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碳正离子重排规律

碳正离子重排规律
碳正离子重排规律

有机化学中重排反应

有机化学中重排反应很早就被人们发现,研究并加以利用。第一次被Wohler发现的,由无

机化合物合成有机化合物,从而掀开有机化学神秘面纱的反应一加热氰酸铵而得到尿素,今

天也被化学家归入重排反应的范畴。一般地,在进攻试剂作用或者介质的影响下,有机分

子发生原子或原子团的转移和电子云密度重新分布,或者重键位置改变,环的扩大或缩小,碳架发生了改变,等等,这样的反应称为是重排反应。

按照反应的机理,重排反应通常可分为亲核反应、亲电反应、自由基反应和周环反应四大类。

也有按照不同的标准,分成分子内重排和分子间重排,光学活性改变和不改变的重排反应,一、亲核重排

重排反应中以亲核重排为最多,而亲核重排中又以1,2重排为最常见。

(一)亲核1, 2重排的一般规律

1?亲核1,2重排的三个步骤:离去基团离去,1, 2基团迁移,亲核试剂进攻2?发生亲核1,2重排的条件

(1 )转变成更稳定的正离子(在非环系统中,有时也从较稳定的离子重排成较不稳定的离子)

(2)转变成稳定的中性化合物

(3 )减小基团间的拥挤程度,减小环的张力等立体因素。

(4)进行重排的立体化学条件:带正电荷碳的空

p轨道和相邻的C—Z键以及a碳和B碳应共平面或接近共平面

(5)重排产物在产物中所占的比例不仅和正电荷的结果有关,而且和反应介质中存在的亲核试剂的亲核能力有关

3?迁移基团的迁移能力

(1)多由试验方法来确定基团的固有迁移能力

(2 )与迁移后正离子的稳定性有关

(3)邻位协助作用

(4 )立体因素

4?亲核1, 2重排的立体化学:

(1 )迁移基:构象基本保持,没有发现过构型反转,有时有部分消旋

(2)迁移终点:取决于离去及离去和迁移基进行迁移的相对时机

5?记忆效应:后一次重排好像和第一次重排有关,中间体似乎记住了前一次重排过程

(二)亲核重排主要包括基团向碳正离子迁移,基团向羰基碳原子迁移,基团向碳烯碳原子

迁移,基团向缺电子氮原子转移,基团向缺电氧原子的迁移,芳香族亲核重排,下面就这六种迁移作简要介绍:

1.基团向碳正离子迁移:

(1)Wagner-Meerwein重排:烃基或氢的1, 2移位,于是醇重排成烯

(2)片那醇重排:邻二醇在酸催化下会重排成醛和酮

(3)Demyanov 重排,Tiffeneau-Demyanov 扩环以及有关反应

(4)二烯酮-酚重排:4, 4-二取代环己二烯酮经酸处理重排成3, 4-二取代酚的反应

(5 )醛酮同系物的合成:醛或酮和重氮甲烷作用生成高一级的同系物

(6)烯丙基重排:烯丙基系统中双键发生位移的反应

2.基团向羰基碳原子迁移:

(1)Ben zil-Be nzilic Acid 重排:a-二酮经强碱处理会发生重排,生成a羟基乙酸盐

(2)酸催化下醛酮的重排:在烃基的交换后,醛重排成酮,酮则重排成另一种酮

3.基团向碳烯碳原子迁移:

(1)Arndt-Eistert合成和Wolff重排:由羧酸经酰卤,重氮酮合成高一级同系物的方法

(2)其他的碳烯重排反应,主要是1, 2氢迁移生成烯

4.基团向缺电子氮原子转移:

(1)Beckmann重排:醛肟或酮肟重排成酰胺

(2)Hoffmann重排:氮上无取代基酰胺经溴及碱处理,脱羰生成伯胺

(3)Curtius重排:酰基叠氮热分解生成异氰酸酯

(4)Schmidt重排:酸、醛和酮在酸催化下和叠氮酸反应,生成胺、酰胺等的反应

(5)Lossen重排:异羟肟酸及0-酰基衍生物经类似Hoffmann的重排生成少一个碳的胺

(6)Neber重排:肟酮的磺酸酯在乙醇钾处理后水解生成a氨基酮

5.基团向缺电氧原子的迁移:

(1)氢过氧化物的重排:氢过氧化物在酸催化下,O-O键断裂,同时烃基从碳原子迁移到氧

原子上

(2)Baeyer-Villiger重排:酮在酸催化下与过酸作用,在分子中插入氧生成酯的反应

6.芳香族亲核重排:

(1)芳羟胺重排(Bamberger重排):经硫酸处理重排成氨基酚

⑵Sommelet-Hauser重排:苄基季胺盐经氨基钠等强碱处理重排成邻位取代的苄基叔胺二、自由基重排反应

1.1, 2迁移:比正离子重排反应少得多,主要发生在:

(1 )某些双自由基的1, 2-烷基和氢

(2)烯基(迁移的乙烯基若是环的一部分,则发生重排)

2 .非1, 2迁移:多发生1 , 5迁移

3.Barton反应:处于羟基3位上的甲基氧化成醛基的反应

4三、亲电重排第一步是在亲核试剂作用下,离去基脱离形成富电中心,离去基以氢及金

属原子居多;第二步是迁移基团留下一对成键电子,以正离子的形式向富电中心迁移,重排结果是形成新的富电中心。

https://www.sodocs.net/doc/0412697852.html,enstein-Zimmerman 重排

2.Favorskii重排:a卤代酮在碱催化下重排成酸或酯的反应

3.Steve ns重排:叶立德氮上的烃基会进行1, 2重排生成叔胺的反应

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