有机人名反应及其机理分析
基础有机化学人名反应
引言概述:基础有机化学是研究有机化合物的物理性质、化学性质、结构和合成方法的科学。
在有机化学领域,人名反应是一种重要的化学反应类别。
人名反应是以其发现者或主要贡献者的名字来命名的有机化学反应。
本文将介绍几个常见的基础有机化学人名反应,包括居里尔莫梅托反应、格里尼亚反应、梅林反应、勒纳-约翰逊反应和沃尔弗-克希尔反应。
正文内容:一、居里尔莫梅托反应1.居里尔莫梅托反应的概述和历史背景2.反应机理和关键步骤的详细解释3.应用和实例:居里尔莫梅托反应在有机合成中的应用领域和反应条件4.优势和局限性:居里尔莫梅托反应的优势以及在特定情况下的局限性5.进一步发展和改进:对居里尔莫梅托反应的未来发展和改进的前景进行讨论二、格里尼亚反应1.格里尼亚反应的基本原理和应用2.反应机理和关键步骤的详细解释3.不同类型的格里尼亚试剂的制备方法和特点4.格里尼亚反应在有机合成中的应用实例5.格里尼亚反应的改进和未来发展方向三、梅林反应1.梅林反应的概述和历史背景2.反应机理和关键步骤的详细解释3.梅林反应在合成有机化合物和天然产物中的应用4.梅林反应与其他反应的比较和优势5.对梅林反应未来研究和改进的展望四、勒纳-约翰逊反应1.勒纳-约翰逊反应的基本原理和历史背景2.反应机理和关键步骤的详细解释3.不同类型的勒纳-约翰逊试剂的制备方法和特点4.勒纳-约翰逊反应在有机合成中的应用实例5.对勒纳-约翰逊反应的改进和发展方向的讨论五、沃尔弗-克希尔反应1.沃尔弗-克希尔反应的概述和历史背景2.反应机理和关键步骤的详细解释3.沃尔弗-克希尔反应在药物合成中的应用4.不同类型的沃尔弗-克希尔试剂的制备方法和特点5.对沃尔弗-克希尔反应的改进和未来发展前景的展望总结:基础有机化学的人名反应是有机化学领域中的重要组成部分,各个人名反应都有其独特的反应机理和应用领域。
本文详细介绍了居里尔莫梅托反应、格里尼亚反应、梅林反应、勒纳-约翰逊反应和沃尔弗-克希尔反应的概述、反应机理、应用和改进方向。
有机人名反应——机理及合成应用
有机人名反应——机理及合成应用有机化学里,有一个有趣的领域叫做“人名反应”,听到这个名字是不是觉得有点像是某种神秘的仪式?其实,人名反应是指那些以某个人名命名的经典化学反应。
就像有人给你起个外号,化学家们也给这些反应起了名字,以纪念那些对化学有重大贡献的前辈。
今天我们就来聊聊这些反应的机理以及它们在合成中的应用,让大家对这个领域有个直观的了解。
1. 有机人名反应的机理1.1 什么是机理?简单来说,机理就是解释化学反应为什么会这样发生的故事。
就像你在看一部悬疑剧时,想知道凶手怎么作案一样,化学家们也想弄清楚反应的“幕后黑手”是什么。
机理告诉我们每一步反应过程中的分子怎么舞动,反应怎么一步步进行,就像揭开了化学反应的神秘面纱。
1.2 经典人名反应的机理我们先从最著名的几个反应说起吧,比如费林反应(FriedelCrafts反应)和迈克尔加成反应。
费林反应是由化学家费林(Friedel)和克拉夫茨(Crafts)一起开发的,它主要用来生成芳香族化合物的衍生物。
简单来说,就是把一个芳香环(比如苯)跟一个其他的基团结合起来,形成新化合物。
这就好比把你喜欢的几个菜肴混合在一起,变成一道新的美味。
迈克尔加成反应就像是个“组合拳”,它把两个分子合并,形成一个新的结构。
具体来说,它是一种加成反应,其中一个分子上的亲电中心(可以理解成化学反应中的“吸引力中心”)和另一个分子的亲核中心(“发射点”)发生反应。
这个过程有点像一个化学版的“双簧”——需要两个分子之间的默契配合,才能奏效。
2. 有机人名反应的合成应用2.1 药物合成中的应用说到应用,那可真是五花八门。
药物合成中,有机人名反应简直就是神兵利器。
比如说,某些复杂的药物分子可以通过这些反应合成出来,像阿莫西林这样的抗生素就是通过特定的反应步骤制作的。
想象一下,你要制作一款超级复杂的料理,怎么做呢?得有可靠的食谱和技巧对吧?化学家们也是如此,他们用这些反应作为合成的“食谱”,让复杂的药物分子得以顺利生成。
有机合成常用人名反应
有机合成常用人名反应有机合成是化学领域中的一个重要分支,它研究有机化合物的合成方法和反应过程。
在有机合成中,常常会使用一些常用的人名反应,这些反应以人名命名,代表了该反应的发现者或者重要贡献者。
本文将介绍一些常用的人名反应,并对其原理和应用进行阐述。
一、格氏反应(Gattermann Reaction)格氏反应是一种用于合成醛的重要反应。
它是由德国化学家格氏(Gattermann)于1898年发现的。
格氏反应通过在芳香化合物上引入氰基,然后将其加氢还原,得到相应的醛。
格氏反应是一种重要的合成醛的方法,广泛应用于有机合成领域。
二、斯特雷克反应(Strecker Reaction)斯特雷克反应是一种合成α-氨基酸的方法,由德国化学家斯特雷克(Strecker)于1850年发现。
该反应通过使用醛、氰化物和胺,经过缩合和水解反应,合成出具有氨基酸结构的化合物。
斯特雷克反应是合成氨基酸的重要方法之一,广泛应用于生物化学和药物化学领域。
三、沃尔夫-克尼希反应(Wolf-Kishner Reduction)沃尔夫-克尼希反应是一种将醛或酮转化为对应的烷烃的方法。
该反应由德国化学家沃尔夫(Wolf)和克尼希(Kishner)于1912年发现。
沃尔夫-克尼希反应通过使用氨水和氢醇钠,将醛或酮转化为相应的烷烃。
这种还原反应在有机合成中具有重要的应用价值。
四、格里格纳德试剂(Grignard Reagent)格里格纳德试剂是一类由法国化学家格里格纳德(Grignard)于1900年发现的有机金属试剂。
格里格纳德试剂可以与卤代烃反应,生成烷基镁试剂。
这些烷基镁试剂可以与酮、醛、酸等化合物发生加成反应,合成出复杂的有机分子。
格里格纳德试剂是一种重要的有机合成试剂,在有机合成中具有广泛的应用。
五、费舍尔试剂(Fisher Reagent)费舍尔试剂是一种用于合成酮的试剂,由德国化学家费舍尔(Fisher)于1895年发现。
有机化学人名反应机理大全
Arbuzov 反应亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷作用,生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烷:卤代烷反应时,其活性次序为:R'I >R'Br >R'Cl。
除了卤代烷外,烯丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a- 或b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。
当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时,总是先脱除含碳原子数最少的基团。
本反应是由醇制备卤代烷的很好方法,因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制得:如果反应所用的卤代烷R'X 的烷基和亚磷酸三烷基酯(RO)3P 的烷基相同(即R' = R),则Arbuzov 反应如下:这是制备烷基膦酸酯的常用方法。
除了亚磷酸三烷基酯外,亚膦酸酯RP(OR')2和次亚膦酸酯R2POR' 也能发生该类反应,例如:反应机理一般认为是按S N2 进行的分子内重排反应:反应实例Baeyer----Villiger 反应反应机理过酸先与羰基进行亲核加成,然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上,同时发生O-O键异裂。
因此,这是一个重排反应具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应,重排产物手性碳原子的枸型保持不变,说明反应属于分子内重排:不对称的酮氧化时,在重排步骤中,两个基团均可迁移,但是还是有一定的选择性,按迁移能力其顺序为:醛氧化的机理与此相似,但迁移的是氢负离子,得到羧酸。
反应实例酮类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或三氟过氧乙酸等氧化,可在羰基旁边插入一个氧原子生成相应的酯,其中三氟过氧乙酸是最好的氧化剂。
这类氧化剂的特点是反应速率快,反应温度一般在10~40℃之间,产率高。
Birch 还原芳香化合物用碱金属(钠、钾或锂)在液氨与醇(乙醇、异丙醇或仲丁醇)的混合液中还原,苯环可被还原成非共轭的1,4-环己二烯化合物。
反应机理首先是钠和液氨作用生成溶剂化点子,然后苯得到一个电子生成自由基负离子(Ⅰ),这是苯环的л电子体系中有7个电子,加到苯环上那个电子处在苯环分子轨道的反键轨道上,自由基负离子仍是个环状共轭体系,(Ⅰ)表示的是部分共振式。
有机人名反应——机理及合成应用
有机人名反应——机理及合成应用1. 引言:有机反应的魅力大家好,今天我们聊聊有机化学中的一个特别的玩意儿——有机人名反应。
听名字就有点儿高大上对吧?其实说白了,就是那些化学反应背后,有一群化学大咖的名字在闪闪发光。
别急着打哈欠,这些反应可是有着很酷的故事和广泛的应用哦!这些反应背后的机理复杂得像迷宫,但如果你愿意跟我走一遭,我们就能一起揭开这些化学秘密的面纱,了解它们如何在实验室里翻云覆雨,甚至在我们的生活中大显神威。
2. 有机人名反应的基本概念2.1 反应的定义和背景有机人名反应,其实就是那些以化学家的名字命名的反应。
这些反应都是有着超高应用价值的,有的能帮我们合成药物,有的能让我们制造新材料。
每一个反应背后都有一个动人的故事,像是你听过的那些传奇人物一样。
比如,有个叫做“DielsAlder反应”的家伙,就是由两位化学大神的名字组合而成的。
他们发明的这个反应,可以帮助我们把两种化合物“合二为一”,就像魔法一样。
2.2 机理的揭秘接下来,我们来聊聊这些反应是怎么工作的。
简单来说,机理就是反应的“操作指南”,告诉我们每一步怎么做。
比如在DielsAlder反应中,我们有两个重要的角色:一个是“内烯”,另一个是“二烯”。
这两个角色就像是一对搭档,在化学的舞台上跳起了华尔兹,它们的结合过程就像是一场精心编排的舞蹈,每一步都需要精准把握。
3. 人名反应的实际应用3.1 合成药物的魔法我们说了这么多,这些反应到底能干啥呢?让我们看看药物的合成。
药物合成中的许多步骤都离不开这些反应,比如抗生素的制造。
如果没有这些反应,我们可能还在为感冒发愁。
DielsAlder反应不但能合成药物,还能用于制造天然产物,让我们在生活中得到更多的好东西。
比如,维生素K的合成过程就涉及到这个反应,没有它,骨头可能会变得脆弱得像干枯的树枝。
3.2 新材料的创新除了药物,这些反应在新材料的制造上也大展身手。
比如,用来制造高科技的塑料、合成纤维、甚至是液晶显示屏的材料。
有机合成人名反应及机理
有机合成人名反应及机理
有机合成中有很多重要的反应,这些反应的机理大多数都是经过
详细论证的。
下面具体介绍几个重要的反应及其机理。
1. 化学家霍夫曼发明了非常有用的反应,叫做“霍夫曼降解反应”。
这个反应可以用来从胺中制备出烷基卤化物。
具体反应步骤是:首先将胺和次氯酸钠混合,然后将水加入混合液中,这样就可以生成
亚氯酰胺。
接下来,将氢氧化钠加入混合液中,反应会生成氯化胺和
氢氧化钠。
最后,烷基化剂加入反应混合物中,生成的产物就是烷基
化合物。
2. 另一个非常重要的有机反应称为“Suzuki–Miyaura偶联反应”,这个反应可以用来将芳香化合物和烯丙基铜或锂互相连接。
这
个反应的机理是:首先,碘化物和芳基卤化物混合,这样就可以形成
碘化芳基化合物。
然后,在其上添加烯丙基铜或锂,这样就可以连接
两种芳香化合物。
最后,加入铜催化剂来促进反应的进行。
3. 最后一个重要的反应是“Diazo反应”,这个反应可以用来制
备罕见的化合物,并且这个反应的机理也比较简单。
首先,从亚硝酸
和苯甲酸中制备出叠氮化物。
接下来,将目标化合物与叠氮化物混合,这样就可以生成新的化合物。
这个反应的一个很好的例子是,将间苯
二酚转化成二苯基二烯。
以上三个反应是有机合成中非常常见的反应,掌握这些反应及其
机理可以为有机合成研究提供非常有用的指导。
《有机化学人名反应》课件
人名反应的定义与重要性
定义
人名反应是指以科学家或化学家的名字命名的有机化学反应。这些反应通常具 有独特性、重要性或实用性。
重要性
人名反应是化学领域中的重要知识,掌握这些反应有助于理解有机化学的基本 原理,提高解决实际问题的能力。同时,人名反应也是化学领域中科学研究的 成果,体现了人类对化学反应的深入认识和探索。
一种重要的烷基化反应
详细描述
Friedel-Crafts反应是一种在芳香化合 物中引入烷基的亲电取代反应。通常 在路易斯酸(如AlCl3)催化下进行, 该反应广泛应用于有机合成中。
Wittig 反应
总结词
制备烯烃的经典方法
详细描述
Wittig反应是一种通过磷酸酯和醛之间的反应制备烯烃的方法。该反应涉及一个五元环 过渡态,生成具有特定立体化学特征的烯烃。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在材料科学中的应用
材料科学是一个跨学科的领域,涉及材料的设计、制备、性 能和应用。人名反应在材料科学中的应用主要涉及新型材料 的合成和改性。
通过人名反应,可以合成出具有优异性能和功能的新型材料 ,如高分子材料、陶瓷材料、复合材料等。这些材料在能源 、环境、信息等领域具有广泛的应用前景,为科技进步和社 会发展提供重要支持。
亲电取代反应
总结词
亲电取代反应是一种有机化学反应,其中亲电试剂进攻并取代反应物分子中的某 个基团。
详细描述
这类反应通常发生在苯环、芳香烃和杂环化合物的反应中,其中亲电试剂具有正 电性,能够进攻富电子的碳原子。常见的亲电取代反应包括:EAS reaction、 Elimination reaction等。
详细描述
这类反应通常发生在烯烃、炔烃和芳香烃的反应中,其中加成试剂能够与不饱和键结合形成新的键。 常见的加成反应包括:Diels-Alder reaction、Addition reaction等。
经典有机人名反应及其机理
经典有机人名反应及其机理本文整理出常见的有机人名反见80多共见见个100见大部分容在见见考察范见之。
全初见内内国有机见度见然有所降低但有能力刺见的见手见于有机反见必见熟见掌握熟见反见见例机理。
冲决与熟见有机人名反见不见是化见见的要求也是考的重要容更是见化先见见的尊重见见。
学研内学与索引Arbuzov反见Arndt-Eister反见Baeyer-Villiger 化氧Beckmann 重排Birch 见原Bischler-Napieralski 合成法Bouveault-Blanc见原Bucherer 反见Cannizzaro 反见Chichibabin 反见Claisen 见见合反见Claisen-Schmidt 反见Clemmensen 见原Combes 合成法Cope 重排Cope 消除反见Curtius 反见Dakin 反见Darzens 反见Demjanov 重排Dieckmann 见合反见Elbs 反见Eschweiler-Clarke 反见Favorskii 反见Favorskii 重排见基化反见见基化反见Fries 重排Gabriel 合成法Gattermann 反见Gattermann-Koch 反见Gomberg-Bachmann 反见Hantzsch 合成法Haworth 反见Hell-Volhard-Zelinski 反见Hinsberg 反见Hofmann 见基化Hofmann 消除反见1Hofmann 重排降解Houben-Hoesch 反见Hunsdiecker 反见Kiliani 见化增法碳Knoevenagel 反见Knorr 反见Koble 反见Koble-Schmitt 反见Leuckart 反见Lossen反见Mannich 反见Meerwein-Ponndorf 反见Meerwein-Ponndorf 反见Michael 加成反见Norrish I和II 型裂解反见Oppenauer 化氧Paal-Knorr 反见Pictet-Spengler 合成法Pschorr 反见Reformatsky 反见Reimer-Tiemann 反见Reppe 合成法Robinson 见见反见Rosenmund 见原Ruff 见降反见Sandmeyer 反见Schiemann 反见Schmidt反见Skraup 合成法Sommelet-Hauser 反见Stephen 见原Stevens 重排Strecker 基酸合成法氨Tiffeneau-Demjanov 重排Ullmann反见Vilsmeier 反见Wagner-Meerwein 重排Wacker 反见Williamson 合成法Wittig 反见Wittig-Horner 反见Wohl 见降反见Wolff-Kishner-见见反见黄Yurév 反见2Zeisel 甲基见定法氧3Arbuzov反见见酸三见基见作见见核见见见代见作用生成见基见酸二见基见和一新的见代见磷与个见代见反见见其活性次序见RI RBr RCl。
有机化学人名反应总结
有机化学人名反应总结是研究碳及其化合物的科学,其中许多反应被命名以纪念其首位发现者或发展者。
这些人名反应不仅对于的发展起到了巨大的推动作用,也源自于对科学家们的敬意和对他们贡献的赞扬。
在本文中,将总结几个人名反应,了解它们的原理和应用。
一、丁基锂合成反应(BuLi 生成反应)丁基锂是一种有机锂化合物,它的生成反应是通过将溶于正丁脱氢剂(n-BuLi)加入至正丁锂反应(floats-buLi)中得到的。
正丁锂反应是以但钾为催化剂,会使其在高压下进行。
该反应的关键是高温和高压条件下n-BuLi和粉末锂(floats-Li)之间的快速反应。
这个反应的应用十分广泛,可以用来合成各种有机锂试剂,如烃基锂、脂基锂,进而合成复杂的有机化合物。
二、格氏试剂合成反应 (Grignard 试剂生成反应)格氏试剂是有机锂试剂的后继者,由法国化学家弗朗索瓦·格里尼亚(francois auguste)发明并得名。
该反应以季碳基物质镁为催化剂,与卤化烃或卤化芳烃发生取代反应得到格氏试剂。
格氏试剂常用于合成范围广泛的有机化合物,主要反应机制类似于亲核取代反应,并使其非常重要的有机合成试剂之一。
三、斯托茨勒合成(Storz reaction)斯托茨勒合成反应是醛、酮与硫酸钠或硫酸食盐反应,生成酯的方法。
该反应是由俄罗斯化学家弗拉基米尔·利奥诺维奇·斯托茨(Vladimir Leontievich Stotsky)发现并命名的。
通过控制反应条件和底物的选择,可以合成具有多种不同结构的酯。
四、诺贝尔-加斯基诺反应 (Nobel-Gassman 试剂生成反应)诺贝尔-加斯基诺反应是一种用于合成β-哌啶酮的方法,是由德国化学家赫尔曼·斯图尔特·诺贝尔(Herman Staudinger)和法国化学家约瑟夫·加斯奥诺(Joseph Köck)合作发现的。
这个反应的关键是氰甲酸酯的转化,通过底物的选择,可以合成出不同结构的β-哌啶酮,具有广泛的应用前景。
常见人名反应及机理
1. Aldol Condensation:羟醛缩合是一种有机反应:烯醇或烯醇负离子和羰基化合物反应形成β-羟基醛或者β-羟基酮,然后发生脱水得到共轭烯酮。
反应第一步为羟醛反应,第二部反应为脱水反应。
酸催化碱催化图例使用OCH3 做碱2.Baeyer –Villiger Oxidation酮在过氧化物如过氧化氢、过氧化羧酸等氧化下,在羰基和一个邻近烃基之间引入一个氧原子,得到相应的酯的化学反应。
醛可以进行同样的反应,氧化的产物是相应的羧酸。
2.Baylis –Hillman Reactionαβ-不饱和化合物与亲电试剂(醛、酮)在合适的催化剂作用下,生成烯烃α-位加成产物的反应。
催化剂一般采用DABCO(14-二氮双环222辛烷的缩写形式,俗称:三亚乙基二胺),生成物为烯丙基醇1。
贝里斯-希尔曼反应经历叔胺与活化烯烃的Michael 加成反应启动的加成-消除反应历程4. Beckmann Rearrangement是一个由酸催化的重排反应,反应物肟在酸的催化作用下重排为酰胺。
若起始物为环肟,产物则为内酰胺。
α-二酮、α-酮酸、α-叔烃基酮反式、α-二烷基氨基酮、α-羟基酮和β-酮醚生成的肟在路易,又斯酸或质子酸的作用下断裂为腈及相应的官能团化合物。
这个反应称为―异常贝克曼重排‖称非正常贝克曼重排;二级贝克曼重排;贝克曼断裂反应等。
5. Benzoin Condensation 安息香缩合反应,又称苯偶姻缩合,是一个有机反应,是氰离子催化下两分子芳香醛进行缩合生成一个偶姻分子的反应。
由于生成物是安息香(Ph-CO-CHOH-Ph)的衍生物,故名??. Birch Reduction钠和醇在液氨中将芳香环还原成14-环己二烯的有机还原反应。
Birch 还原的重要性在于:尽管剩下的双键(非芳香性)更为活泼,该反应却能停留在环己双烯上,而不继续还原。
反应中的钠也可以用锂或钾取代,使用的醇通常是甲醇或叔丁醇。
有机化学人名反应机理(比较完整)
有机化学人名反应机理(比较完整)1.arbuzov反应卤代烷反应时,其活性次序为:r'i>r'br>r'cl。
除了卤代烷外,烯丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a-或b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。
当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时,总是先脱除含碳原子数最少的基团。
本反应就是由醇制取卤代烷的较好方法,因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制取:一般认为是按sn2进行的分子内重排反应:2.arndt-eister反应酰氯与重氮甲烷反应,然后在氧化银催化下与水共热得到酸。
重氮甲烷与酰氯反应首先构成重氮酮(1),(1)在氧化银催化剂下与水共热,获得酰基卡宾(2),(2)出现重排得烯酮(3),(3)与水反应分解成酸,若与醇或氨(胺)反应,则得酯或酰胺。
3.baeyer----villiger反应过酸先与羰基展开亲核差率,然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子搬迁至-o-o-基团中与羰基碳原子轻易相连的氧原子上,同时出现o-o键异裂。
因此,这就是一个重排反应具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应,重排产物手性碳原子的枸型保持不变,说明反应属于分子内重排:不等距的酮水解时,在重排步骤中,两个基团均可搬迁,但是还是存有一定的选择性,按搬迁能力其顺序为:4.beckmann重排肟在酸例如硫酸、磷酸酯磷酸以及能够产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等促进作用下出现重排,分解成适当的替代酰胺,例如环己酮肟在硫酸促进作用下重排分解成己内酰胺: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。
搬迁基团如果就是手性碳原子,则在搬迁前后其构型维持不变。
5.bouveault---blanc还原脂肪族羧酸酯需用金属钠和醇还原成得一级醇。
α,β-不饱和羧酸酯还原成得适当的饱和状态醇。
芳香酸酯也可以展开本反应,但收率较低。
有机合成人名反应
1.Baeyer----Villiger 反应过酸先与羰基进行亲核加成,然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上,同时发生O-O键异裂。
因此,这是一个重排反应具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应,重排产物手性碳原子的枸型保持不变,说明反应属于分子内重排:不对称的酮氧化时,在重排步骤中,两个基团均可迁移,但是还是有一定的选择性,按迁移能力其顺序为: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: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。
3.Cannizzaro 反应凡α位碳原子上无活泼氢的醛类和浓NaOH或KOH水或醇溶液作用时,不发生醇醛缩合或树脂化作用而起歧化反应生成与醛相当的酸(成盐)及醇的混合物。
此反应的特征是醛自身同时发生氧化及还原作用,一分子被氧化成酸的盐,另一分子被还原成醇:脂肪醛中,只有甲醛和与羰基相连的是一个叔碳原子的醛类,才会发生此反应,其他醛类与强碱液,作用发生醇醛缩合或进一步变成树脂状物质。
醛首先和氢氧根负离子进行亲核加成得到负离子,然后碳上的氢带着一对电子以氢负离子的形式转移到另一分子的羰基不能碳原子上。
4.Chibabin 反应杂环碱类,与碱金属的氨基物一起加热时发生胺化反应,得到相应的氨基衍生物,如吡啶与氨基钠反应生成2-氨基啶,如果α位已被占据,则得γ-氨基吡啶,但产率很低。
本法是杂环上引入氨基的简便有效的方法,广泛适用于各种氮杂芳环,如苯并咪唑、异喹啉、丫啶和菲啶类化合物均能发生本反应。
喹啉、吡嗪、嘧啶、噻唑类化合物较为困难。
氨基化试剂除氨基钠、氨基钾外,还可以用取代的碱金属氨化物。
有机化学人名反应机理
反应实例
Cope 消除反应
• 反应机理
• 反应实例
Curtius 反应(库尔提斯)
• 酰基叠氮化物在惰性溶剂中加热分解生成异氰酸酯:
异氰酸酯水解则得到胺:
Eschweiler-Clarke 反应(刘卡特-瓦 拉赫)
• 在过量甲酸存在下,一级胺或二级胺与甲醛 反应,得到甲基化后的三级胺:
甲醛在这里作为一个甲基化试剂。
• 反应机理 反应实例
Favorskii 反应
• 炔烃与羰基化合物在强碱性催化剂如无水氢氧化钾或 氨基钠存在下于乙醚中发生加成反应,得到炔醇:
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
Birch 还原(伯奇)
反应实例
反应机理
Birch 还原
Bischler-Napieralski 合成法(比施勒-纳皮 耶拉尔斯基)
• 反应机理 反应实例
Dakin 反应(达金)
• 反应机理 反应实例
Darzens 反应(达尔森)
• 反应机理
• 反应实例
Demjanov 重排(蒂芬欧–捷姆扬诺夫)
• 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:
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。
有机合成经典人名反应及机理
取代的烯丙基芳基醚重排,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。 10
反应实例
11
12
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 :
36
反应机理
37
反应实例
38
Baeyer-Villiger 氧化
反应机理
39
40
反应实例
41
Mannich 反应
含有a-活泼氢的醛、酮与甲醛及胺(伯胺、仲胺或氨) 反应,结果一个a-活泼氢被胺甲基取代,此反应又称 为胺甲基化反应,所得产物称为Mannich碱。
反应机理
42
43
反应实例
有机合成经典人名反应及机理
1
本章学习要求:
十个重要重排反应 Beckmann 重排 Claisen重排 Cope重排 Favorskii重排 Fries 重排 Hofmann 重排(降解) Stevens 重排 Tiffeneau-Demjanov 重排 Wagner-Meerwein 重排 Demjanov 重排
4
反应机理
手性碳原子,则在迁移前后其构型不变
5
反应实例
6
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 :
7
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。
有机化学人名反应机理
• 反应机理 • 首先是卤代烃、醇或烯烃与催化剂如三氯化铝作
用形成碳正离子:
所形成的碳正离子可能发生重排,得到较稳定的碳 正离子:
• 碳正离子作为亲电试剂进攻芳环形成中间体σ-络 合物,然后失去一个质子得到发生亲电取代产物:
反应实例
Friedel-Crafts酰基化反应
• 芳烃与酰基化试剂如酰卤、酸酐、羧酸、烯酮等 在Lewis酸(通常用无水三氯化铝)催化下发生酰基 化反应,得到芳香酮:
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。
液氨、乙二醇醚类、四氢呋喃、二甲亚砜、二甲苯等均能 作为反应的溶剂。 反应机理
• 反应实例
Favorskii 重排
• α-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α-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员环。
• 反应机理
• 反应实例
• 反应实例
Cope 重排( 科普)
• 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:
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷作用,生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烷:卤代烷反应时,其活性次序为:R'I >R'Br >R'Cl。
除了卤代烷外,烯丙型或炔丙型卤化物、α-卤代醚、α-或β-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。
当亚磷酸三烷基酯中三个烷基各不相同时,总是先脱除含碳原子数最少的基团。
本反应是由醇制备卤代烷的很好方法,因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制得:如果反应所用的卤代烷R'X 的烷基和亚磷酸三烷基酯(RO)3P 的烷基相同(即R' = R),则Arbuzov 反应如下:这是制备烷基膦酸酯的常用方法。
除了亚磷酸三烷基酯外,亚膦酸酯RP(OR')2和次亚膦酸酯R2POR'也能发生该类反应,例如:反应机理一般认为是按S N2进行的分子内重排反应:反应实例Arndt-Eister反应反应机理反应实例Baeyer-Villiger氧化反应机理反应实例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Birch还原反应机理反应实例Bischler-Napieralski合成法反应机理反应实例Bouveault-Blanc还原反应机理反应实例Bucherer反应反应机理Cannizzaro反应反应机理Chichibabin反应反应机理反应实例吡啶类化合物不易进行硝化,用硝基还原法制备氨基吡啶甚为困难。
本反应是在杂环上引入氨基的简便有效的方法,广泛适用于各种氮杂芳环,如苯并咪唑、异喹啉、吖啶和菲啶类化合物均能发生本反应。
Claisen酯缩合反应二元羧酸酯的分子内酯缩合见Dieckmann 缩合反应反应机理反应实例Claisen-Schmidt反应一个无α-氢原子的醛与一个带有α-氢原子的脂肪族醛或酮在稀氢氧化钠水溶液或醇溶液存在下发生缩合反应,并失水得到α,β-不饱和醛或酮:反应机理反应实例Clemmensen还原醛类或酮类分子中的羰基被锌汞齐和浓盐酸还原为亚甲基:此法只适用于对酸稳定的化合物。
对酸不稳定而对碱稳定的化合物可用Wolff-Kishner-黄鸣龙反应还原。
反应机理本反应的反应机理较复杂,目前尚不很清楚反应实例Combes合成法在氨基的间位有强的邻、对位定位基团存在时,关环反应容易发生;但当强邻、对位定位基团存在于氨基的对位时,则不易发生关环反应。
反应实例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Cope消除反应反应机理反应实例Curtius反应酰基叠氮化物在惰性溶剂中加热分解生成异氰酸酯:异氰酸酯水解则得到胺:反应机理反应实例Dakin反应反应机理反应实例Darzens反应反应机理反应实例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。
反应机理反应实例1 氨甲基环烷醇也能发生类似的重排反应,详见Tiffeneau-Demjanov重排Dieckmann缩合反应反应机理反应实例Elbs反应羰基的邻位有甲基或亚甲基的二芳基酮,加热时发生环化脱氢作用,生成蒽的衍生物:由于这个反应通常是在回流温度或高达400-450 °C的温度范围内进行,不用催化剂和溶剂,直到反应物没有水放出为止,在这样的高温条件下,一部分原料和产物发生碳化,部分原料酮被释放出的水所裂解,烃基发生消除或降解以及分子重排等副反应,致使产率不高。
反应机理本反应的机理尚不清楚反应实例Eschweiler-Clarke反应在过量甲酸存在下,一级胺或二级胺与甲醛反应,得到甲基化后的三级胺甲醛在这里作为一个甲基化试剂。
反应机理反应实例Favorskii反应炔烃与羰基化合物在强碱性催化剂如无水氢氧化钾或氨基钠存在下于乙醚中发生加成反应,得到炔醇液氨、乙二醇醚类、四氢呋喃、二甲亚砜、二甲苯等均能作为反应的溶剂。
反应机理反应实例Favorskii重排α-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α-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员环。
反应机理反应实例Friedel-Crafts烷基化反应芳烃与卤代烃、醇类或烯类化合物在Lewis催化剂(如AlCl3,FeCl3, H2SO4, H3PO4, BF3, HF 等)存在下,发生芳环的烷基化反应。
卤代烃反应的活泼性顺序为:RF > RCl > RBr > RI ; 当烃基超过3个碳原子时,反应过程中易发生重排。
反应机理首先是卤代烃、醇或烯烃与催化剂如三氯化铝作用形成碳正离子:所形成的碳正离子可能发生重排,得到较稳定的碳正离子:碳正离子作为亲电试剂进攻芳环形成中间体 络合物,然后失去一个质子得到发生亲电取代产物:反应实例Friedel-Crafts酰基化反应芳烃与酰基化试剂如酰卤、酸酐、羧酸、烯酮等在Lewis酸(通常用无水三氯化铝)催化下发生酰基化反应,得到芳香酮:这是制备芳香酮类最重要的方法之一,在酰基化中不发生烃基的重排。
反应机理反应实例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Gabriel合成法邻苯二甲酰亚胺与氢氧化钾的乙醇溶液作用转变为邻苯二甲酰亚胺盐,此盐和卤代烷反应生成N-烷基邻苯二甲酰亚胺,然后在酸性或碱性条件下水解得到一级胺和邻苯二甲酸,这是制备纯净的一级胺的一种方法。
有些情况下水解很困难,可以用肼解来代替:反应机理邻苯二甲酰亚胺盐和卤代烷的反应是亲核取代反应,取代反应产物的水解过程与酰胺的水解相似。
反应实例Gattermann反应重氮盐用新制的铜粉代替亚铜盐(见Sandmeyer反应)作催化剂,与浓盐酸或氢溴酸发生置换反应得到氯代或溴代芳烃:本法优点是操作比较简单,反应可在较低温度下进行,缺点是其产率一般较Sandmeyer反应低。
反应机理见Sandmeyer反应Gattermann-Koch反应芳香烃与等分子的一氧化碳及氯化氢气体在加压和催化剂(三氯化铝及氯化亚铜)存在下反应,生成芳香醛:反应机理Gomberg-Bachmann反应芳香重氮盐在碱性条件下与其它芳香族化合物偶联生成联苯或联苯衍生物:反应机理反应实例Hantzsch合成法两分子β-羰基酸酯和一分子醛及一分子氨发生缩合反应,得到二氢吡啶衍生物,再用氧化剂氧化得到吡啶衍生物。
这是一个很普遍的反应,用于合成吡啶同系物。
反应机理反应过程可能是一分子β-羰基酸酯和醛反应,另一分子β-羰基酸酯和氨反应生成β-氨基烯酸酯,所生成的这两个化合物再发生Micheal加成反应,然后失水关环生成二氢吡啶衍生物,它很溶液脱氢而芳构化,例如用亚硝酸或铁氰化钾氧化得到吡啶衍生物:反应实例Haworth反应萘和丁二酸酐发生Friedel-Crafts酰化反应然后按标准的方法还原、关环、还原、脱氢得到多环芳香族化合物。
反应机理见Friedel-Crafts酰化反应反应实例Hell-Volhard-Zelinski反应羧酸在催化量的三卤化磷或红磷作用下,能与卤素发生α-卤代反应生成α-卤代酸:本反应也可以用酰卤作催化剂。
反应机理反应实例Hinsberg反应伯胺、仲胺分别与对甲苯磺酰氯作用生成相应的对甲苯磺酰胺沉淀,其中伯胺生成的沉淀能溶于碱(如氢氧化钠)溶液,仲胺生成的沉淀则不溶,叔胺与对甲苯磺酰氯不反应。
此反应可用于伯仲叔胺的分离与鉴定。
Hofmann烷基化卤代烷与氨或胺发生烷基化反应,生成脂肪族胺类:由于生成的伯胺亲核性通常比氨强,能继续与卤代烃反应,因此本反应不可避免地产生仲胺、叔胺和季铵盐,最后得到的往往是多种产物的混合物。
用大过量的氨可避免多取代反应的发生,从而可得到良好产率的伯胺。
反应机理反应为典型的亲核取代反应(SN 1或SN2)反应实例Hofmann消除反应季铵碱在加热条件下(100--200°C)发生热分解,当季铵碱的四个烃基都是甲基时,热分解得到甲醇和三甲胺:如果季铵碱的四个烃基不同,则热分解时总是得到含取代基最少的烯烃和叔胺:反应实例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Houben-Hoesch反应酚或酚醚在氯化氢和氯化锌等Lewis酸的存在下,与腈作用,随后进行水解,得到酰基酚或酰基酚醚:Hunsdiecker反应干燥的羧酸银盐在四氯化碳中与卤素一起加热放出二氧化碳,生成比原羧酸少一个碳原子的卤代烃:X = Br , Cl , I反应机理反应实例Kiliani氰化增碳法糖在少量氨的存在下与氢氰酸加成得到 羟基腈,经水解得到相应的糖酸,此糖酸极易转变为内酯,将此内酯在含水的乙醚或水溶液中用钠汞齐还原,得到比原来的糖多一个碳原子的醛糖。
反应实例Knoevenagel反应含活泼亚甲基的化合物与醛或酮在弱碱性催化剂(氨、伯胺、仲胺、吡啶等有机碱)存在下缩合得到 不饱和化合物。
反应机理反应实例Knorr反应氨基酮与有 亚甲基的酮进行缩合反应,得到取代吡咯:反应实例Koble反应脂肪酸钠盐或钾盐的浓溶液电解时发生脱羧,同时两个烃基相互偶联生成烃类:如果使用两种不同脂肪酸的盐进行电解,则得到混合物:反应机理反应实例Koble-Schmitt反应酚钠和二氧化碳在加压下于125-150 ºC反应,生成邻羟基苯甲酸,同时有少量对羟基苯甲酸生成:反应产物与酚盐的种类及反应温度有关,一般来讲,使用钠盐及在较低的温度下反应主要得到邻位产物,而用钾盐及在较高温度下反应则主要得对位产物:邻位异构体在钾盐及较高温度下加热也能转变为对位异构体:反应机理反应机理目前还不太清楚。