點(1)鹵代烴Wagner-Meerwein重排精選課件(2)醇類化合物Wagner-Meerwein重排精選課件(3)烯烴化合物Wagner-Meerwein重排精選課件(4)胺化合物Wagner-Meerwein重排精選課件精選課件連二醇類化合物用酸處理時重排生成醛或酮的反應，稱為Pinacol重排反應。二、Pinacol重排1.反應通式R=烷基、芳基或氫精選課件2.反應機理精選課件重排的方向哪個碳上的羥基更容易離去成為正碳離子？羥基離去后形成的碳正離子越穩(wěn)定越有利于重排3.影響因素(1)碳正離子的穩(wěn)定性精選課件精選課件精選課件精選課件(2)立體化學因素的影響遷移基與離去基互成反應式才能遷移精選課件(3)反應條件的影響精選課件(4)遷移基團的遷移能力芳基≈氫≈乙烯基>叔丁基>>環(huán)丙基>仲烷基>伯烷基使正電荷穩(wěn)定（好的供電性）的取代基遷移傾向大精選課件精選課件(94%)(6%)精選課件4.應用特點(1)Pinacol重排制備Pinacolone精選課件(2)Semipinacol重排制備酮類化合物X=Cl、Br、I、SR、OTs、OMs精選課件①β-氨基醇類精選課件精選課件②β-鹵代醇類精選課件③制備環(huán)狀酮精選課件精選課件三、二苯基乙二酮——二苯乙醇酸型重排二苯基乙二酮(苯偶酰)類化合物用堿處理，生成二苯基-羥基酸(二苯乙醇酸)的反應稱為苯偶酰-二苯乙醇酸型重排反應。1.反應通式精選課件2.反應機理精選課件4.應用特點(1)制備二芳基乙醇酸精選課件精選課件(2)制備環(huán)狀酮縮小一個碳精選課件1.反應通式四、Favorskii重排-鹵代酮在親核堿(NaOH,RONa等)存在的條件下，發(fā)生重排得到羧酸鹽、酯或酰胺的反應稱為Favorski重排精選課件2.反應機理精選課件重排產(chǎn)物的羧羰基保留在哪個α碳上？PK穩(wěn)定性3.影響因素(1)反應物α-鹵代酮的影響精選課件中間體環(huán)丙酮開環(huán)后形成的負碳離子穩(wěn)定性較高的，導向重排產(chǎn)物共軛結(jié)構(gòu)有利于碳負離子的穩(wěn)定精選課件取代基少的碳負離子較穩(wěn)定精選課件精選課件重排產(chǎn)物堿NaOH,KOHNaOR,KORNaNH2,KNH2HNR2(2)催化劑的影響精選課件精選課件4.應用特點(1)由α-鹵代酮制備羧酸衍生物精選課件(2)由α,α’-二鹵代酮制備α,β-不飽和羧酸衍生物精選課件精選課件精選課件(3)由α-鹵代環(huán)酮制備少一個碳原子的環(huán)狀羧酸衍生物精選課件精選課件精選課件五、Wolff重排和Arndt-Eistert合成在光、熱或金屬化合物催化下，α-重氮酮重排生成烯酮的反應稱為Wolff重排。Wolff重排1.反應通式精選課件Arndt-Eistert合成精選課件2.反應機理精選課件3.影響因素精選課件4.應用特點(1)由羧酸制備多一個碳原子的酸或其衍生物精選課件(2)由α-重氮酮制備縮環(huán)產(chǎn)物精選課件精選課件精選課件第三節(jié)從碳原子到雜原子的重排一、Beckmann重排肟類化合物在酸性催化劑作用下，烴基向氮原子遷移，生成取代酰胺的反應，稱為Beckmann重排1.反應通式精選課件2.反應機理精選課件(1)催化劑的影響3.影響因素質(zhì)子酸(H+)，使肟生成羊離子（羊鹽），以促進羥基消除常用的質(zhì)子酸：H2SO4,HCl,H3PO4，多聚磷酸精選課件非質(zhì)子酸，將肟羥基轉(zhuǎn)化為易于脫離的基團(離去性強的基團)常用非質(zhì)子酸：POCl3,PCl5,SOCl2,MeSO2Cl,PhSO2Cl精選課件(2)溶劑的影響(3)酮肟結(jié)構(gòu)的影響精選課件4.應用特點(1)脂環(huán)酮肟生成擴環(huán)內(nèi)酰胺精選課件(2)立體專一性Beckmann重排中，與離去羥基處于反位的基團發(fā)生遷移，具立體專一性精選課件(3)制備苯并噁唑或苯并咪唑衍生物精選課件精選課件二、Hofmann重排未取代的酰胺與次溴酸鈉(或溴與氫氧化鈉)作用，得到少一個碳原子的伯胺的反應稱為Hofmann重排1.反應通式精選課件2.反應機理精選課件3.影響因素(1)反應條件的影響如果R為脂肪取代基，碳原子數(shù)小于8精選課件所用的堿用醇鈉代替氫氧化鈉，重排后的異氰酸酯與醇作用得到氨基甲酸酯精選課件Pb(OAc)4（LTA)，高價碘試劑（苯基二乙?；猓┑纫部纱偈笻ofmann重排的發(fā)生。精選課件(2)反應物酰胺結(jié)構(gòu)的影響精選課件4.應用特點(1)由酰胺制備少一個碳原子的伯胺精選課件(2)由酰胺制備少一個碳原子的氨基甲酸酯精選課件精選課件三、Curtius重排酰基疊氮化合物加熱分解為異氰酸酯的反應稱為Curtius重排1.反應通式精選課件2.反應機理精選課件3.影響因素：反應物?；B氮化合物的制備(1)酰鹵與疊氮化鈉反應(2)混合酸酐與疊氮化鈉反應精選課件(3)酰基肼與亞硝酸反應(4)羧酸與二苯基磷酰疊氮(DPPA)反應精選課件4.應用特點精選課件(1)制備伯胺精選課件(2)制備氨基甲酸酯精選課件精選課件四、Schmidt反應(1)反應通式精選課件2.反應機理(1)羧酸與疊氮酸的反應機理精選課件4.應用特點(1)由羧酸制備伯胺(2)由酮制備酰胺精選課件精選課件Hofmann降解操作簡便收率較高Schimidt反應Curtius重排精選課件酮類與過氧酸反應，重排轉(zhuǎn)化為酯，稱為Baeyer-Villiger反應五、Baeyer-Villiger氧化/重排1.反應通式精選課件2.反應機理精選課件3.影響因素(1)過氧酸過氧乙酸三氟過氧乙酸過氧苯甲酸間氯過氧苯甲酸后發(fā)現(xiàn)廉價、方便的H2O2/HOAc精選課件(2)酮的結(jié)構(gòu)烴基遷移能力順序：叔烷基>環(huán)己基、仲烷基，芐基、苯基>伯烷基>甲基芳環(huán)上有給電子基時，遷移能力增強；有吸電子基時，遷移能力降低精選課件精選課件4.應用特點(1)酮轉(zhuǎn)化為酯精選課件(2)醛轉(zhuǎn)化為酸或甲酸酯精選課件精選課件第四節(jié)從雜原子到碳原子的重排一、Stevens重排季銨鹽分子中連于氮原子的碳原子上具有吸電子的基團取代時，在強堿性條件下，可重排生成叔胺的反應稱為Stevens重排反應。1.反應通式精選課件2.反應機理3.影響因素(1)堿的強弱氮原子的α-碳上連有吸電子、芳基等可以穩(wěn)定碳負離子的取代基時，可用較弱的堿；α-碳上連有給電子取代基時，要用較強的堿精選課件3.影響因素(1)季銨鹽的結(jié)構(gòu)季銨的四個取代基中，哪一個取代上的α-碳形成碳負離子（即終點原子）？碳負離子穩(wěn)定性大的α-碳優(yōu)先精選課件季銨鹽的四個取代基，哪一個遷移呢？基團形成的碳正離子越穩(wěn)定，遷移能力越強精選課件4.應用特點(1)由季銨鹽制備叔胺二、Sommelet-Hauser重排（不講）精選課件三、Wittig醚重排醚類化合物和烷基鋰或氨基鈉作用重排生成醇的反應，稱為Wittig醚重排反應1.反應通式精選課件2.反應機理精選課件第五節(jié)-鍵遷移重排協(xié)同反應中，一個原子或基團從起點原子上的-鍵越過共軛的電子系統(tǒng)，遷移到分子內(nèi)的一個新位置上，形成新的鍵稱為-遷移重排精選課件一、Claisen重排烯丙基芳基醚加熱重排成鄰烯丙基酚類的反應稱Claisen重排1.反應通式精選課件2.反應機理精選課件精選課件4.應用特點(1)在芳環(huán)上引入烯丙基(2)脂肪族Claisen重排精選課件精選課件