克萊森重排反應(yīng).doc

1、文檔來源為 :從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持 .克萊森重排反應(yīng) （ Claisen 重排反應(yīng) ）的最初形式是一個 烯丙基苯基醚 在高溫（ 200 C）下發(fā)生的一個 重排反應(yīng) ，產(chǎn)物是鄰位烯丙基 苯酚 。反應(yīng)的機理是 3,3 重排（是史上第一個發(fā)現(xiàn)的 3,3 重排反應(yīng)），產(chǎn)物 4- 烯酮因 芳香性 的需要 互變異構(gòu) 為酚。這個反應(yīng)的特點是高度的區(qū)域選擇性 ，產(chǎn)物大部分是鄰位的。與弗里斯重排 的性質(zhì)很相似。而當(dāng)苯環(huán)的兩個鄰位都被“堵”住的時候，反應(yīng)產(chǎn)物是對位烯丙基取代物。這是因為中間產(chǎn)物發(fā)生了一個 科普重排反應(yīng) 所致 “分子自有其道（ molecules have a way

2、 of hanging on）”。審視整個過程可以看到：克萊森重排的驅(qū)動力是生成熱力學(xué)上最穩(wěn)定的取代度最大的“烴”。烯克萊森重排起初是在芳香化合物中發(fā)現(xiàn)的（ 1912 年），這與當(dāng)時（ 20 世紀(jì)初期）合成化學(xué)家“玩”的范圍局限在芳香烴上有關(guān)。到后來發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)可以拓展到非芳香化合物，而這種拓展非常重要，因為克萊森重排反應(yīng)立刻變成了合成上一個非常有用的反應(yīng)：反應(yīng)生成了一個新的碳碳鍵，得到一個 4- 烯羰基化合物，而烯鍵可以繼續(xù)往下做衍生，得到其他的化合物。而現(xiàn)代有機合成在克萊森反應(yīng)的啟發(fā)下催生出眾多“變體”：貝勒斯 (Bellus)變體：埃申莫瑟 (Eschenmoser) 變體：艾蘭德 (Ir

3、eland)變體：強生 (Johnson) 變體： 編輯 天然界的存在在植物代謝的 莽草酸途徑 中從分支酸 到預(yù)苯酸 的轉(zhuǎn)換步驟就是一個克萊森重排；該反應(yīng)受分支酸歧化酶 的催化。預(yù)苯酸是一個重要的前體化合物，生物體內(nèi)含苯環(huán)的天然化合物有一大半是由預(yù)苯酸轉(zhuǎn)換過來的。嚬哪醇重排（英：pinacol rearrangement ）是一個 鄰二醇 在酸催化下脫水并發(fā)生取代基 重排生成羰基化合物的反應(yīng)。 12 。這一類反應(yīng)由于 嚬哪醇（2,3- 二甲基 -2,3- 丁二醇）轉(zhuǎn)換為 嚬哪酮（3,3-二甲基 -2- 丁酮）的反應(yīng)最具代表性，因而得名。反應(yīng)的關(guān)鍵步驟是一個 碳正離子 的 1,2-重排。編輯反應(yīng)

4、機理1. 兩個羥基其中之一接受一個 質(zhì)子之后脫去一分子水，形成 碳正離子 ；2. 發(fā)生 1,2- 重排，一個基團從未脫去羥基的碳上向有正電荷的碳上轉(zhuǎn)移；文檔來源為 :從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持 .3. 羥基上脫去一個質(zhì)子，其氧原子與碳成雙鍵，反應(yīng)結(jié)束。第 1 步中，傾向生成穩(wěn)定的碳正離子，級數(shù)較高的碳上的羥基容易脫去。第 2 步中，傾向轉(zhuǎn)移 給電子性 大的基團， 芳基比烷基易于轉(zhuǎn)移，烷基易于氫。傅里德克拉夫茨反應(yīng)，簡稱傅克反應(yīng) ，是一類 芳香族親電取代反應(yīng) ， 1877 年由法國化學(xué)家 查爾斯傅里德（Friedel C ）和美國化學(xué)家 詹姆斯克拉夫茨 （ Crafts

5、 J ）共同發(fā)現(xiàn)。 1 該反應(yīng)主要分為兩類： 烷基化 反應(yīng)和 ?；?反應(yīng)。傅克反應(yīng) :(1)傅克烷基化反應(yīng);(2)傅克?；磻?yīng) 編輯 傅克烷基化反應(yīng)傅克烷基化反應(yīng)在強 路易斯酸 的催化下使用 鹵代烴 對一個 芳環(huán)進行烷基化。假設(shè)使用無水氯化鐵 作為催化劑 ，在氯化鐵 的作用下，鹵代物產(chǎn)生 碳正離子 ，碳正離子進攻 苯環(huán)并取代環(huán)上的氫，最后產(chǎn)生烷基芳香族化合物和氯化氫 ?？偡磻?yīng)式如下：傅克烷基化機理這類反應(yīng)有個嚴(yán)重缺點：由于烷基側(cè)鏈的供電性，反應(yīng)產(chǎn)物比起原料具有更高的 親核性 ，于是產(chǎn)物 苯環(huán) 上的另一個氫繼續(xù)被 烷基 所取代，導(dǎo)致了過烷基化現(xiàn)象而形成了眾多副產(chǎn)物。 由于這類反應(yīng)是可逆的，還

6、可能出現(xiàn)烷基被其他基團所取代的副產(chǎn)物（例如被氫取代時，也稱為傅克脫烷基化反應(yīng) ）；另外長時間的反應(yīng)也會導(dǎo)致基團的移位，通常是轉(zhuǎn)移至 空間位阻 較小、熱力學(xué) 穩(wěn)定的間位產(chǎn)物。另外如果氯不是處于三級碳原子（ 叔碳 原子）上，還有可能發(fā)生 碳正離子重排反應(yīng) ，而這取決于碳正離子的穩(wěn)定性： 即三級碳 二級碳 一級碳。 空間位阻效應(yīng)可以被利用于限制烷基化的數(shù)量， 比如 1，4- 二甲氧基苯的叔丁基化反應(yīng)。1， 4-二甲氧基苯的叔丁基化烷基化的底物并不局限于鹵代烴類，傅克烷基化可以使用任何的碳正離子 中間體參與反應(yīng)，如一些 烯烴，質(zhì)子酸 ，路易斯酸 ，烯酮，環(huán)氧化合物 的衍生物。如合成1- 氯 -2- 甲

7、基-2- 苯基丙烷 就可以從苯與3- 氯-2- 甲基丙烯進行反應(yīng): 61-氯-2-甲基 -2-苯基丙烷的合成曾有研究實例表明親電試劑還能選用由烯烴和NBS生成的 溴離子 。7通過烯烴的傅克烷基化文檔來源為 :從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持 .在這個反應(yīng)中 三氟甲磺酸釤 被認(rèn)為在鹵離子形成中活化了NBS的供鹵素能力。 編輯 傅克去烷基化反應(yīng)傅克烷基化是一個 可逆反應(yīng) 。在 逆向傅克反應(yīng) 或者稱之為 傅克去烷基化反應(yīng) 當(dāng)中烷基可以在質(zhì)子或者 路易斯酸 的存在下去除。例如 , 在用溴乙烷 對苯的多重取代當(dāng)中， 由于烷基是一個 活化基團 ，原來期待能夠得到 鄰對位 取代的產(chǎn)物。

8、然而真正的反應(yīng)產(chǎn)物是 1,3,5- 三甲基苯， 即所有烷基取代都是 間位取代 。8 熱力學(xué)反應(yīng)控制 使得該反應(yīng)產(chǎn)生了熱力學(xué)上更穩(wěn)定的 間位產(chǎn)物。通過化學(xué)平衡 ，間位產(chǎn)物比起鄰對位產(chǎn)物降低了 空間位阻 。因此反應(yīng)最終的產(chǎn)物是一系列烷基化與去烷基化共同作用的結(jié)果。2,4,6-三乙基苯的合成傅克?；磻?yīng)主條目： 傅克酰基化反應(yīng)傅克?；磻?yīng)是在強 路易斯酸 做催化劑條件下，讓 酰氯與苯環(huán)進行?；姆磻?yīng)。此反應(yīng)還可以使用 羧酸酐 作為?；噭磻?yīng)條件類似于烷基化反應(yīng)的條件。?；磻?yīng)比起烷基化反應(yīng)來說具有一定的優(yōu)勢：由于羰基的吸電子效應(yīng)的影響 （鈍化基團） ，反應(yīng)產(chǎn)物（酮）通常不會像烷基化產(chǎn)物一樣繼

9、續(xù)多重?；?。而且該反應(yīng)不存在碳正離子 重排，這是由于?；x子可以共振到氧原子上從而穩(wěn)定碳離子 （不同于烷基化形成的烷基碳正離子，正電荷非常容易重排到取代基較多的碳原子上）。生成的?；梢杂每巳R門森還原反應(yīng)、沃爾夫凱惜納黃鳴龍還原反應(yīng)或者催化氫化 等反應(yīng)轉(zhuǎn)化為烷基。條件：氯化鋁為催化劑，回流，無水傅克?；某晒εc否取決于酰氯試劑的穩(wěn)定性。比如甲酰氯就由于不穩(wěn)定而不能進行，因此合成苯甲醛就需要其他的方法，如 Gattermann-Koch 反應(yīng)：在氯化鋁 和氯化亞銅 的催化下，通過 苯、一氧化碳 與氯化氫 在高壓當(dāng)中合成。 編輯 反應(yīng)機理第一步是在路易斯酸的條件下，氯的解離形成?；颊x子：第二步是接下來的芳環(huán)親電試劑進攻?；x子：最后一步，電荷轉(zhuǎn)移至氯原子形成HCL,而 AlCl 3 催化劑重新形成：如果需要