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文檔簡介
1、有機(jī)化學(xué)中的人名反應(yīng)1Arbuzov 反應(yīng) 鹵代烷反應(yīng)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(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)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(tuán)。本反應(yīng)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(yīng)制得: 一般認(rèn)為是按 SN2 進(jìn)行的分子內(nèi)重排反應(yīng): 2Arndt-Eister 反應(yīng)
2、60; 酰氯與重氮甲烷反應(yīng),然后在氧化銀催化下與水共熱得到酸。 重氮甲烷與酰氯反應(yīng)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(yīng)生成酸,若與醇或氨(胺)反應(yīng),則得酯或酰胺。 3Baeyer-Villiger 反應(yīng) 過酸先與羰基進(jìn)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(tuán)中與羰
3、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(yīng) 具有光學(xué)活性的3-苯基丁酮和過酸反應(yīng),重排產(chǎn)物手性碳原子的枸型保持不變,說明反應(yīng)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(tuán)均可遷移,但是還是有一定的選擇性,按遷移能力其順序為:4 Beckmann 重排 肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能產(chǎn)生強(qiáng)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(yīng)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:
4、0; 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(tuán)遷移到缺電子的氮原子上,所形成的碳正離子與水反應(yīng)得到酰胺。 遷移基團(tuán)如果是手性碳原子,則在遷移前后其構(gòu)型不變。5 Bouveault-Blanc 還原 脂肪族羧酸酯可用金屬鈉和醇還原得一級醇。,-不飽和羧酸酯還原得相應(yīng)的飽和醇。芳香酸酯也可進(jìn)行本反應(yīng),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。 首先酯從金屬鈉獲得一個電子還原為自由基負(fù)離子,然后從醇中奪取一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂苫購拟c得一個電子生成負(fù)離
5、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(yīng)的醇。 6Bucherer 反應(yīng) 萘酚及其衍生物在亞硫酸或亞硫酸氫鹽存在下和氨進(jìn)行高溫反應(yīng),可得萘胺衍生物,反應(yīng)是可逆的。 反應(yīng)時如用一級胺或二級胺與萘酚反應(yīng)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。 本反應(yīng)的機(jī)理為加成消除過程,反應(yīng)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()或烯胺(),它們再進(jìn)行
6、下一步互變異構(gòu)為酮()或亞胺():7Cannizzaro 反應(yīng) 凡位碳原子上無活潑氫的醛類和濃NaOH或KOH水或醇溶液作用時,不發(fā)生醇醛縮合或樹脂化作用而起歧化反應(yīng)生成與醛相當(dāng)?shù)乃?成鹽)及醇的混合物。此反應(yīng)的特征是醛自身同時發(fā)生氧化及還原作用,一分子被氧化成酸的鹽,另一分子被還原成醇: 脂肪醛中,只有甲醛和與羰基相連的是一個叔碳原子的醛類,才會發(fā)生此反應(yīng),其他醛類與強(qiáng)堿液,作用發(fā)生醇醛縮合或進(jìn)一步變成樹脂狀物質(zhì)。 醛首先和氫氧根負(fù)離子進(jìn)行親核加成得
7、到負(fù)離子,然后碳上的氫帶著一對電子以氫負(fù)離子的形式轉(zhuǎn)移到另一分子的羰基不能碳原子上。8Chibabin 反應(yīng) 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(yīng),得到相應(yīng)的氨基衍生物,如吡啶與氨基鈉反應(yīng)生成2-氨基啶,如果位已被占據(jù),則得-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(yīng)。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(yīng)機(jī)理可能是
8、吡啶與氨基首先加成,(),()轉(zhuǎn)移一個負(fù)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(),此小量的()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:9Claisen 酯縮合反應(yīng)含有-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-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。 乙酸乙酯的-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pKa15.9),因此,乙酸乙酯與乙醇鈉作用所形成的負(fù)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
9、比較強(qiáng)的酸,能與乙醇鈉作用形成穩(wěn)定的負(fù)離子,從而使平衡朝產(chǎn)物方向移動。所以,盡管反應(yīng)體系中的乙酸乙酯負(fù)離子濃度很低,但一形成后,就不斷地反應(yīng),結(jié)果反應(yīng)還是可以順利完成。 10Claisen 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(dāng)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(yīng)。 交叉反應(yīng)實驗證明:Claisen重排是分子內(nèi)的重排。采用 g-碳 14C 標(biāo)記
10、的烯丙基醚進(jìn)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。 Claisen 重排是個協(xié)同反應(yīng),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(yīng)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3,3s 遷移和一次由酮式到烯醇式的互變異構(gòu);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3,3s 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(gòu),接著又發(fā)生一次3,3s 遷移(Cope 重排)到對位,然后經(jīng)互變異構(gòu)得到對位烯丙
11、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(gòu)型還是E-構(gòu)型,重排后的新雙鍵的構(gòu)型都是E-型,這是因為重排反應(yīng)所經(jīng)過的六員環(huán)狀過渡態(tài)具有穩(wěn)定椅式構(gòu)象的緣故。11Cope 消除反應(yīng) 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(jìn)行反應(yīng),例如在干燥的二甲亞砜或四氫呋喃中這個反應(yīng)可在室溫進(jìn)行。此反應(yīng)條件溫和、副反應(yīng)少,反應(yīng)過程中不發(fā)生重排,可用來制備許多烯烴。當(dāng)氧化叔胺的一個烴基上二個位
12、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(gòu)時,一般以 E-型為主。例如: 這個反應(yīng)是E2順式消除反應(yīng),反應(yīng)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(jìn)攻的堿: 要產(chǎn)生這樣的環(huán)狀結(jié)構(gòu),氨基和-氫原子必須處于同一側(cè),并且在形成五員環(huán)過度態(tài)時,,-碳原子上的原子基團(tuán)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(jìn)行消除反應(yīng)。12Cope 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(yīng)
13、(Claisen 重排)反應(yīng)稱為Cope重排。這個反應(yīng)30多年來引起人們的廣泛注意。1,5-二烯在150200單獨加熱短時間就容易發(fā)生重排,并且產(chǎn)率非常好。 Cope重排屬于周環(huán)反應(yīng),它和其它周環(huán)反應(yīng)的特點一樣,具有高度的立體選擇性。 Cope重排是3,3s-遷移反應(yīng),反應(yīng)過程是經(jīng)過一個環(huán)狀過渡態(tài)進(jìn)行的協(xié)同反應(yīng): 在立體化學(xué)上,表現(xiàn)為經(jīng)過椅式環(huán)狀過渡態(tài):13Curtius 反應(yīng) 酰基疊氮化物在惰性溶劑中加熱分解生成異氰酸酯: &
14、#160; 異氰酸酯水解則得到胺:14 Edvhweiler-Clarke 反應(yīng) 在過量甲酸存在下,一級胺或二級胺與甲醛反應(yīng),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(yīng)機(jī)理 15Favorskii 重排 a-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(dǎo)致環(huán)縮小。 如用醇鈉的醇溶液,則得羧酸酯反應(yīng)機(jī)理16Friedel-Crafts 烷基化反應(yīng)
15、; 芳烴與鹵代烴、醇類或烯類化合物在Lewis催化劑(如AlCl3,F(xiàn)eCl3, H2SO4, H3PO4, BF3, HF等)存在下,發(fā)生芳環(huán)的烷基化反應(yīng)。 鹵代烴反應(yīng)的活潑性順序為:RF > RCl > RBr > RI ; 當(dāng)烴基超過3個碳原子時,反應(yīng)過程中易發(fā)生重排。 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
16、進(jìn)攻芳環(huán)形成中間體s-絡(luò)合物,然后失去一個質(zhì)子得到發(fā)生親電取代產(chǎn)物: 17Friedel-Crafts ?;磻?yīng) 芳烴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)生酰基化反應(yīng),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(yīng)機(jī)理18Fries 重排 酚酯在Lewis酸存在下加熱,可發(fā)生?;嘏欧磻?yīng),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(jìn)行,也可以不用溶劑直接加熱進(jìn)行。 &
17、#160; 鄰、對位產(chǎn)物的比例取決于酚酯的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)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(yīng)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(gòu)產(chǎn)物(動力學(xué)控制),較高溫度下重排有利于形成鄰位異構(gòu)產(chǎn)物(熱力學(xué)控制)。反應(yīng)機(jī)理 19Gabriel 合成法 鄰苯二甲酰亞胺與氫氧化鉀的乙醇溶液作用轉(zhuǎn)變?yōu)猷彵蕉柞啺符},此鹽和鹵代烷反應(yīng)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
18、級胺和鄰苯二甲酸,這是制備純凈的一級胺的一種方法。 反應(yīng)機(jī)理 鄰苯二甲酰亞胺鹽和鹵代烷的反應(yīng)是親核取代反應(yīng),取代反應(yīng)產(chǎn)物的水解過程與酰胺的水解相似。20Gattermann-Koch 反應(yīng) 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(yīng),生成芳香醛:反應(yīng)機(jī)理21Gomberg-Bachmann 反應(yīng) 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(yīng)機(jī)理22Hantzsch 合成法 兩分子b-羰基酸酯和一分子醛
19、及一分子氨發(fā)生縮合反應(yīng),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(yīng),用于合成吡啶同系物。反應(yīng)機(jī)理 反應(yīng)過程可能是一分子b-羰基酸酯和醛反應(yīng),另一分子b-羰基酸酯和氨反應(yīng)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(yīng),然后失水關(guān)環(huán)生成二氫吡啶衍生物,它很溶液脫氫而芳構(gòu)化,例如用亞硝酸或鐵氰化鉀氧化得到吡啶衍生物:23Hell-Volhard-Zelinski 反應(yīng) 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(yīng)生成a-鹵代酸: 本反應(yīng)也可以用酰鹵作催
20、化劑。反應(yīng)機(jī)理24Hinsberg 反應(yīng) 伯胺、仲胺分別與對甲苯磺酰氯作用生成相應(yīng)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(yīng)。此反應(yīng)可用于伯仲叔胺的分離與鑒定。25Hofmann 烷基化 鹵代烷與氨或胺發(fā)生烷基化反應(yīng),生成脂肪族胺類: 由于生成的伯胺親核性通常比氨強(qiáng),能繼續(xù)與鹵代烴反應(yīng),因此本反應(yīng)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(yīng)的發(fā)生,從而可
21、得到良好產(chǎn)率的伯胺。反應(yīng)機(jī)理 反應(yīng)為典型的親核取代反應(yīng)(SN1或SN2)26Hofmann 消除反應(yīng) 季銨堿在加熱條件下(100-200°C)發(fā)生熱分解,當(dāng)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:27Hofmann 重排(降解) 酰胺用溴(或氯)在堿性條件下處理轉(zhuǎn)變?yōu)樯僖粋€碳原子的伯胺:反應(yīng)機(jī)理 28Hunsdieecker 反應(yīng) 干
22、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(yīng)機(jī)理29Knoevenagel 反應(yīng) 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(jī)堿)存在下縮合得到a,b-不飽和化合物。 反應(yīng)機(jī)理30 Koble 反應(yīng) 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(jìn)行電解,則得到混合物: 反應(yīng)機(jī)理31Leuckart 反應(yīng)
23、 醛或酮在高溫下與甲酸銨反應(yīng)得伯胺: 除甲酸銨外,反應(yīng)也可以用取代的甲酸銨或甲酰銨。反應(yīng)機(jī)理 反應(yīng)中甲酸銨一方面提供氨,另一方面又作為還原劑。32.Lossen 反應(yīng) 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(yīng)后來有過兩種改進(jìn)方法。反應(yīng)機(jī)理 本重排反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理與 Hofmann 重排、Curtius 反應(yīng)、Schmid
24、t 反應(yīng)機(jī)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(tuán)的離去是協(xié)同進(jìn)行的。當(dāng)R是手性碳原子時,重排后其構(gòu)型保持不變:33. Mannich 反應(yīng) 含有a-活潑氫的醛、酮與甲醛及胺(伯胺、仲胺或氨)反應(yīng),結(jié)果一個a-活潑氫被胺甲基取代,此反應(yīng)又稱為胺甲基化反應(yīng),所得產(chǎn)物稱為Mannich堿。反應(yīng)機(jī)理34.Meerwein-Ponndorf 反應(yīng) 醛或酮與異丙醇鋁在異丙醇溶液中加熱,還原成相應(yīng)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(yīng)朝產(chǎn)物方向進(jìn)行。這個反應(yīng)相當(dāng)于O
25、ppenauer氧化的逆向反應(yīng)。反應(yīng)機(jī)理35.Michael 加成反應(yīng) 一個親電的共軛體系和一個親核的碳負(fù)離子進(jìn)行共軛加成,稱為Micheal加成: 反應(yīng)機(jī)理36.Norrish 和 型裂 飽和羰基化合物的光解反應(yīng)過程有兩種類型,Norrish I型和Norrish II型裂解。 Norrish I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
26、后不發(fā)生脫羰作用,而是發(fā)生分子內(nèi)的奪氫反應(yīng),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(yīng)后,就發(fā)生分子中奪氫的反應(yīng),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(guān)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Norrish II型裂解反應(yīng):37. 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(yīng)的酮,而丙酮則還原為異丙醇。這個反應(yīng)相當(dāng)于Meerwein-Ponndorf反應(yīng)的逆向反應(yīng)。 反
27、應(yīng)機(jī)理38.Paal-Knorr 反應(yīng) 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(yīng),可得吡咯、噻吩及其衍生物。反應(yīng)機(jī)理39.Pschorr 反應(yīng) 重氮鹽在堿性條件下發(fā)生分子內(nèi)的偶聯(lián)反應(yīng): 反應(yīng)機(jī)理 一般認(rèn)為,本反應(yīng)是通過自由基進(jìn)行的,在反應(yīng)時,原料的兩個苯環(huán)必須在雙鍵的同一側(cè),并在同一個平面上。40.Pictet-Spengler 合成法-異喹啉 由苯乙胺與醛在酸催化下反應(yīng)
28、得到亞胺,然后關(guān)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(tuán),才有利于反應(yīng),如活化基團(tuán)在間位,關(guān)環(huán)在活化基團(tuán)的對位發(fā)生,活化基團(tuán)在鄰位或?qū)ξ粍t不發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)。本合成法是Bischler-Napieralski合成法的改進(jìn)方法,廣泛用于合成四氫異喹啉。反應(yīng)機(jī)理41.Reformatsky 反應(yīng) 醛或酮與a-鹵代酸酯和鋅在惰性溶劑中反應(yīng),經(jīng)水解后得到b-羥基酸酯。反應(yīng)機(jī)理 首先是a-鹵代酸酯和鋅反應(yīng)生成中間體有機(jī)鋅試劑,然后有機(jī)鋅試劑與醛酮的羰基進(jìn)行加成,再水解:42.Reimer-Tiemann 反應(yīng)
29、60; 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(jìn)行此反應(yīng)。 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(jìn)入對位。不能在水中起反應(yīng)的化合物可吡啶中進(jìn)行,此時只得鄰位產(chǎn)物。反應(yīng)機(jī)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(fù)離子()發(fā)生親電取代形成中間體(),()從溶劑或反應(yīng)體系中獲得一個質(zhì)子,同時羰基的-氫離開形成()或(),()經(jīng)水解得到醛。43.Re
30、ppe 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(luò)合物均可作催化劑。反應(yīng)過程首先形成?;饘伲缓蠛退?、醇、胺等發(fā)生溶劑解反應(yīng)形成酸、酯、酰胺:44.Robinson 縮環(huán)反應(yīng) 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(yīng),形成一個二并六員環(huán)的環(huán)系:反應(yīng)機(jī)理 本反應(yīng)分為兩步,第一步是Micheal加成反應(yīng),第二步是羥醛縮合反應(yīng)。
31、Sandmeyer 反應(yīng) 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(yīng)也可以用新制的銅粉和HCl或HBr來實現(xiàn)(Gattermann反應(yīng))。反應(yīng)機(jī)理45.Schiemann 反應(yīng) 芳香重氮鹽和氟硼酸反應(yīng),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(yīng)與Sandmeyer反應(yīng)類似。 反應(yīng)機(jī)理 本反應(yīng)屬于單分子芳香親核取代反應(yīng),氟硼酸重氮鹽先是分解成
32、苯基正離子,受到氟硼酸根負(fù)離子進(jìn)攻后得到氟代苯。46.Schmidt 反應(yīng) 羧酸、醛或酮分別與等摩爾的疊氮酸(HN3)在強(qiáng)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(yīng)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(yīng)和Lossen 反應(yīng)相比,本反應(yīng)胺的收率較高。反應(yīng)機(jī)理 本反應(yīng)的機(jī)理與Hofmann 重排、Curtius 反應(yīng)和Lossen 反應(yīng)機(jī)理相似,也是形成異氰酸酯中間體:當(dāng)R為手性碳原子時,
33、重排后手性碳原子的構(gòu)型不變:47.Skraup 合成法苯胺(或其他芳胺)、甘油、硫酸和硝基苯(相應(yīng)于所用芳胺)、五氧化二砷(As2O5)或三氯化鐵等氧化劑一起反應(yīng),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(guān)環(huán),得取代喹啉;當(dāng)苯胺環(huán)上間位有吸電子取代基團(tuán)時,則主要在吸電子取代基團(tuán)的鄰位關(guān)環(huán),得取代喹啉。很多喹啉類化合物,均可用此法進(jìn)行合成。反應(yīng)機(jī)理也可用,-不飽和醛或酮代替甘油,或用飽和醛發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)得到,-不飽和醛再進(jìn)行反應(yīng),其結(jié)果是一樣的。 48. Sommelet-Hauser 反應(yīng)
34、160; 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(yīng)機(jī)理 一般認(rèn)為反應(yīng)先是發(fā)生2,3s 遷移,然后互變異構(gòu)得到重排產(chǎn)物:49.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(qiáng)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(tuán)為烯丙基、二苯甲基、3-苯基丙炔基、苯甲酰甲基等。
35、160; 硫Ylide也能發(fā)生這樣的反應(yīng):反應(yīng)機(jī)理 反應(yīng)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(yīng)是通過溶劑化的緊密自由基對進(jìn)行的,重排時,與硫原子相連的苯甲基轉(zhuǎn)移到硫的a-碳原子上。 由于自由基對的結(jié)合非常快,因此,當(dāng)苯甲基的碳原子是個手性碳原子時,重排后其構(gòu)型保持不變。50.Strecker 氨基酸合成法 醛或酮用與氰化鈉、氯化銨反應(yīng),生成a-氨基腈,經(jīng)水解生成a-氨基酸。這是制備a-氨基酸的一個簡便方法。反應(yīng)機(jī)理 51. Bisch
36、ler-Napieralski 合成法 苯乙胺羧酸或酰氯反應(yīng)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(guān)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(guān)環(huán)是芳環(huán)的親電取代反應(yīng),芳環(huán)上有活化基團(tuán)存在時反容易進(jìn)行,如活化基團(tuán)在間位,關(guān)環(huán)發(fā)生在活化基團(tuán)的對位,得6-取代異喹啉。芳環(huán)上如有鈍化基團(tuán),則反應(yīng)不易進(jìn)行。反應(yīng)機(jī)理52.Tiffeneau-Demjanov 重排 1-氨甲基環(huán)烷醇與亞硝酸反應(yīng),得到擴(kuò)大一個碳原子的環(huán)酮,產(chǎn)率比Demjanov重排反應(yīng)要好。本反應(yīng)
37、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(yīng)機(jī)理53. Ullmann 反應(yīng) 鹵代芳烴在銅粉存在下加熱發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)生成聯(lián)苯類化合物。如碘代苯與銅粉共熱得到聯(lián)苯: 這個反應(yīng)的應(yīng)用范圍廣泛,可用來合成許多對稱和不對稱的聯(lián)苯類化合物。芳環(huán)上有吸電子取代基存在時能促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行,尤其以硝基、烷氧羰基在鹵素的鄰位時影響最大,鄰硝基碘苯是參與Ullmann反應(yīng)中最活潑的試劑之一。反應(yīng)機(jī)理 本反應(yīng)的機(jī)理還不肯定,可能的機(jī)理如下: 另一種觀點認(rèn)為反
38、應(yīng)的第二步是有機(jī)銅化合物之間發(fā)生偶聯(lián): 當(dāng)用兩種不同結(jié)構(gòu)的鹵代芳烴混合加熱時,則有三種可能產(chǎn)物生成,但常常只得到其中一種。例如,2,4,6-三硝基氯苯與碘苯作用時主要得到2,4,6-三硝基聯(lián)苯:54.Vilsmeier 反應(yīng) 芳烴、活潑烯烴化合物用二取代甲酰胺及三氯氧磷處理得到醛類: 這是目前在芳環(huán)上引入甲酰基的常用方法。N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-N-苯基甲酰胺是常用的甲?;噭7磻?yīng)機(jī)理55.Williamson 合成法 鹵代烴與醇鈉在無水條件下反應(yīng)生成醚:如果使用酚類反應(yīng),則可以在氫氧化鈉
39、水溶液中進(jìn)行:鹵代烴一般選用較為活潑的伯鹵代烴(一級鹵代烴)、仲鹵代烴(二級鹵代烴)以及烯丙型、芐基型鹵代烴,也可用硫酸酯或磺酸酯。 本法既可以合成對稱醚,也可以合成不對稱醚。反應(yīng)機(jī)理 反應(yīng)一般是按SN2機(jī)理進(jìn)行的:56.Wacker 反應(yīng) 乙烯在水溶液中,在氯化銅及氯化鈀的催化下,用空氣氧化得到乙醛:反應(yīng)機(jī)理57.Wagner-Meerwein 重排 當(dāng)醇羥基的b-碳原子是個仲碳原子(二級碳原子)或叔碳原子(三級碳原子)時,在酸催化脫水反應(yīng)中,常常會
40、發(fā)生重排反應(yīng),得到重排產(chǎn)物:反應(yīng)機(jī)理58.Wittig 反應(yīng) Wittig 試劑與醛、酮的羰基發(fā)生親核加成反應(yīng),形成烯烴:反應(yīng)機(jī)理59.Wittig-Horner 反應(yīng) 用亞磷酸酯代替三苯基膦所制得的磷Ylide與醛酮反應(yīng)稱為 Wittig-Horner反應(yīng):反應(yīng)機(jī)理 與Wittig反應(yīng)類似,加成后的消除步驟略有差別。60.Wohl 遞降反應(yīng) 醛糖首先與羥胺反應(yīng)轉(zhuǎn)變成肟,將所形成的肟與乙酸酐共熱發(fā)生乙酰化,再失去一分子乙酸得到五乙酰的腈,然后在甲醇鈉的甲醇溶液中進(jìn)
41、行酯交換反應(yīng),并消除一分子氰化氫得到減少一個碳原子的醛糖。例如由葡萄糖得到阿拉伯糖: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(dāng)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(yīng)。 交叉反應(yīng)實驗證明:Claisen重排是分子內(nèi)的重排。采用 g-碳 14C 標(biāo)記的烯丙基醚進(jìn)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
42、a-碳原子與苯環(huán)相連。反應(yīng)機(jī)理 Claisen 重排是個協(xié)同反應(yīng),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(yīng)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3,3s 遷移和一次由酮式到烯醇式的互變異構(gòu);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3,3s 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(gòu),接著又發(fā)生一次3,3s 遷移(Cope 重排)到對位,然后經(jīng)互變異構(gòu)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(gòu)型還是
43、E-構(gòu)型,重排后的新雙鍵的構(gòu)型都是E-型,這是因為重排反應(yīng)所經(jīng)過的六員環(huán)狀過渡態(tài)具有穩(wěn)定椅式構(gòu)象的緣故。Beckmann 重排 肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能產(chǎn)生強(qiáng)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(yīng)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(yīng)機(jī)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(tuán)遷移到缺電子的氮原子上,所形成的碳正離子與水反應(yīng)得到酰胺。 遷移基團(tuán)如果是手
44、性碳原子,則在遷移前后其構(gòu)型不變,例如: 反應(yīng)實例 反應(yīng)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(jié)構(gòu),就有可能發(fā)生Claisen 重排。Bamberger,E.重排 苯基羥胺(N-羥基苯胺)和稀硫酸一起加熱發(fā)生重排成對-氨基苯酚: 在H2SO4-C2H5OH(或CH3OH)中重排生成對-乙氧基(或甲氧基)苯胺:其他芳基羥胺,它的環(huán)上的o-p位上未被取代者會起類似的重排。例如,對-氯苯基羥胺重排成2-氨基-5-氯苯酚:反應(yīng)機(jī)理
45、60; 反應(yīng)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(yīng)(Claisen 重排)反應(yīng)稱為Cope重排。這個反應(yīng)30
46、多年來引起人們的廣泛注意。1,5-二烯在150200單獨加熱短時間就容易發(fā)生重排,并且產(chǎn)率非常好。 Cope重排屬于周環(huán)反應(yīng),它和其它周環(huán)反應(yīng)的特點一樣,具有高度的立體選擇性。例如:內(nèi)消旋3,4-二甲基-1,5-己二烯重排后,得到的產(chǎn)物幾乎全部是(Z, E)-2,6辛二烯:反應(yīng)機(jī)理 Cope重排是3,3s-遷移反應(yīng),反應(yīng)過程是經(jīng)過一個環(huán)狀過渡態(tài)進(jìn)行的協(xié)同反應(yīng): 在立體化學(xué)上,表現(xiàn)為經(jīng)過椅式環(huán)狀過渡態(tài):反應(yīng)實例Favorskii 重排 a-鹵代酮在氫氧化鈉
47、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(dǎo)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(yīng)機(jī)理反應(yīng)實例Fries 重排 酚酯在Lewis酸存在下加熱,可發(fā)生?;嘏欧磻?yīng),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(jìn)行,也可以不用溶劑直接加熱進(jìn)行。 鄰、對位產(chǎn)物的比例取決于酚酯的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)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(yīng)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(gòu)產(chǎn)物(動力學(xué)控制),較高溫度下重排有利于形成鄰位異構(gòu)產(chǎn)物(熱力學(xué)控制)。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實例Hofmann 重排(降解) 酰胺用溴(或氯)在堿性條件下處理轉(zhuǎn)變?yōu)樯僖粋€碳原子的伯胺:反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實例Martius,C.A. 重排 N-烷基苯胺類的鹵氫酸在長時間加熱時(200300),則烷基易起重排(轉(zhuǎn)
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