有机重排反应

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有机化学重排反应 总结

有机化学重排反应 总结

有机化学重排反应总结1、Claisen克莱森重排烯丙基芳基醚在高温(200°C)下可以重排,生成烯丙基酚。

当烯丙基芳基醚得两个邻位未被取代基占满时,重排主要得到邻位产物,两个邻位均被取代基占据时,重排得到对位产物。

对位、邻位均被占满时不发生此类重排反应。

交叉反应实验证明:Claisen重排就是分子内得重排。

采用 g—碳 14C 标记得烯丙基醚进行重排,重排后 g-碳原子与苯环相连,碳碳双键发生位移。

两个邻位都被取代得芳基烯丙基酚,重排后则仍就是a—碳原子与苯环相连。

反应机理Claisen 重排就是个协同反应,中间经过一个环状过渡态,所以芳环上取代基得电子效应对重排无影响.从烯丙基芳基醚重排为邻烯丙基酚经过一次[3,3]s 迁移与一次由酮式到烯醇式得互变异构;两个邻位都被取代基占据得烯丙基芳基酚重排时先经过一次[3,3]s 迁移到邻位(Claisen 重排),由于邻位已被取代基占据,无法发生互变异构,接着又发生一次[3,3]s 迁移(Cope 重排)到对位,然后经互变异构得到对位烯丙基酚。

取代得烯丙基芳基醚重排时,无论原来得烯丙基双键就是Z—构型还就是E-构型,重排后得新双键得构型都就是E -型,这就是因为重排反应所经过得六员环状过渡态具有稳定椅式构象得缘故.反应实例Claisen 重排具有普遍性,在醚类化合物中,如果存在烯丙氧基与碳碳相连得结构,就有可能发生Claisen重排。

2、Beckmann贝克曼重排肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸得五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排,生成相应得取代酰胺,如环己酮肟在硫酸作用下重排生成己内酰胺:反应机理在酸作用下,肟首先发生质子化,然后脱去一分子水,同时与羟基处于反位得基团迁移到缺电子得氮原子上,所形成得碳正离子与水反应得到酰胺.迁移基团如果就是手性碳原子,则在迁移前后其构型不变,例如:反应实例3、Bamberger,E、重排苯基羟胺(N-羟基苯胺)与稀硫酸一起加热发生重排成对—氨基苯酚:在H2SO4-C2H5OH(或CH3OH)中重排生成对-乙氧基(或甲氧基)苯胺:其她芳基羟胺,它得环上得o—p位上未被取代者会起类似得重排.例如,对-氯苯基羟胺重排成2—氨基—5—氯苯酚:反应机理反应实例4、Cope库伯重排1,5-二烯类化合物受热时发生类似于O—烯丙基重排为C—烯丙基得重排反应(Claisen重排)反应称为Cope重排。

有机重排反应总结

有机重排反应总结

Claisen 重排烯丙基芳基醚在高温(200°C)下可以重排,生成烯丙基酚。

当烯丙基芳基醚的两个邻位未被取代基占满时,重排主要得到邻位产物,两个邻位均被取代基占据时,重排得到对位产物。

对位、邻位均被占满时不发生此类重排反应。

交叉反应实验证明:Claisen重排是分子的重排。

采用g-碳14C 标记的烯丙基醚进行重排,重排后g-碳原子与苯环相连,碳碳双键发生位移。

两个邻位都被取代的芳基烯丙基酚,重排后则仍是a-碳原子与苯环相连。

反应机理Claisen 重排是个协同反应,中间经过一个环状过渡态,所以芳环上取代基的电子效应对重排无影响。

从烯丙基芳基醚重排为邻烯丙基酚经过一次[3,3]s 迁移和一次由酮式到烯醇式的互变异构;两个邻位都被取代基占据的烯丙基芳基酚重排时先经过一次[3,3]s 迁移到邻位(Claisen 重排),由于邻位已被取代基占据,无法发生互变异构,接着又发生一次[3,3]s 迁移(Cope 重排)到对位,然后经互变异构得到对位烯丙基酚。

取代的烯丙基芳基醚重排时,无论原来的烯丙基双键是Z-构型还是E-构型,重排后的新双键的构型都是E-型,这是因为重排反应所经过的六员环状过渡态具有稳定椅式构象的缘故。

Beckmann重排肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排,生成相应的取代酰胺,如环己酮肟在硫酸作用下重排生成己酰胺:反应机理在酸作用下,肟首先发生质子化,然后脱去一分子水,同时与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上,所形成的碳正离子与水反应得到酰胺。

迁移基团如果是手性碳原子,则在迁移前后其构型不变,例如:反应实例反应实例Claisen 重排具有普遍性,在醚类化合物中,如果存在烯丙氧基与碳碳相连的结构,就有可能发生Claisen 重排。

Bamberger,E.重排苯基羟胺(N-羟基苯胺)和稀硫酸一起加热发生重排成对-氨基苯酚:在H2SO4-C2H5OH(或CH3OH)中重排生成对-乙氧基(或甲氧基)苯胺:其他芳基羟胺,它的环上的o-p位上未被取代者会起类似的重排。

有机化学中的重排反应与异构反应

有机化学中的重排反应与异构反应

有机化学中的重排反应与异构反应有机化学是研究有机化合物结构、性质以及它们之间的反应的学科。

在有机化学的研究中,重排反应和异构反应是两个重要的概念。

本文将分别介绍重排反应和异构反应的定义、机理以及实际应用。

一、重排反应重排反应是指有机分子在适当的条件下,通过原子或基团的重新排列而形成新的有机分子的过程。

重排反应可以分为结构重排和环境重排两种类型。

1. 结构重排结构重排是指有机分子内部原子或基团的重新排列,从而形成具有不同结构的有机分子。

其中一个重要的结构重排反应是醇的酸催化重排反应。

以2-丁醇为例,经过酸催化,2-丁醇可以发生重排反应,生成2-异丁烯。

该重排反应的机理是先酸催化醇分子发生质子化,形成质子化的醇中间体,然后质子迁移发生,生成碳正离子,最后通过负离子并发反应形成新的碳-碳键。

这种重排反应可以用来合成具有高附加值的有机分子。

2. 环境重排环境重排是指由于溶剂、温度、氧化剂等外部条件的改变,有机分子分子内部存在的共轭体系或振动能量的变化导致碳骨架重新排列,形成新的有机分子。

一个典型的环境重排反应是尼古丁酸苄酯的加热重排反应。

尼古丁酸苄酯经过加热重排反应后,产生尼古丁酸脱羧反应,生成尼古丁酰亚胺。

这种环境重排反应也可以用来制备尼古丁酸脱羧类的药物。

二、异构反应异构反应是指有机分子由于某种外部条件的改变(如温度、光照、酸催化等)导致它们的分子结构发生改变,而形成结构相同但立体构型不同的同分异构体。

异构反应可以分为构象异构和组构异构两种类型。

1. 构象异构构象异构是指有机分子分子内原子或基团的空间排列方式改变,而结构上保持不变的异构反应。

有机化合物的构象异构可以通过旋转键角或轴向取代的旋转来实现。

以立体异构体D-葡萄糖和L-葡萄糖为例,它们的构象异构是由于羟基基团的空间取向不同,导致它们的立体构型不同。

构象异构广泛存在于有机化合物中,对于研究有机化学的立体化学具有重要的意义。

2. 组构异构组构异构是指有机分子分子内原子或基团之间的连接方式改变,而结构上保持不变的异构反应。

有机合成方法学重排反应

有机合成方法学重排反应

有机合成方法学重排反应在有机化学领域中,重排反应是一类十分重要且应用广泛的反应类型。

它们可以通过改变分子内的原子连接方式,实现有机物的结构转变,从而得到具有不同性质和功能的化合物。

本文将介绍有机合成方法学领域中的一些重排反应,并探讨它们的机理和应用。

一、烷基迁移重排反应烷基迁移重排反应是一种通过烷基迁移来改变有机物结构的反应。

该反应通常通过酸催化进行,在酸性条件下,烷基或芳基基团在分子内迁移,从而形成新的化学键,并改变分子的结构。

例如,烷基迁移重排反应可以将烷基基团从一个位置转移到另一个位置,或者使芳香烃发生芳环迁移。

二、羟基迁移重排反应羟基迁移重排反应是一类将羟基基团从一个位置转移到另一个位置的重排反应。

该反应通常在碱性条件下进行,通过羟基的迁移来改变有机物分子结构。

羟基迁移重排反应在天然产物合成和药物合成中得到了广泛应用。

例如,研究表明,羟基迁移重排反应在一些生物碱的合成中具有重要作用。

三、环境重排反应环境重排反应是一类通过改变环境条件来实现有机物分子结构转变的重排反应。

例如,光照条件下的环境重排反应可以通过激发分子内的电子转移来改变其结构。

此外,温度、溶剂和催化剂等环境因素也对重排反应的进行起着重要的影响。

四、Lewis酸催化的重排反应Lewis酸催化的重排反应是通过引入Lewis酸催化剂来促进重排反应的进行。

Lewis酸催化剂可以通过与反应物中的亲核基团或电子富集的位点发生作用,从而改变有机物的分子结构。

该类反应在不对称有机合成和天然产物的合成中具有重要应用。

五、金属催化的重排反应金属催化的重排反应是利用金属催化剂来促进有机物重排反应的进行。

金属催化剂可以通过不同机制参与反应,如氧化还原、配位、插入等,从而实现重排反应的发生。

金属催化的重排反应在有机合成中起着非常重要的作用,广泛应用于药物合成、材料科学等领域。

综上所述,有机合成方法学中的重排反应是一类重要且广泛应用的反应类型。

通过改变有机物的分子结构,重排反应可以得到具有不同性质和功能的化合物。

有机重排反应总结

有机重排反应总结

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—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,等等。

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α碳和β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) Benzil-Benzilic Acid重排:α-二酮经强碱处理会发生重排,生成α-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O-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α-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(2)Sommelet-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δ位上的甲基氧化成醛基的反应4.Hofmann-loffler-freytag反应:质子化N-卤化胺经热分解或光解形成六氢吡啶等的反应。

有机化合物的重排反应官能团位置的重排变化

有机化合物的重排反应官能团位置的重排变化

有机化合物的重排反应官能团位置的重排变化有机化合物的重排反应是有机化学中一种重要的变化方式,通过此种反应,官能团的位置可被重新排列。

这种重排的变化可以在不改变分子中原子的相对位置的情况下,改变官能团的位置。

在本文中,我们将探讨有机化合物的重排反应及官能团位置的重排变化。

一、重排反应的概述重排反应是指有机分子中的官能团或官能团中的基团,通过化学反应,改变它们在分子结构中的位置,从而得到新的有机化合物的过程。

重排反应可以是热力学或动力学控制下进行的。

热力学控制下的重排反应是指使化合物能量最低的路径,而动力学控制下的重排反应则是指在较高的能垒下形成的反应产物。

重排反应的种类繁多,包括烷基迁移、炔基迁移、脱氢重排等等。

其中,官能团位置的重排变化是一种常见的重排反应,下面将详细探讨官能团位置的重排变化的相关内容。

二、官能团位置的重排变化1. 羟基重排羟基重排是指分子中的羟基官能团发生位置变化的重排反应。

例如,1-丙醇在酸性条件下可以发生重排反应,生成丙醇的异构体2-丙醇。

这种重排反应常见于糖类化合物的代谢过程中,也是一种常见的有机化学反应。

2. 酮基重排酮基重排是指分子中的酮基官能团发生位置变化的重排反应。

例如,2-戊酮在碱性条件下可以发生重排反应,生成3-戊酮。

这种重排反应常见于β-酮酸的合成中,也是一种常见的有机化学反应。

3. 醇醚重排醇醚重排是指分子中的醇醚官能团发生位置变化的重排反应。

例如,1-甲醇醚可以经过重排反应生成2-甲醇醚。

这种重排反应常见于醇醚的合成中,也是一种常见的有机化学反应。

4. 羰基重排羰基重排是指分子中的羰基官能团发生位置变化的重排反应。

例如,γ-巴胺酸在酸性条件下可以发生重排反应,生成δ-巴胺酸。

这种重排反应常见于氨基酸的合成中,也是一种常见的有机化学反应。

三、重排反应的应用和意义重排反应在许多领域都有着广泛的应用和意义。

首先,通过重排反应可以合成出一些在天然产物中难以获得的有机化合物,从而为有机合成提供了新的途径。

有机化学中的重排反应

有机化学中的重排反应重排反应是有机化学中常见的一类反应,并且在有机合成、药物合成和天然产物合成等领域中应用广泛。

重排反应是指由于分子内部的原子或基团的重新排列,导致化合物结构发生变化的反应。

本文将介绍几种有机化学中常见的重排反应及其应用。

一、烷基重排反应烷基重排反应是指有机化合物中烷基的重新排列反应。

最常见的烷基重排反应是烷基氢转位反应。

该反应可以通过催化剂的作用,将烷基的氢原子迁移到相邻碳原子上,从而形成新的骨架结构。

烷基重排反应在有机合成中具有重要的地位,可用于合成具有特定结构的有机化合物,如烷基甲基化合物和烷基化合物等。

二、羟基重排反应羟基重排反应是指有机化合物中羟基的重排反应。

最典型的羟基重排反应是震荡重排反应和羟基迁移反应。

震荡重排反应是指在酸催化下,醇分子内部羟基的氢原子通过替代反应发生迁移,形成醚化合物或碳碳双键等。

羟基迁移反应是指在酸催化下,醇分子中的羟基通过迁移反应,形成酯、醚或醛等产物。

羟基重排反应在有机合成中也具有广泛的应用,可用于制备具有特定功能团的有机化合物。

三、碳原子重排反应碳原子重排反应是指有机化合物中碳原子的重新排列反应。

最常见的碳原子重排反应是氧杂环分子中的羟基或氧原子的转位反应。

该反应通过酸或碱作用,将羟基或氧原子从一个位置迁移到另一个位置,从而形成新的环境。

碳原子重排反应在天然产物的合成和药物合成中具有重要作用,可用于合成具有特定生物活性的化合物。

四、杂环重排反应杂环重排反应是指含有杂环结构的有机化合物中原子或基团的重新排列反应。

最常见的杂环重排反应是氮杂环中的原子或基团转位反应。

该反应可以通过温度和催化剂的作用,将氮杂环中的原子或基团重新排列,从而形成新的杂环结构或环外结构。

杂环重排反应在有机合成中也具有广泛应用,可用于制备具有特定杂环结构的化合物。

综上所述,有机化学中的重排反应是一类重要的反应类型。

烷基重排反应、羟基重排反应、碳原子重排反应和杂环重排反应是其中常见的几种类型。

有机化学中重排反应

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—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,等等。

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α碳和β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) Benzil-Benzilic Acid重排:α-二酮经强碱处理会发生重排,生成α-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O-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α-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(2)Sommelet-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δ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。

有机化学重排反应 总结

--有机化学重排反应总结1.Claisen克莱森重排烯丙基芳基醚在高温(200°C)下可以重排,生成烯丙基酚。

当烯丙基芳基醚的两个邻位未被取代基占满时,重排主要得到邻位产物,两个邻位均被取代基占据时,重排得到对位产物。

对位、邻位均被占满时不发生此类重排反应。

交叉反应实验证明:Claisen重排是分子内的重排。

采用g-碳14C 标记的烯丙基醚进行重排,重排后g-碳原子与苯环相连,碳碳双键发生位移。

两个邻位都被取代的芳基烯丙基酚,重排后则仍是a-碳原子与苯环相连。

反应机理Claisen 重排是个协同反应,中间经过一个环状过渡态,所以芳环上取代基的电子效应对重排无影响。

从烯丙基芳基醚重排为邻烯丙基酚经过一次[3,3]s 迁移和一次由酮式到烯醇式的互变异构;两个邻位都被取代基占据的烯丙基芳基酚重排时先经过一次[3,3]s 迁移到邻位(Claisen 重排),由于邻位已被取代基占据,无法发生互变异构,接着又发生一次[3,3]s 迁移(Cope 重排)到对位,然后经互变异构得到对位烯丙基酚。

取代的烯丙基芳基醚重排时,无论原来的烯丙基双键是Z-构型还是E-构型,重排后的新双键的构型都是E-型,这是因为重排反应所经过的六员环状过渡态具有稳定椅式构象的缘故。

反应实例Claisen 重排具有普遍性,在醚类化合物中,如果存在烯丙氧基与碳碳相连的结构,就有可能发生Claisen 重排。

2.Beckmann贝克曼重排肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排,生成相应的取代酰胺,如环己酮肟在硫酸作用下重排生成己内酰胺:反应机理在酸作用下,肟首先发生质子化,然后脱去一分子水,同时与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上,所形成的碳正离子与水反应得到酰胺。

迁移基团如果是手性碳原子,则在迁移前后其构型不变,例如:反应实例3.Bamberger,E.重排苯基羟胺(N-羟基苯胺)和稀硫酸一起加热发生重排成对-氨基苯酚:在H2SO4-C2H5OH(或CH3OH)中重排生成对-乙氧基(或甲氧基)苯胺:其他芳基羟胺,它的环上的o-p位上未被取代者会起类似的重排。

有机化学中的重排反应

有机化学中的重排反应重排反应是有机化学中一类重要的反应类型,它指的是在分子内,原子的连接方式发生改变,形成不同的同分异构体或结构异构体的化学反应。

重排反应在有机化学领域具有广泛的应用和重要的理论意义。

本文将介绍几种常见的有机化学重排反应及其机理和应用。

一、Wagner-Meerwein重排反应Wagner-Meerwein重排反应是一类重要的碳正离子重排反应,它指的是烷基或芳基正离子的骨架发生重新排列的反应。

该反应的机理是通过重排步骤使得碳正离子的位置发生变化。

例如,烷基正离子在重排反应中可以通过氢的迁移、碳骨架的迁移或者亲电自由基的捕获等方式形成不同位置的同分异构体。

Wagner-Meerwein重排反应在合成有机化合物中有着广泛的应用,可以用于构建碳骨架、生成复杂的天然产物分子以及合成药物等领域。

二、Claisen重排反应Claisen重排反应是一类重要的氧化重排反应,它经常用于合成酮或醛类化合物。

该反应是通过氧的迁移和碳骨架的重排来转化一个氧杂环底物或氧杂环中间体到另一个化合物。

Claisen重排反应在有机合成中得到了广泛的应用。

通过选择合适的底物和条件,可以有效地实现各种氧杂环化合物的合成和转化。

三、Hofmann重排反应Hofmann重排反应是一种氮杂杂环化合物的重排反应,它可以将一些含有氮杂杂环的底物转化为相应的醇、酮或醛化合物。

该反应的机理是通过化学键的断裂和重组来完成的。

Hofmann重排反应在有机合成中具有重要的应用,可以实现对氮杂杂环底物的立体和功能改变。

同时,该反应也是许多天然产物的合成关键步骤之一。

四、Beckmann重排反应Beckmann重排反应是一种重要的氮杂环重排反应,它将氮杂杂环化合物转化为酸中的相应醛或酮类化合物。

该反应的机理是通过氮杂杂环中氧原子的迁移和化学键的重组来实现的。

Beckmann重排反应在有机合成中得到了广泛的应用,可以用于合成酮和醛类化合物,为药物和天然产物的合成提供了重要的方法。

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有机重排反应
1、Wagner-Meerwein 重排
当醇羟基的碳原子是个仲碳原子(二级碳原子)或叔碳原子(三级碳原子)时,在酸催化脱水反应中,常常会发生重排反应,得到重排产物:
反应机理
反应实例
2、Beckmann 重排
肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排,生成相应的取代酰胺,如环己酮肟在硫酸作用下重排生成己内酰胺:
反应机理
在酸作用下,肟首先发生质子化,然后脱去一分子水,同时与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上,所形成的碳正离子与水反应得到酰胺。

迁移基团如果是手性碳原子,则在迁移前后其构型不变,例如:
反应实例
3、Claisen重排
烯丙基芳基醚在高温(200°C)下可以重排,生成烯丙基酚。

当烯丙基芳基醚的两个邻位未被取代基占满时,重排主要得到邻位产物,两个邻位均被取代基占据时,重排得到对位产物。

对位、邻位均被占满时不发生此类重排反应。

交叉反应实验证明:Claisen重排是分子内的重排。

采用g-碳14C 标记的烯丙基醚进行重排,重排后g-碳原子与苯环相连,碳碳双键发生位移。

两个邻位都被取代的芳基烯丙基酚,重排后则仍是a-碳原子与苯环相连。

反应机理
Claisen 重排是个协同反应,中间经过一个环状过渡态,所以芳环上取代基的电
子效应对重排无影响。

取代的烯丙基芳基醚重排时,无论原来的烯丙基双键是Z-构型还是E-构型,重排后的新双键的构型都是E-型,这是因为重排反应所经过的六员环状过渡态具有稳定椅式构象的缘故。

反应实例
Claisen 重排具有普遍性,在醚类化合中,如果存在烯丙氧基与碳碳相连的结构,就有可能发生Claisen 重排。

4、Cope重排
1,5-二烯类化合物受热时发生类似于O-烯丙基重排为C-烯丙基的重排反应(Claisen 重排)反应称为Cope重排。

这个反应30多年来引起人们的广泛注意。

1,5-二烯在150—200℃单独加热短时间就容易发生重排,并且产率非常好。

Cope重排属于周环反应,它和其它周环反应的特点一样,具有高度的立体选择性。

例如:内消旋-3,4-二甲基-1,5-己二烯重排后,得到的产物几乎全部是(Z, E)-2,6辛二烯:
反应机理
Cope重排是[3,3]-迁移反应,反应过程是经过一个环状过渡态进行的协同反应:
在立体化学上,表现为经过椅式环状过渡态:
反应实例
5、Demjanov 重排
环烷基甲胺或环烷基胺与亚硝酸反应,生成环扩大与环缩小的产物。

如环丁基甲胺或环丁胺与亚硝酸反应,除得到相应的醇外,还有其它包括重排的反应产物:
这是一个重排反应,在合成上意义不大,但可以了解环发生的一些重排反应,这里只作个介绍,不在讨论其反应机理,也不举例说明.
6、Favorskii 重排
卤代酮在氢氧化钠水溶液中加热重排生成含相同碳原子数的羧酸;如为环状卤代酮,则导致环缩小。

如用醇钠的醇溶液,则得羧酸酯:
此法可用于合成张力较大的四元环。

反应机理
反应实例
7、Hofmann 重排(降解)
酰胺用溴(或氯)在碱性条件下处理转变为少一个碳原子的伯胺:
反应机理
反应实例
8、Fries 重排
酚酯在Lewis酸存在下加热,可发生酰基重排反应,生成邻羟基和对羟基芳酮的混合物。

重排可以在硝基苯、硝基甲烷等溶剂中进行,也可以不用溶剂直接加热进行。

邻、对位产物的比例取决于酚酯的结构、反应条件和催化剂等。

例如,用多聚磷酸催化时主要生成对位重排产物,而用四氯化钛催化时则主要生成邻位重排产物。

反应温度对邻、对位产物比例的影响比较大,一般来讲,较低温度(如室温)下重排有利于形成对位异构产物(动力学控制),较高温度下重排有利于形成邻位异构产物(热力学控制)。

反应机理
反应实例
9、Stevens 重排
季铵盐分子中与氮原子相连的碳原子上具有吸电子的取代基Y时,在强碱作用下,得到一个重排的三级胺:
Y = RCO , ROOC , Ph等,最常见的迁移基团为烯丙基、二苯甲基、3-苯基丙炔基、苯甲酰甲基等。

硫Ylide也能发生这样的反应:
反应机理
反应的第一步是碱夺取酸性的氢原子形成内鎓盐,然后重排得三级胺。

硫Ylide的反应是通过溶剂化的紧密自由基对进行的,重排时,与硫原子相连的苯甲基转移到硫的碳原子上。

由于自由基对的结合非常快,因此,当苯甲基的碳原子是个手性碳原子时,重排后其构型保持不变。

反应实例
10、Tiffeneau-Demjanov 重排
1氨甲基环烷醇与亚硝酸反应,得到扩大一个碳原子的环酮,产率比Demjanov重排反应要好。

本反应适合于制备5-9个碳原子的环酮,尤其是5-7个碳原子的环酮。

反应机理。

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