药物合成 重排反应
Hofmann降解(重排)反应及应用
环丙胺的合成
异丙醇
环丙胺是合成环丙沙星等多种高效抗菌药物的重 要中间体,广泛应用于精细化工产品的合成。
对氨基苯甲酸的合成
对氨基苯甲酸是重要的医药和染料中间体, 也用于制备各种醋类和防晒剂等,主要由 对硝基苯甲酸还原制得。
2-硝基-3-氯苯胺的合成
2-硝基-3-氯苯胺是合成药物及精细化学品 的重要中间体,已有的文献是用2-硝基-3氯苯甲酸和叠氮化钠合成的,但叠氮化钠n降解反应
Hofmann降解反应是一个具有广泛应用的 反应,反应一般条件比较温和,产率较高, 副产物较少,因此在有机合成中获得日益 广泛的应用。
酰胺的Hofmann降解反应
氮上无取代基的酰胺与次氯酸钠或次溴酸 钠的碱溶液作用时,脱去羰基生成伯胺, 在反应中使碳链减少一个碳原子,这是霍 夫曼所发现制胺的一个方法,通常称为霍 夫曼降解反应。
反应机理
注意
• 在霍夫曼酰胺降解反应中,重排反应过程 中一定要控制低温,温度控制在零度左右 对反应较为有利,温度太高可造成重排反 应中间产物异氰酸酯不稳定而影响下一步 反应,且温度过高会使次卤酸钠分解,降 低反应速率,温度太低则又使反应速度较 慢,反应时间增长。
应用
N-乙基乙二胺的合成
N-乙基乙二胺是合成许多药物的重要中间体。 如高效、广谱、低毒的抗生素药物氧哌嗪青霉 素、哌拉西林、头孢拉腙、头孢哌酮等的基本 合成原料之一就是N-乙基乙二胺。工艺合理、 污染少、产品质量高的合成路线十分重要。
[12]—meisenheimer重排在有机合成中的应用实例
[12]—meisenheimer重排在有机合成中的应用实例1. 引言1.1 概述在有机合成领域,meisenheimer重排反应是一种被广泛应用的重要反应。
这种反应以其高效、多样性和广泛的底物适用性而备受研究者的关注。
通过meisenheimer重排反应,化学家们能够有效合成出复杂有机分子和功能化合物,从而为药物合成、天然产物的构建以及新材料的开发等领域提供了广阔的研究空间。
1.2 文章结构本文将首先介绍meisenheimer重排反应的基本概念,包括该反应的起源和发现,以及其化学机理。
随后,我们将探讨meisenheimer重排在药物合成中的应用实例,并举例说明该反应在抗肿瘤药物合成、杂环化合物构建以及天然产物类似物合成方面的成功案例。
此外,我们还会讨论实验条件和优化方法对meisenheimer重排反应的影响,并比较不同催化剂、溶剂和温度等因素对该反应效果的优化策略。
最后,在总结文章主要内容后,我们将展望未来对meisenheimer重排反应研究的发展趋势与前景。
1.3 目的本文旨在全面阐述meisenheimer重排反应在有机合成中的应用实例,并深入探讨该反应的化学机理、影响因素以及优化方法。
通过对相关文献和案例的分析,我们希望能够使读者更好地了解meisenheimer重排反应的重要性和潜力,为进一步开展相关研究提供启示和参考。
此外,本文还将就未来meisenheimer 重排反应的研究方向进行展望,为该领域的科学家们提供思路和思考。
2. meisenheimer重排的基本概念2.1 meisenheimer重排反应的起源和发现meisenheimer重排是一种有机化学反应,最早由德国化学家Adolf Meisenheimer于1893年首次描述。
他观察到了在芳香性化合物与亲电试剂发生反应时的不寻常行为,其中一个氢原子被替换成亲电试剂或其它亲核试剂。
这些反应产物通常是在芳香性环上形成新的功能团(例如酯、醇、酮等)。
药物合成反应 第五章 重排反应
• (2) the R1 group has to be able to stabilize carbanions, so it is often an electronwithdrawing group;
反应机理
O R-C-R'
+
H+
OH
OH R-C-R'
+
-H
+
OH R-C-R' O-OCR" O
R-C-R'
O R"COO-HR R' C O NhomakorabeaO
H O
R´重排 O-O键断裂 -H+
O R-C-OR'
O
C R"
-R´´COO- ,
R3C- > R2CH- ,
>
CH 2
>
>RCH2- > CH3-
3. 从杂原子到碳原子的重排
Examples
Arndt-Eistert synthesis • 1. 反应通式
• 2. 反应机理
• 3. 应用特点 • 羧酸同系化C+1
第三节 碳原子到杂原子重排
一、Beckmann重排
OH
• 1. 反应通式
H+ O R´-C-NHR
R' C=N R
酮肟在酸性催化剂的作用下重排成酰胺 的反应称为贝克曼重排。
(5)拜耳-魏立格氧化重排
O RCR' + CH3COOOH
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。
第十章 重排反应
1. OH 2.H
OH COOH
O HO 2C O CO2H
1.KOH/H 2O, reflux 2.H 3O
HO CO2H HO 2C CO 2H
Benzilic acid重排反应实例
如果是非对称的乙二酮,重排反应表现 出一定的选择性。二芳基乙二酮的重排 产物与环上取代基的电子效应相关。
OH O Y Y= 吸电子基团 O Y-Ph
在酸的催化下,醛或酮与过氧酸反应, 在烃基和羰基间插入氧原子生成酯的反 应称为Baeyer-Villiger氧化重排反应。
Baeyer-Villiger重排反应机理
过氧酸分子中的羟基性质与醇羟基相似,具有 亲核性可与羰基发生亲核加成,羟基氧未成键 的孤对电子随α-消除传递给烃基R′,在R′离开 α-碳迁移至氧,同时羰基结构恢复为sp2杂化。
N2 NaNO2/HCl OH H2C OH OH O
NH2 OH
10-28
10-29
Semipinacol重排
OH CH3 Ph O
OH CH3 Ph OH
Ph
OH CH3 OH
Ph
O CH3 OH
Semipinacol重排
氯胺酮(Ketamine,10-30)是一种具 有镇痛作用的麻醉药,在其合成过程中 环己酮部分的生成就是利用了 Semipinacol重排反应扩环得到的。
-O
Ph O OH Ph-Y
Y= 给电子基团
-O
Ph
底物结构
O 产物结构
Benzilic acid重排反应实例
使用含有α-氢的醇盐(10-34)进行反 应时,发生歧化反应,将负氢转移到底 物碳原子上,将底物还原为α-羟基酮 (10-35)。
对氨基苯甲酸重排过程
对氨基苯甲酸重排过程1. 引言氨基苯甲酸是一种有机化合物,化学式为C7H7NO2。
在化学合成和有机反应中,氨基苯甲酸经常被用作起始原料或中间体。
对氨基苯甲酸进行重排反应可以得到不同的产物,这一过程在有机化学中具有重要意义。
本文将详细介绍对氨基苯甲酸的重排过程,包括反应机理、影响因素以及应用领域等方面的内容。
2. 反应机理对氨基苯甲酸的重排反应是一种分子内异构化反应,通常在碱性条件下进行。
其主要步骤如下:1.离子化:首先,在碱性条件下,氨基苯甲酸会与碱发生离子化反应,生成相应的阴离子和阳离子。
C6H5CH2NO2 + OH- -> C6H5CH2O- + H2O2.亚胺形成:生成的负离子与正离子之间发生亲核取代反应,生成一个新的环状结构。
C6H5CH2O- + H+ -> C6H5CHOH3.质子转移:在环状结构中,质子发生转移,生成新的碳碳键。
C6H5CHOH -> C6H5COCH34.结构重排:重排反应的最后一步是分子内重排,重新排列原子的连接方式。
C6H5COCH3 -> CH3COC6H5通过上述步骤,氨基苯甲酸经过重排反应后,最终生成了苯乙酮。
3. 影响因素对氨基苯甲酸重排反应的效率和产物选择性受到多种因素的影响。
以下是一些主要影响因素的介绍:3.1 反应条件反应条件包括温度、溶剂和催化剂等。
通常情况下,在碱性条件下进行反应可以得到较好的结果。
适当调节温度和溶剂选择也可以影响反应速率和产物分布。
3.2 反应物结构氨基苯甲酸的结构对于重排反应具有一定影响。
取代基团的位置、大小以及取代基之间的相互作用等都可能影响反应的进行和产物的生成。
3.3 反应机理对氨基苯甲酸重排反应的详细机理仍然有待进一步研究和探索。
不同的反应机理可能导致不同的产物生成路径和选择性。
4. 应用领域对氨基苯甲酸重排反应在有机合成中具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:4.1 药物合成氨基苯甲酸及其衍生物在药物合成中起着重要作用。
药物合成反应_第五章_重排反应
重 排
1
(CH3)3C-CH2OH
③烯烃+氢离子
-H2O H+
(CH3)3C-CH2
Wagner-Meerwein
(CH3)3C-CH=CH 2 +
Ag
(CH3)3C-CH-CH3
OCH3
H3C
Cl
④重氮盐放氮 H3C C CH2Cl (CH3)3 C-CH 3NH2 CH 3
重排的顺序:
∨
∨
CH3 CH3
CH2 CH2
莰烯
CH2
TsOH C6H6 H3C
CH3
CH3
CH3
CH2
CH3
CH3
反应机理:
重 排
1
Pinacol
邻二醇类化合物在酸催化下,失去一分子水重排生成醛或酮的反应,称为Pinacol重排。
反应机理:
R1
R2 R3 H C C R4 OHOH
R1
R2 R3 R3 1,2-迁移 C C R4 R1 C C R4 - H OH OHR2
O O OR Br Br Br Br O O O OR
重 排
4
Wolff/Arndt-Eistert
α-重氮酮在银、银盐或铜存在条件下,或用光照射或热分解都消除氮分子而重排为烯酮,
生成的烯酮进一步与羟基或胺类化合物作用得到酯类、酰胺或羧酸的反应称为Wolff重排。
反应机理:
R' C C N N O R
Ph CH3 Ph
Ph CH3 Ph C C CH3
Ac2O/ZnCl2
CH3 C O C Ph
CH3 Ph C O C Ph CH3
C
C
CH3
药物合成反应 第六章 重排反应
OO Ar C C OH 慢
Ar
OO Ar C C OH
Ar
OH O Ar C C O
Ar
第二节 重排反应及其在药物 合成中的应用
2. 影响因素及反应条件 (1)底物的影响—α-二酮的结构
芳香族α-二酮的重排方向,主要受取代基的种类 和在芳环上的位置的影响。芳环的对位或间位有吸电 子基时,使反应易于进行;反之,对位或间位有给电 子基时,使重排反应速度减慢;当取代基位于芳环邻 位时,均使重排反应速率减慢。
与史蒂文斯重排相似,在强碱的作用下,发生分子内的 亲电重排
第二节 重排反应及其在药物 合成中的应用
2. 影响因素及反应条件
(1)底物的影响—季铵盐的结构
最常用的是三甲胺的季铵盐 ,否则烃基上的氢原子在反应条件 下,会发生消除反应。
(2)溶剂和温度的影响
一般情况下,温度升高,有利于发生史蒂文斯重排;而选择极 性较大的溶剂,则有利于发生萨默莱特-豪斯重排。
第二节 重排反应及其在药物 合成中的应用
2.影响因素及反应条件
(4)温度的影响
反应温度会直接影响重排反应的收率,因此,在温 度的选择上,应对催化剂、溶剂、酮肟的结构及产物的 性质进行综合考虑
3. 应用
抗高血压药胍乙啶中间体庚内酰胺的合成:
O
H2NOH
,
1 2
H2SO4
75 80
NOH
O
H2SO4
110 140
O R C N3
-N2 R N C O
物。如
HO
O
N
O
NH2OH . HCl
N
H2SO4
第二节 重排反应及其在药物 合成中的应用
2. 影响因素及反应条件
有机化学中的加成反应和重排反应
有机化学中的加成反应和重排反应在有机化学领域中,加成反应和重排反应是两种重要的反应类型。
它们在有机合成中具有广泛的应用,并对化学品的制备和功能发挥起着关键作用。
本文将详细介绍有机化学中的加成反应和重排反应的原理、机制和应用。
一、加成反应加成反应是指两个或多个分子的化学键断裂,并且新的化学键形成,形成一个较大的分子。
加成反应是有机合成中最基本和最常见的反应类型之一,广泛应用于药物合成、材料制备以及天然产物的合成等领域。
1. 加成反应的机理加成反应可以分为电子亲和性加成和亲核性加成两类。
(1) 电子亲和性加成电子亲和性加成是指一个亲电试剂与一个亲核试剂之间的反应。
亲电试剂通常是具有较高的电子亲和性,如羰基化合物和亚硝酸酯等;亲核试剂通常是具有孤对电子的化学物质,如胺类化合物、卤化物和亚乙醇等。
电子亲和性加成的机理通常经历三个步骤:亲电试剂接近亲核试剂,发生化学键的断裂与形成,生成新的化学物质。
该反应过程中,亲电试剂接受一对电子,亲核试剂提供一对电子,从而形成较稳定的产物。
(2) 亲核性加成亲核性加成是指一个亲核试剂与一个亲电试剂之间的反应。
亲核试剂通常是具有孤对电子或富电子的化学物质,如胺类化合物、有机锂化合物和烯烃等;亲电试剂通常是具有部分正电荷的化学物质,如卤化物、酮类和烯烃等。
亲核性加成的机理通常经历两个步骤:亲核试剂攻击亲电试剂,发生化学键的断裂与形成,生成新的化学物质。
在该反应过程中,亲电试剂失去一对电子,亲核试剂提供一对电子,从而形成较稳定的产物。
2. 加成反应的应用加成反应在有机合成中具有广泛的应用。
以下是一些常见的加成反应及其应用:(1) 羟醛加成反应:通过亲电性的羟醛或酮与亲核试剂反应,生成稳定的醇化合物。
该反应在药物合成和功能分子的构建中起着关键作用。
(2) 二级胺加成反应:通过亲核性的二级胺与亲电试剂反应,生成胺化合物。
该反应在医药领域中广泛用于制备各类有机胺类化合物。
(3) 还原剂加成反应:通过还原剂的亲电性和亲核性的反应,将亲电试剂还原为相应的醇、酮或胺化合物。
有机化学基础知识芳香化合物的重排反应和异构化反应
有机化学基础知识芳香化合物的重排反应和异构化反应有机化学基础知识之芳香化合物的重排反应和异构化反应芳香化合物是有机化学中重要的一类化合物,具有独特的芳香香味和稳定的分子结构。
在有机合成和药物研发领域,芳香化合物的合成和转化是非常重要的。
本文将讨论芳香化合物的重排反应和异构化反应,以及它们在有机合成中的应用。
一、芳香化合物的重排反应1. 环移重排反应环移重排反应是芳香环上原子或基团的重新排列,形成新的芳香环的反应。
主要有酚的甲基或烷基的Meisenheimer重排反应、羧酸的重排反应、苯酚的Claisen重排反应等。
例如,酚的甲基重排反应如下:[化学反应方程式]2. 氢迁移重排反应氢迁移重排反应是芳香环中氢原子或基团的迁移,生成新的芳香化合物的反应。
常见的有1,2-氢迁移、1,3-氢迁移和1,4-氢迁移等。
例如,1,2-氢迁移重排反应如下:[化学反应方程式]二、芳香化合物的异构化反应芳香化合物的异构化反应是指同一分子内芳香环中原子或基团的位置改变,形成不同结构的芳香化合物。
1. 互变异构反应互变异构反应是在特定条件下,同一个分子内两个相邻的芳香环中的原子或基团进行位置交换,形成异构体的反应。
例如,酚醛的互变异构反应如下:[化学反应方程式]2. 氢化异构反应氢化异构反应是芳香环中芳香基与氢气反应,发生氢化和异构化的反应。
例如,苯的氢化异构反应如下:[化学反应方程式]三、重排反应和异构化反应的应用1. 药物合成重排反应和异构化反应在药物合成中具有重要的应用价值。
通过利用这些反应,可以合成具有特定药效的化合物,并提高合成效率。
2. 功能材料合成重排反应和异构化反应在功能材料合成方面也起着关键作用。
通过合理设计反应路径,可以合成具有特定功能的材料,如光电材料、催化剂等。
3. 天然产物合成许多天然产物的结构复杂且具有重要的药理活性。
利用重排反应和异构化反应,可以模拟天然产物的合成路径,从而合成具有类似活性的人工合成天然产物。
药物合成反应第五章 重排反应
重排反应中键的裂解和形成方式: 异裂(离子型) 均裂(游离基型) 环状过渡态(σ键迁移型)
离子型重排反应: 1.阴离子型重排(亲核重排)
C— A— Y Z -Y C— A Z C— A — Z
2.阳离子型重排(亲电重排)
X— B— C Y -Y X— B— C B— C X
3.游离基型重排反应: 重排反应中间体呈游离基状态
O
O COEt
*
5 0%
COEt
+ *
5 0%
*
O Ar X R
M eO Ar M eO H
OR X
-X
-
OAr R
O M eO Ar R
-
R Ar C O 2M e
M eO H
R Ar C O 2M e
• 碳负离子缺少共振稳定时 • 卤代酮羰基无可烯醇化的氢时 • 二卤代酮时
五 、Wolff(沃尔夫)重排 和Arndt-Eistert (阿恩特-埃斯特尔特)
例:
C 2H 5 C C 2H 5 Br CONH2 N a O Br H 2O
C 2H 5 C 2H 5 C O
(3)构型保持
Ph H2 H * C O N H B r 2 /N a O H C C 2 CH3 Ph H2 H * C C NH2 CH3
(4)当酰胺分子的适当位置有羟基、氨基存在时, 可以分子内成环。
HO HNO2
CH2 O
O HBr Cl C Ph C H Ph
A g N O 2 /E tO H Cl
O C
H C
Ph Ph
HO
Ph SPh
O Ph
HO O
CH3 Ph
Ph
O CH3
药物合成反应重要人名反应
1.Hunsdriecke 反应:羧酸银盐和溴或碘反应,脱去二氧化碳,生成比原反应物少一个碳原子的卤代烃。
2.Sandmeyer 反应:用氯化亚铜或溴化亚铜在相应的氢卤酸存在下,将芳香重氮盐转化成卤代芳烃。
3.Gattermann 反应:将上面改为铜粉和氢卤酸。
4.Shiemann 反应:将芳香重氮盐转化成不溶性的重氮氟硼酸盐或氟磷酸盐,或芳胺直接用亚硝酸纳和氟硼酸进行重氮化,此重氮盐再经热分解(有时在氟化钠或铜盐存在下加热),就可以制得较好收率的氟代芳烃。
5. Williamson 合成:醇在碱(钠,氢氧化钠,氢氧化钾)存在下与卤代烃反应生成醚。
6. Gabriel 合成:将氨先制备成邻苯二甲酰亚胺,利用氮上氢的酸性,先与氢氧化钾生成钾盐,然后与卤代烃作用,得N- 烃基邻苯二甲酰亚胺,肼解或酸水解即可得纯伯胺。
7. Delepine 反应:用卤代烃与环六亚甲基四胺(乌洛托品)反应得季铵盐,然后水解可得伯胺。
8. Leuckart 反应:用甲酸及其铵盐可以对醛酮进行还原烃化,得各类胺。
9. Ullmann 反应:卤代芳烃与芳香伯胺在铜或碘化铜及碳酸钾存在并加热的条件下可得二苯胺及其同系物。
10. Friedel-Crafts 反应:在三氯化铝催化下,卤代烃及酰卤与芳香族化合物反应,再环上引入烃基及酰基。
11. Meerwein 芳基化反应:芳基自由基可与烯反应,引致烯键的碳原子上。
12. Gomberg-Bachmann 反应:芳香自由基与过量存在的另一芳香族化合物发生取代反应,得到联苯。
方向自由基的来源主要有三种:最常用重氮离子的分解;其次为N-亚硝基乙酰苯胺类及芳酰过氧化物的分解13. Hoesch 反应:腈类化合物与氯化氢在Lewis 酸催化剂ZnCl2 的存在下与具有烃基或烷氧基的芳烃进行反应可生成相应的酮亚胺,在经水解则得具有羟基或烷氧基的芳香酮。
14. Gattermann 反应:将具有羟基或烷氧基的芳烃在三氯化铝或氯化锌催化下与氰化氢及氯化氢作用生成相应芳香醛的反应。
药物合成重排反应
RR H+
RCCR
R R C CR
OH OH
OR
机理:
RR R C C R H+
OH OH
RR R C CR
OH
R R C CR
OH R
H+
R
-H+
R
R CCR
R CCR
OH R
OR
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲二 频纳醇重排(Pinacol)
Pinacol重排-----碳正离子1,2-迁移的立体化学
迁移基团 相同位相,同面迁移保留构型为主
终点碳原子 ①迁移基团在离去基团离子之前发生迁移构型反转
②迁移基团与离去基团邻位交叉,且碳正离子寿命很 短构型保留。
1 四取代乙二醇:
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲二 频纳醇重排(Pinacol)
NHTs
NHTs
NHTs
OH H
异冰片
-H
CH2
莰烯 CH2
反应实例:
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲一、 Wangner-Meerwein重排
Ph
CH3 OTs C CH CH3
PhH
CH3 *
H3C C C* Ph CH3 CH3
CH3 Ph C C*H CH2
H
CH3
Ph C C* CH3 CH3 CH3 +
R2
R1 R4 C C R5
H+(-H2O)
R3 OH
R1 R4 R2 C C R5
R3
重排
mumm重排反应机理
mumm重排反应机理
(最新版)
目录
1.Mumm 重排反应的概述
2.Mumm 重排反应的机理
3.Mumm 重排反应的应用
4.总结
正文
一、Mumm 重排反应的概述
Mumm 重排反应,又称为 Mumm-Guttenberg 反应,是一种常见的有机化合物反应,主要发生在具有亚胺酸酯结构的化合物中。
这种反应可以将亚胺酸酯转换为取代酰胺,并伴随着碳原子骨架的重排。
这一反应最早由德国化学家 Hubert Mumm 在 1894 年发现,并在 1907 年由德国化学家Felix Guttenberg 进一步研究,因此反应名称中包含了两位科学家的名字。
二、Mumm 重排反应的机理
Mumm 重排反应的机理目前尚未完全明确,但已有一些研究提出了可能的反应过程。
一般认为,Mumm 重排反应是一个自由基反应过程,包括以下三个步骤:
1.引发:反应开始时,亚胺酸酯在光的照射或高温条件下发生激发,形成激发态亚胺酸酯。
2.重排:激发态亚胺酸酯在还原剂的作用下,发生重排反应,生成取代酰胺和自由基。
3.终止:生成的自由基可以与另一个亚胺酸酯分子反应,形成稳定的取代酰胺,完成反应。
三、Mumm 重排反应的应用
Mumm 重排反应在有机合成中具有广泛的应用,特别是在染料、香料、药物等领域。
通过 Mumm 重排反应,可以方便地合成各种取代酰胺化合物,从而为后续的合成反应提供更多的可能性。
四、总结
Mumm 重排反应是一种有机化合物反应,主要发生在具有亚胺酸酯结构的化合物中。
虽然其反应机理尚未完全明确,但在有机合成领域具有广泛的应用。
Favorskii重排反应
反应举例
1994年,H. Takeshita等人利用Diels-Alder环加成、Favorskii重排和[2π+2π]光环加成等关键性步骤 完成了六环笼状化合物hexacyclo[6.4.2.02,7.03,11.06,10.09,12]tetradecene的全合成。 桥头α-卤代酮 的Favorskii重排以88%的产率制备得到相应的桥头羧酸。接着,将酸转化为相应的过氧化叔丁酯,随后将其光环 化。最后一步是将过氧化叔丁酯在对二异丙基苯中在150°C下加热2小时来去除桥头羧酸官能团。
1971年,Wenkert, E.等人发现,不仅是α-卤代酮可以发生Favorskii重排反应,β-卤代酮经过一个四元 环中间体重排也可以发生类似于Favorskii重排反应,他们将其称为同型Favorskii重排反应(Homo-Favorskii rearrangement)。
反应内容
定义
反应特征
反应机理
Favorskii重排反应的反应机理为:首先在氯原子另一侧形成烯醇负离子,负离子进攻另一侧的碳原子,氯 离子离去,形成一个环丙酮中间体。受亲核试剂进攻,羰基打开,打开三元环,得到羧基邻位的碳负离子,最后 获得一个质子得到产物。
Favorskiபைடு நூலகம்重排反应机理
意义价值
Favorskii重排反应提供了一种制备多支链羧酸及其衍生物的重要方法,也可以通过该反应进行缩环反应, 制备出比α卤代环酮少一个碳的环状羧酸衍生物。该反应产率通常较高,由于经过环状中间体结构,化学选择性 和立体选择性均较高,在有机合成,药物研发,新材料制备方面有着广阔的应用。 例如,甾体激素类药物氢化 可的松的合成,其中一步关键性的步骤就涉及到Favorskii重排反应。
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重排反应7 重排反应重排反应指同⼀分⼦内,某⼀原⼦或基团从⼀个原⼦迁移到另⼀个原⼦形成新的分⼦的反应。
利⽤重排常常可以合成⽤其它⽅法难以合成的物质。
其反应机理不外乎亲核、亲电和⾃由基⼏种。
按其迁移的⽅式⼤致可分为从碳原⼦到碳原⼦的重排、从碳原⼦到杂原⼦的重排以及从杂原⼦到碳原⼦的重排等⼏种。
7.1从碳原⼦到碳原⼦的重排从碳原⼦到碳原⼦的重排使碳⾻架发⽣变化。
其中典型的重排包括亲核1,2-重排和亲电1,2-重排。
前者包括Wagner-Meerwein重排和Pinacol重排;后者包括Wolf和Arndt-Eistert重排等。
7.1.1Wagner-Meerwein重排在质⼦酸或Lewis酸催化下形成的碳正离⼦中,烷基、芳基或氢从正离⼦相邻的碳原⼦上迁移到正离⼦上的反应,称为Wagner-Meerwein重排。
⽣成更稳定的碳正离⼦或产物成为重排的动⼒。
反应⽰例:双环⼆烯酮重排为四氢萘酚。
⽤质⼦酸处理某些环外烯烃可致重排。
7.1.2 Pinacol重排酸催化下,邻⼆醇脱⽔重排为醛或酮的反应称为Pinacol重排。
(1)四取代邻⼆醇的重排如果四个取代基相同,得单⼀产物。
如果是对称的邻⼆醇,产物分配主要取决于迁移基团的迁移能⼒。
迁移能⼒可能与亲核能⼒正相关。
⼀般⽽⾔,芳基>烷基>氢。
对位供电⼦基取代的芳基>未取代的芳基>邻位取代的芳基(空间障碍)。
如果是不对称的邻⼆醇,产物分配主要取决于形成的碳正离⼦的稳定性,与迁移基团的迁移能⼒关系不⼤。
不对称Pinacol重排的选择性不是太好,常常得到混合物,在药物合成上的意义不太⼤。
(2)三取代邻⼆醇的重排对于三取代的邻⼆醇,其中的叔碳上形成的碳正离⼦较稳定,所以⼀般是仲碳上的基团(或氢原⼦)迁移。
如果需要叔碳上的基团迁移,可采⽤衍⽣物法在碱性条件下重排。
(3)脂环上的邻⼆醇重排羟基位于脂环上的邻⼆醇的重排常导致脂环结构的变化。
螺环的形成:羟基共环的情形:如上,对于羟基共环的情形,总是处在离去的羟基反式的基团迁移,这在⼀定程度上说明Pinacol重排可按分⼦内SN2机理进⾏。
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(CH3)3C-CH2+AgCl
(b)含-NH2 ,重氮化放氮 (CH3)3C-CH3NH2 (c)-OH, 加 H+ (-H2O) (CH3)3C-CH2OH (CH3)3C-CH2=CH2
H+ -H2O H+ NaNO2 HCl
氮 气 N≡N (CH3)3C-CH2N2Cl -N=N+
72%
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲二 频纳醇重排(Pinacol)
1 四取代乙二醇: (C)不对称的邻乙二醇
CH3 Ph H2SO4 Ph C C CH3 Ph C Ac2O OH OH Ph Ph C C CH3
Ph Ph C OH
Ph
CH3 C CH3 OH
CH3 O
CH3 C CH3
第一节 从碳原子到碳原子的重排
第五章 重排反应
Chapter 5: Rearrangement Reaction
概述
定义:受试剂或介质的影响,同一有机
分子内的一个基团或原子从一个原子迁 移到另一个原子上,使分子构架发生改 变而形成一个新的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
2 94%
OH
CH2COOH C O KOH/H2O C O CH2COOH
(HOOCCH2)2 C
COOH
柠檬酸
O
O KOH
HO HOOC
79%
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲三 二苯基乙二酮 ——二苯乙醇酸型重排
应用实例:
O [O] SeO2
O O KOH/H2O
△
OH COOH
KOH/H2O O O
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲一、 Wangner-Meerwein重排
反应实例:
CH2 CH3 TsOH CH3 CH3 C6H5 H3C
NH2 NaNO2/HOAc H3CO H3CO
CH3 CH3
CH3
H3C
OH H H
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲二 频纳醇重排(Pinacol)
Pinacol重排:邻二醇类化合物在酸催化下,失去一分子水重排生 成醛或酮的反应(邻二醇或邻二官能团合成酮的方法)。
OH OAc
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲二 频纳醇重排(Pinacol)
1 四取代乙二醇: (C)不对称的邻乙二醇
P CH3OC 6H5 Ph H2SO4 P CH3OC 6H5 C C Ph OH OH P CH3OC 6H5 P CH3OC 6H5 + P CH3OC 6H5 C O C Ph C Ph O Ph C Ph 28% C 6H5OCH3 P
▲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】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。
O O Ar C C Ar
KOH/C2H5OH
△
OH O Ar C Ar C OK
机理:
O O Ar C C Ar OH Ar O C O C Ar OH Ar O C Ar O C OH Ar OH O C Ar C O
▲二 频纳醇重排(Pinacol)
1 四取代乙二醇:
R2 H
(d) R1 C C R3
OH OH
① Ph C C Ph (少)(A)
Ph H Ph C C Ph H+ O Ph H Ph
H
H
Ph C H Ph
草 酸
C O
Ph
(B)
Ph
OH OH
② Ph C C Ph
Ph OH
Ph
C
C
H
(C)
CH C Ph O
H C C Ph
O Cl
H C C Ph Ph
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲二 频纳醇重排(Pinacol)
2 Semipinacol重排: Tiffeneau环扩大反应:1-氨基甲基环烷醇用亚硝酸处理,经重排形成多一个碳的环烷 酮的反应,称为Tiffeneau环扩大反应。
(CH2)n
C
OH CH2NH2
2 迁移基团迁移顺序---苯的迁移速度为甲基的3000倍
Ag+ H3C C CH2Cl CH3 H3C C C H H3C C CH2 CH3
∨
∨
CH3 H3C C CH2Cl CH3 Ag+
CH3
H3 C C CH2CH3 CH3
H3C C CHCH3 CH3
CH3 Ph C H C OTs
△
H3C
HO OH R R
OH Ph Ph
O
Ph Ph
OH OH C Ph Ph
H2SO4/Et2O r.t.2h Ph Ph 99% O
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲二 频纳醇重排(Pinacol)
1 四取代乙二醇: (e) 羟基位于脂环环扩大或缩小
H3C H3C
OH H
H3C H3C
OH2
Trans-二醇
CH3 CH3 Ph C C Ph OH OH
H
H3C C O
CH3 C Ph + Ph C Ph O
CH3 C CH3 Ph
主产物
次产物
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲二 频纳醇重排(Pinacol)
1 四取代乙二醇: (b)对称的邻乙二醇
Ph Ph P CH3OC 6H5 C C C 6H5OCH3 P OHOH
O O
迁移能力:吸电子 基取代的芳环>供 电子基取代的芳环
Ar C C OH OHO + Ar HO C C Ar' O OH
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲三 二苯基乙二酮 ——二苯乙醇酸型重排
应用实例: OCH3
OCH3 C C O O KOH/n-BuOH/H2O 回流
OCH3
OH C COOH
R1 R4 R2 C R3 C R5 OH H+(-H2O) R1 R 4 R2 C R3 C R5
重排
R1 R2
R4 C C R5 R3
H2O(-H+) R1
R2
OH C
R4 C R5 R3
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲一、 Wangner-Meerwein重排
1 形成C+ 形式
(a)卤代烃 Ag+ AlCl3 (CH3)3C-CH2Cl
R R R C C R OH OH
R R
H+
R R C C R O R
机理:
R
C C R OH OH
H+
R R R C C R OH R
R C C R OH R R R C C R O R
H+
R
R C C R OH R
-H+
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲二 频纳醇重排(Pinacol)
Pinacol重排-----碳正离子1,2-迁移的立体化学
概述
重排反应类型(按终点原子电荷分)
缺电子重排 富电子重排 自由基重排 离子型机理(亲核重排,亲电重排) 周环机理重排(σ -键迁移重排)
概述
重排反应的应用
形成C-C、C-N、C-O键
定向引入官能团 形成环状化合物
第一节 从碳原子到碳原子的重排
Wagner-Meerwein重排
Pinacol重排 苯偶酰-二苯乙醇酸型重排
Favorski重排
Wolff重排
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲一、 Wangner-Meerwein重排
Wagner-Meerwein重排:终点碳原子上羟基、卤原子或 重氮基等,在质子酸或Lewis酸催化下离去形成碳正离 子,其邻近的基团作1,2-迁移至该碳原子,同时形成更 稳定的起点碳正离子,后经亲核取代或质子消除而生成 新化合物的反应. 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.
△
(H3C)3 C C H
CH3
(H3C)2 C CH(CH3)2
H3C H3C
CH C H3C
CH2
31%
C H CH2
(H3C)3C
3%
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲一、 Wangner-Meerwein重排
反应实例:
OH NHTs Ph3P/DEAD OPPh3 NHTs -Ph3P=O NHTs
Ph
Ph O Ph H CH C Ph
不稳定
(A)
Ph C Ph
A:B:C=88.3/11.7/0(条件:浓硫酸) A:B:C=42.1/45.3/12.6(条件::草酸)
H C OH
Ph
OH
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲二 频纳醇重排(Pinacol)
1 四取代乙二醇: (e) 羟基位于脂环环扩大或缩小
HNO2
(CH2)n
C
O
CH2
O
O + CH3NO2 环己酮 OH OH CH2NO2 [H]/Ni HO
CH2NH2 HNO2 HOAc
HO
CH2
环庚酮
第一节 从碳原子到碳原子的重排
▲二 频纳醇重排(Pinacol)
2 Semipinacol重排:
碱性介质 仲醇选择性
第一节 从碳原子到碳原子的重排
NHTs
NHTs
OH
异冰片
H