不对称重排反应
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。
重排反应总结
重排反应总结1、什么叫重排反应？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，碳骨架发生了改变等等，这样的反应称为重排反应。
简单的理解：重排反应是指反应中烃基或氢原子或别的取代基从分子中的一个原子迁移到该分子中的另一个原子上的变化。
（指分子内重排）2、重排的分类按反应机理 ，重排反应可分为：基团迁移重排反应和周环反应中的重排。
基团迁移重排反应 即反应物分子中的一个基团在分子范围内从某位置迁移到另一位置的反应。
常见的迁移基团是烃基。
基团迁移重排反应又包括缺电子重排（亲核重排），富电子重排（亲电重排）和自由基重排.。
周环反应中的重排包括电环反应、σ键迁移。
也可按照不同的标准，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。
本讲义把重排分为以下几类：a.从碳原子到碳原子的重排 b.从碳原子到杂原子的重排 c.从杂原子到碳原子的重排 d.其它重排一、从碳原子到碳原子的重排反应1、Wangner-Meerwein 重排（瓦格纳尔—米尔外英重排，简称瓦—米重排）两个相邻原子之间发生的重排叫1,2重排，也叫Wangner-Meerwein 重排。
如：醇或卤代烃在酸催化下进行亲核取代或消除反应时，烯烃进行亲电加成时发生的重排。
例如：a.亲电加成时发生的重排如果反应液中同时存在两种或是两种以上的亲核试剂，则通过中间体碳正离子，能够生成混合加成产物。
R 2C R 3R 1C OHR 4R 5R 2C R 3R 1CR 4R 5R 1CR 2C R 3R4R 5R1CR 2CR 3R 4R 5OH H +(-H O)重排H O(-H +)b.醇进行亲核取代和消除时的重排亲核取代时，除大多数伯醇难以形成正碳离子而按S N 2反应外，仲醇或叔醇反应常伴随着重排产物的产生。
（S N 1）消去时（S N 1）：c.卤代烃进行亲核取代和消除时的重排亲核取代按S N 1机理反应时伴随着碳正离子的重排 消去时注意：有碳正离子形成时，就有可能伴随着重排反应 形成C +的方式总结： (a)卤代烃 （AgNO 3醇溶液） (b)含-NH 2，重氮化放氮气(c)-OH ，加 H + (失H 2O)，烯烃加H +基团迁移顺序：对迁移顺序的理解：迁移基团的电子云密度越大越容易迁移（但具体情况下，要具体分析）(CH 3)3C-CH 2Cl(CH 3)32Ag (AgNO 3(CH 3)3C-CH 2N 2Cl-N 2(CH 3)3C-CH 2(CH 3)3C-CH 3NH 2NaNO 2△(CH 3)3C-CH 2OH (CH 3)3C-CH 2=CH 2(CH 3)32(CH 3)33H +2H +ClR 3C-R 2CH-RCH 3-CH 3-H-＞＞＞＞＞＞OCH 3＞反应举例：2、Pinacol （频哪醇）重排（邻二醇重排）当起始物的脱水产物能产生两种不同的正离子时，总是生成更稳定的正碳离子为主，有不同迁移基团时，按迁移的难易程度进行。
化学反应中的不对称反应催化
化学反应中的不对称反应催化在化学反应中有很多种反应催化方式，其中以不对称催化为一种重要的催化方式。
这种催化方式不仅可以实现对单一具有对映异构体的有机化合物的合成和分离，而且对于药物、天然产物、农药等的合成也具有重要的应用价值。
一、不对称反应的定义与催化机理不对称反应是一种在分子结构中具有对映异构体的有机反应。
而在化学反应中具有对映异构体的有机物具有重要的生物学和生命化学意义，因为它们和同构体对于人体生物活性物质的互动和作用有很重要的影响。
而不对称催化作为一种主要的反应方式，主要是由具有对映异构体的化合物作为催化剂，在反应过程中通过选择性的形成产物来实现不对称反应。
它的催化机理主要是基于手性催化剂所形成的中间体结构的立体特异性，具有很高的催化效率和选择性。
二、不对称反应的分类不对称反应主要可分为生物催化和化学催化两类。
其中，生物催化与酶有关，而化学催化一般采用手性合成催化剂等实现。
对于手性合成催化剂，其常见的类型包括路易斯酸催化剂、金属催化剂、胺催化剂、膦催化剂等。
而以上催化剂都是通过选择性地结合于反应物中，形成可控的二面角结构，以实现对于手性产品的高效选择性催化。
三、不对称反应的应用不对称催化反应具有广泛的应用前景。
其一是在新型药物合成中的应用，因为启用具有对映异构体的手性催化剂可以实现药物分子立体特异性和药效的选择性增强。
其二是在天然产物、农药等合成中的应用，因为天然产物中往往也存在很高的手性要求，而采用具有手性催化剂催化的方式，不仅有效保证了产品质量，同时也提高了生产效率和市场竞争力。
以上只是不对称反应在化学领域中的一些应用，而随着技术的不断发展，未来将有更多新的催化体系和反应途径被引入到化学反应中，以形成更多的高效、选择性催化反应。
四、总结总之，不对称催化反应是一种非常有前景和意义的反应催化方式，其通过选择性地催化合成手性异构体化合物，为生命化学、药物合成、天然产物和农药开发等领域提供了良好的应用基础。
baeyervilliger重排反应机理
baeyervilliger重排反应机理
Baeyer-Villiger重排反应是一种氧化重排反应，其中有机酮在
过氧化物或过硫酸盐的存在下转化为相应的酯。
以下是
Baeyer-Villiger重排反应的机理：
1. 所有这些反应都需要一个过氧化物或过硫酸盐作为氧化剂。
这个氧化剂通过提供活泼的氧原子参与反应中的氧化步骤。
2. 反应开始于过氧化物或过硫酸盐与有机酮之间的反应，生成一个氧迁移复合物。
这个复合物是通过酮中的一个氧原子与氧化剂中的氧原子形成的。
3. 接下来，这个氧迁移复合物会发生一个不对称的[1,2]氢迁移，从酮的α-碳上的氢原子向酮的碳骨架上的羰基氧原子迁移。
这个迁移会形成一个新的羰基碳，同时在α-位点生成一个新
的碳正离子。
4. 新生成的羰基碳与氧迁移复合物中的氧原子发生反应，形成一个新的酯化合物。
这个反应中，氧迁移复合物中的氧原子被酯中的氧原子取代，同时生成一个羧酸中间体。
这个中间体可以通过水解反应转化为酯的最终产物。
综上所述，Baeyer-Villiger重排反应的机理涉及了过氧化物或
过硫酸盐的存在下，通过氧迁移和[1,2]氢迁移等步骤将有机酮转化为相应的酯。
有机合成中的不对称反应探索
有机合成中的不对称反应探索有机合成是有机化学的一个重要分支，它研究的是如何将简单的有机分子转化为复杂的有机化合物。
而在有机合成中，不对称反应是一种非常重要的方法，可以用来合成具有立体异构体的有机分子。
不对称反应是指在反应过程中，反应物中的手性中心和手性配体参与反应，并且在反应过程中保持手性，最终得到手性产品的反应。
不对称反应的发展可以追溯到20世纪初，伴随着人们对手性物质的研究逐渐深入，对手性不对称合成的需求日益增加。
很多重要的有机合成反应都是通过不对称反应来实现的。
其中一种常见的不对称反应是手性催化剂催化的不对称反应。
手性催化剂是一种能够选择性催化具有特定手性的底物的化合物。
通过手性催化剂，可以将非手性反应物转化为手性产物。
这种反应方法具有高选择性、高产率的优点，在药物合成、天然产物全合成等领域得到了广泛应用。
在不对称反应的研究中，寻找高效、高选择性的手性催化剂是非常重要的。
科学家们通过不断改进催化剂的结构和优化反应条件，使得不对称反应的效果得到了明显提高。
例如，采用手性膦配体的Rh或Pd催化剂在不对称催化反应中表现出了良好的活性和选择性。
除了手性催化剂催化的不对称反应外，还有一些其他方法可以实现不对称合成。
例如，采用手性还原剂的不对称还原反应、手性配体的不对称配位反应等。
这些方法都为不对称反应的研究提供了不同的思路和途径。
不对称反应在药物合成中具有重要的应用。
大多数药物分子是手性的，手性对其药效和代谢活性起着至关重要的作用。
因此，通过不对称反应合成手性化合物，可以得到更有效、更安全的药物。
例如，利巴韦林是一种广泛应用的抗病毒药物，它是通过不对称反应合成得到的。
不对称反应在有机合成中的探索是一个不断发展的过程。
未来的研究方向包括开发更高效、更高选择性的手性催化剂、寻找新的不对称反应方法以及研究不对称反应的机理等。
这些研究的成果将进一步推动有机合成的发展，为合成更复杂、更具生物活性的有机分子提供有力支持。
重排反应
重排反应重排反应范围较广，引起重排反应的因素也很多。
一般情况下都是分子受试剂作用后，暂时产生一个不稳定中心，这个不稳定中心经分子内某些基团的迁移和调正，趋向较稳定的形式，这样便发生了重排反应。
从形成不稳定中心的性质看大体克将重排反应分为四类：缺电子体系重排，即某些基团向缺电子中心迁移；失电子体系重排，即某些基团向失电子中心迁移；丙烯型重排；向芳核的迁移性重排 其中以缺电子体系的重排最为重要一．缺电子体系重排反应 缺电子体系重排都包含着一个基团从碳原子上转移到仅有六个价电子的邻近原子上的重排如，由于这类重排反应，是分子中一个原子灰基团向相邻原子上的转移，故又称1,2-转移重排反应 二．频呐醇重排一个偶尔用于酮的合成的反应，它作为产物确实能生成羰基化合物，频哪醇用无机酸处理时，转变成甲基叔丁基酮。
先失去水生成正碳离子，正碳离子重排产生质子化的酮。
（芳基比烷基有较大的迁移能力）2,3-二甲基-2,3-丁二醇用30%的热硫酸处理，就可以重排成3,3-二甲基-2-丁酮。
CH3CH3CH3OH OHCH3C C CH3CH3OCH3C C CH3H2O30%H2SO4反应机理是：首先在质子的进攻下，形成正碳离子的不稳定中心，从而引起分子中烷基的转移，然后失去一个质子完成重排。
上述重排中，正碳离子的形成是关键的一步，反应过程中，如能生成类似正碳离子者，都能发生此类重排，例如用硝酸银处理3-溴-2,3-二甲基-2-丁醇。
某些不对称的邻二醇在酸的处理下，也能发生呐侉重排如果邻二醇的取代基R 不同时，一般多是失电子的基团发生转移，因失电子基具有更大的亲核能力。
不对称的醇也能发生重排，只是正碳离子有它的几个中最稳定的一个形式。
C CRR R HOHCC R RR H OH III 注意：因为二式比一式稳定，故不生成一式。
二．瓦格涅尔、麦尔外英重排CH3CH3CH3CH3C C CH3CH3OCH3C C CH330%H2SO4OH Br有些醇类，尤其是b-碳原子上连有2~3个烃基的醇类，遇酸不仅生成正常的取代或消除产物，还往往伴有碳架的重排。
不对称催化反应原理及在有机合成中的应用
第章 导言多巴手性是指物质的一种不对称性，好比人的左手和右手的关系。
手性是自然界的特征之一，也是一切生命的基础，生命现象依赖于手性的存在和手性的识别。
因此，一切动植物以及人体对药物等都具有精确的手性识别能力。
手性药物的构型不同，它们的生理活性和毒性也不相同。
的对映体却有严重的毒性作用。
丙氧芬（体（似的镇咳活性，但只是右旋体有镇痛作用，所以右旋体（）作为镇咳药已分别上市。
目前世界上使用的药物总数大约为种，手性药物占种常见的临床药物中，手性药物多达的合成药物将以单一旋光异构体上市亿美元。
年有倍；芳基丙酸类药物是重要的非的药效是（异构体高得多。
体消炎镇痛药，虽然它们的两种对映体都有药萘普生效，但（的倍。
异构体的药效比（布洛芬是（的））以上。
在种。
年光学活性药物的销售额超过。
旋光纯化合物因其所具有的特殊性质和非凡功能，不仅在药物中，而且在农药、香料、食品添加剂和昆虫信息素等领域中均获得了广泛的应用。
此外，在分子电子学、分子光学以及特殊材料中也引起了人们的普遍关注。
液晶材料在光信号的记录、储存和显示方面有重要用途。
研究结果显示：胆甾型液晶都是由手性分子组成，向列型液晶向列型液晶向胆却是由内消旋体或非手性化合物组成，若向向列型液晶中加入手性分子，就会促使型液晶转变。
旋光纯高聚物与消旋体相比具有优良的性能，光治疗帕金森症有毒性作用 丙氧芬是治疗帕金森病的良药，但它的左旋体与右旋体有相）作为镇痛药，左旋镇痛药镇咳药多巴乙基丙内酯聚合物的熔点竟比相应的外消旋体聚合物苯基学活性的构型。
若用人工合成的氨）外消旋体拆分图要方法可归纳为：）手性放大［式（）不对称诱导［式（高构型，而天然的糖类化合物大多是手性是生命科学中的一个关键因素，酶的高度立体专一性这一事实，就足以说明生命过程包含着极为丰富且又非常复杂的立体化学内容。
组成蛋白质的天然氨基酸都是基酸组成多肽和蛋白质，这样的多肽和蛋白质该有什么样的生理作用？探讨这些问题，无疑会在分子水平揭开生命的奥秘。
Overman 重排反应
不对称的 Overman 重排也有报道。
三氯乙酰亚胺烯丙酯在热或金属（如Hg(II)、 Pd(II)）催化下发生[3，3]—σ键重排，得到三氯乙酰 氨基烯烃。
5、在热条件或金属催化剂作用下，底物的手性可以在产物中保 留。
Overman重排是合成烯丙胺类化合物的一种非常 有效的方法，在复杂的含氮化合物的全合成和手性 含氮化合物的合成中都有重要的应用。它的基本原 理还可以应用到其它类型的[3，3]—σ键的重排反应 中去。
1、重排的底物三氯乙酰亚胺烯丙酯可以由烯丙醇和三氯乙腈在 催化量的碱作用下几乎当量产率的制备。 2、重排的产率较高，没有非重排得到的产物生成。 3、产物可以在碱性条件下水解得到相应的烯丙胺。 4、对于有取代的底物，可以高选择性地得到反式构型的双键。
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15
[3,3]-Sigmatropic Rearrangements: Enantioselective Cope Rearrangement
3
[3,3]-Sigmatropic Rearrangements: Enantioselective Claisen Rearrangement
The Claisen rearrangement is a symmetry-allowed pericyclic reaction that proceeds via a six-membered transition state (1→TS→2). Due to the general preference for a stereoelectronically favored chair-like transition state, the stereochemical information in the substrates is transferred to the products in a predictable manner.
Lewis acidic metal complexes of Al, B, Mg and Cu...
Drawback: high loading of these catalysts Geometry of enolate plays a key role Corey, E. J. et al. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 4026-4028.
Because the cope rearrangement is reversible, synthetic utility requires a favorable equilibrium. In the variants of the cope rearrangement shown above, driving force arises from relief of ring-strain, cleavage of a weak N-N, or N-O bond or ion-stabilization.
Chin, J. et al. Org. Lett. 2009, 11, 5258.
17
[3,3]-Sigmatropic Rearrangements: Enantioselective Cope Rearrangement
Tandem cyclopropanation/Cope rearrangement (TCCR) between vinylcarbenoids and pyrroles Davies, H. M. L. et al. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10312.
Pd-A provided the same results as the in situ procedure.
List, B. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 9752-9755.
13
14
[3,3]-Sigmatropic Rearrangements: Enantioselective Cope Rearrangement
6
[3,3]-Sigmatropic Rearrangements: Enantioselective Claisen Rearrangement Lewis acid-catalyzed enantioselective acyl-Claisen reaction: variant of the Bellus reaction
19
[2,3]-Sigmatropic Rearrangements
[2,3]-sigmatropic rearrangements are synthetically useful since they can lead to:
18
[3,3]-Sigmatropic Rearrangements: Enantioselective Cope Rearrangement catalytic enantioselective Cope rearrangements as part of a tandem process
Rueping, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 10090.
1
大纲
手性基本概念 （手性、选择性、手性测定、动力学拆分） 羰基化合物：alpha-烷基化、芳基化、卤化 Aldol反应 C=O加成, C=N加成, C=C加成(Michael加成) 环化反应：DA；3+2；2+2；等等；PK；Nazarov；烯烃复分解 氧化反应：双键（环氧化、双羟化、羟胺化、氮杂环丙化、环丙烷化、卤化）；醇（动力学 拆分）；羰基 氢化及还原反应：C=C; C=O; C=N; 芳香化合物 偶联反应 烯丙基取代反应 （Pd, Ir, Ru, Rh, Cu） 碳氢键直接官能化：傅克反应、氧化偶联、碳氢键活化 重排反应 有机催化：手性胺（enamine; iminium; SOMO; cascade; photocatalysis）；Lewis base (HSiCl3还原）；亲核催化（手性膦手性胺 氮杂环卡宾MBH；环化反应)；手性布朗斯特酸； NHC极性反转反应
反应分类-----活化模式
2
不对称σ重排反应
1. [3,3]-Sigmatropic Rearrangements Claisen and related rearrangements Cope rearrangements 2. [2,3]-Sigmatropic Rearrangements Neutral and Anionic type
a high level of chirality transfer
Morken, J. P. et al. Org. Lett. 2005, 7, 4867.
8
[3,3]-Sigmatropic Rearrangements: Enantioselective Claisen Rearrangement
The cope rearrangement is a symmetry-allowed pericycle reaction that proceeds via that six-membered, chair-like transition state (1→TS→2) in which the steric repulsion is minimal.
16
[3,3]-Sigmatropic Rearrangements: Enantioselective Cope Rearrangement Most synthetic examples utilize starting materials with one or two chiral centers on the six-carbon path. Some examples involve a chiral controller group.
12
[3,3]-Sigmatropic Rearrangements: Enantioselective Claisen Rearrangement
enantioselective Overman rearrangement: asymmetric counteranion-directed catalysis
Mechanism
MacMillan, D. W. et al. J. Am. Chem. Soc. 20tropic Rearrangements: Enantioselective Claisen Rearrangement reductive Claisen reaction:
Bode, J. W. et al. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8810.
11
[3,3]-Sigmatropic Rearrangements: Enantioselective Claisen Rearrangement enantioselective Overman rearrangement: first report J. Org. Chem. 1997, 62, 1449
Claisen, L. Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1913, 45, 3157-3166. Castro, A. M. M. Chem. Rev. 2004, 104, 2939-3002.
4
[3,3]-Sigmatropic Rearrangements: Enantioselective Claisen Rearrangement A non-concerted stepwise pathway is also possible (via e.g., ion pair or radical), depending on the substituents and reaction conditions. A number of variants of this rearrangement have been developed, Including:
(E)-allylic trichloroacetimidates, up to 98% ee and high yields; low yields and moderate enantioselectivity for (Z)-substrates the first truly practical method for transforming prochiral allylic alcohols to enantioenriched allylic amines JACS, 2003, 125, 12431; JACS, 2007, 129, 5031 (mechanism)