药物合成反应第五章习题 药物合成反应习题 第五章重排反应

重排生成更稳定的碳正 离子是WagnerMeerwein重排的驱动力
(2) 碳正离子的形成
①由卤代烃获取碳正离子 卤代烃溶于强的极性溶剂，或加入Lewis 酸，如银离子夺取卤素，形成碳正离子
② 醇与酸作用形成碳正离子
③烯烃经质子加成后形成碳正离子
④胺与亚硝酸作用形成碳正离子
4. 应用特点
(1) 卤代烃Wagner-Meerwein重排
2. 反应机理
3. 影响因素
4. 应用特点
(1) 由羧酸制备多一个碳原子的酸或其衍生物
(2) 由α-重氮酮制备缩环产物
第三节 从碳原子到杂原子的重排
一、Beckmann重排
肟类化合物在酸性催化剂作用下，烃基向氮 原子迁移，生成取代酰胺的反应，称为 Beckmann重排 1. 反应通式
2. 反应机理
3. 影响因素
(1) 季铵盐的结构 季铵的四个取代基中，哪一个取代上的 α-碳形成碳负离子（即终点原子）？
碳负离子稳定性大的α-碳优先
季铵盐的四个取代基，哪一个迁移呢？ 基团形成的碳正离子越稳定，迁移能力越强
4. 应用特点
(1) 由季铵盐制备叔胺
二、Sommelet-Hauser重排（不讲）
三、Wittig醚重排
(2) 由α, α’-二卤代酮制备α, β-不 饱和羧酸衍生物
(3) 由α-卤代环酮制备少一个碳原子 的环状羧酸衍生物
五、Wolff重排和Arndt-Eistert合成
在光、热或金属化合物催化下，α-重氮酮 重排生成烯酮的反应称为Wolff重排。
1. 反应通式
Wolff重排
Arndt-Eistert合成
(2) 溶剂的影响
(3) 酮肟结构的影响
4. 应用特点
(1) 脂环酮肟生成扩环内酰胺
(2) 立体专一性 Beckmann重排中，与离去羟基处于反位的基 团发生迁移，具立体专一性
(3) 制备苯并噁唑或苯并咪唑衍生物
二、Hofmann重排
未取代的酰胺与次溴酸钠(或溴与氢氧化钠) 作用，得到少一个碳原子的伯胺的反应称 为Hofmann重排
3. 影响因素 (1)催化剂的影响 质子酸(H+)，使肟生成羊离子（羊盐）， 以促进羟基消除
常用的质子酸：H2SO4 , HCl, H3PO4，多聚磷酸
非质子酸，将肟羟基转化为易于脱离的基 团(离去性强的基团)
常用非质子酸：POCl3, PCl5, SOCl2, MeSO2Cl, PhSO2Cl
(2) 醛转化为酸或甲酸酯
第四节
从杂原子到碳原子的重排
一、Stevens重排
季铵盐分子中连于氮原子的碳原子上具有吸 电子的基团取代时，在强碱性条件下，可重 排生成叔胺的反应称为Stevens重排反应。 1. 反应通式
2. 反应机理
3. 影响因素 (1) 碱的强弱 氮原子的α-碳上连有吸电子、芳基等可以稳 定碳负离子的取代基时，可用较弱的碱； α-碳上连有给电子取代基时，要用较强的碱
1. 反应通式
2. 反应机理
3. 影响因素
(1) 反应条件的影响
如果R为脂肪取代基，碳原子数小于8
所用的碱用醇钠代替氢氧化钠，重排后的 异氰酸酯与醇作用得到氨基甲酸酯
Pb(OAc)4 （LTA)，高价碘试剂（苯基二乙 酰基碘）等也可促使Hofmann重排的发生。
(2) 反应物酰胺结构的影响
醚类化合物和烷基锂或氨基钠作用重排生 成醇的反应，称为Wittig醚重排反应
1. 反应通式
2. 反应机理
第五节
-键迁移重排
协同反应中，一个原子或基团从起点 原子上的-键越过共轭的电子系统， 迁移到分子内的一个新位置上，形成 新的 键称为-迁移重排
M C1 C C
m
M C C m C2m+1
(2) 醇类化合物Wagner-Meerwein重排
(3) 烯烃化合物Wagner-Meerwein重排
(4) 胺化合物Wagner-Meerwein重排
二、Pinacol重排
连二醇类化合物用酸处理时重排生成醛或 酮的反应，称为Pinacol重排反应。 1. 反应通式
R = 烷基、芳基或氢
(1) 过氧酸
过氧乙酸
三氟过氧乙酸
过氧苯甲酸
间氯过氧苯甲酸
后发现廉价、方便 的H2O2/HOAc
(2) 酮的结构 烃基迁移能力顺序：叔烷基 > 环己基、 仲烷基， 苄基、苯基 > 伯烷基 > 甲基 芳环上有给电子基时，迁移能力增 强；有吸电子基时，迁移能力降低
4. 应用特点 (1) 酮转化为酯
重排产物的羧羰基保留在哪个α碳上？
PK稳定性
中间体环丙酮开环后形成的负碳离 子稳定性较高的，导向重排产物
共轭结构有利于碳负离子的稳定
取代基少的碳负离子较稳定
(2) 催化剂的影响
碱
NaOH, KOH NaOR, KOR
重排产物
NaNH2, KNH2
HNR2
4. 应用特点
(1) 由α-卤代酮制备羧酸衍生物
(94%)
(6%)
4. 应用特点
(1) Pinacol重排制备Pinacolone
(2) Semipinacol重排制备酮类化合物
X = Cl、Br、I、SR、OTs、OMs
①β-氨基醇类
②β-卤代醇类
③制备环状酮
三、二苯基乙二酮 ——二苯乙醇酸型重排
二苯基乙二酮(苯偶酰)类化合物用碱处理，生 成二苯基-羟基酸(二苯乙醇酸)的反应称为苯偶 酰-二苯乙醇酸型重排反应。
2. 反应机理
3. 影响因素 可逆反应，反应最终可能得到两种1, 5 二烯的混合物，二者的比例由热力学稳 定性控制，热力学稳定性大的占优
氧-Cope重排
4. 应用特点 (1) 制备不饱和醛或酮
(2) 制备七元和八元环的二烯化合物
4. 应用特点
(1) 由酰胺制备少一个碳原子的伯胺
(2) 由酰胺制备少一个碳原子的氨基甲酸酯
三、Curtius重排
酰基叠氮化合物加热分解为异氰酸酯的反 应称为Curtius重排
1. 反应通式
2. 反应机理
3.影响因素：反应物酰基叠氮化合物的制备
(1) 酰卤与叠氮化钠反应
(2) 混合酸酐与叠氮化钠反应
Curtius重排
RNH2
H
RCON3
N2
R N C O
RNH2
Schimidt反应
RCOOH + HN3 H RNH2
操作简便 收率较高
五、Baeyer-Villiger氧化/重排
酮类与过氧酸反应，重排转化为酯， 称为Baeyer-Villiger反应
1. 反应通式
2. 反应机理
3. 影响因素
周环机理重排
根据起点原子与终点原子的相对位置分类
1, 2-迁移 1, 3-迁移 1, 4-迁移 1, 5-迁移 3, 3-迁移
σ-迁移，实例少
按起点原子和终点原子的种类分类
从碳原子到碳原子的重排 从碳原子到杂原子的重排
从杂原子到碳原子的重排 -键迁移重排
第二节 从碳原子到碳原子的重排
2. 反应机理
3. 影响因素
(1) 碳正离子的稳定性
重排的方向
哪个碳上的羟基更容易 离去成为正碳离子？
羟基离去后形成的碳正离子越稳 定越有利于重排
(2) 立体化学因素的影响
迁移基与 离去基互 成反应式 才能迁移
来自百度文库
(3) 反应条件的影响
(4)迁移基团的迁移能力
使正电荷稳定（好的供电性） 的取代基迁移倾向大 芳基 ≈ 氢 ≈ 乙烯基 > 叔丁基 >> 环丙基 > 仲烷基 > 伯烷基
(3) 酰基肼与亚硝酸反应
(4) 羧酸与二苯基磷酰叠氮(DPPA)反应
4. 应用特点
(1) 制备伯胺
(2) 制备氨基甲酸酯
四、Schmidt反应
(1) 反应通式
2. 反应机理
(1) 羧酸与叠氮酸的反应机理
4. 应用特点
(1) 由羧酸制备伯胺
(2) 由酮制备酰胺
Hofmann降解
RCONH2 + Br2 + 4 OH
一、Wagner-Meerwein重排
1. 反应通式
(如果R4 = H)
(如果R2 含一个α-氢)
R =烷基、 芳基或氢
2、反应机理
3. 影响因素
(1) 碳正离子的稳定性
正常反应的中 间体碳正离子 已是最稳定了， 不重排
由仲碳正离子重排成叔碳正离子，更稳定
由仲碳正离子重排成苄位碳正离子，更稳定
一、Claisen重排
烯丙基芳基醚加热重排成邻烯 丙基酚类的反应称Claisen重排 1. 反应通式
2. 反应机理
4. 应用特点
(1) 在芳环上引入烯丙基
(2) 脂肪族Claisen重排
二、Cope重排
1,5-二烯类化合物受热时发生[3,3] 键迁移重排，得到另一双烯丙 基衍生物的反应称Cope重排 1. 反应通式
1. 反应通式
2. 反应机理
4. 应用特点
(1) 制备二芳基乙醇酸
(2) 制备环状酮
缩小一个碳
四、Favorskii重排
-卤代酮在亲核碱(NaOH,RONa等)存在的条 件下，发生重排得到羧酸盐、酯或酰胺的反 应称为Favorski重排
1. 反应通式
2. 反应机理
3. 影响因素
(1) 反应物α-卤代酮的影响
第五章
重排反应
R e a rra n g e m e n t R e a c tio n
在同一分子内，一个基团从一个原子 迁移至另一个原子而形成一个新分子 的反应称为重排反应
W A B A W B
A:重排起点原子,B:重排终点原子,W:重排基团
按反应历程分类 离子型机理
亲核重排 亲电重排
自由基重排 σ-键迁移重排