8. 重排反应(学生讨论,可选)

O R CO2H NHFmoc a R NHFmoc N2 b R COOH NHFmoc
a: i: ClCOOEt, Et3N, THF, -15℃ , 15 min; ii: CH2N2( in Et2O ), CH3CN, 0℃ to r.t. , 3h b : AgOCOPh, dioxane –H2O 5:1, r.t., 30 min;
+
ON
-
R Cl H2C N+ N O
O R H C N+ N
O R H C H C R H 2O
+
H H 2 C N+ NO R C: H R COOH
N+ N-
R H
C- N + N
O
C R H+
OH OH R
OH+ -H+ OH
研究新进展：
O MeOOC COOH
a b
MeOOC
C
CH
N2
MeOOC
第3章 重排反应
• • • • • • • • • • 12. Ciamician-Dennstedt 重排 13. Curtius 重排 14. Demjanov and Tiffeneau-Demjanov 重排 15. Favorskii 重排 16. Fujimoto-Belleau 重排 17. Hofmann 重排 18. Smiles 重排 19. Sommelet-Hauser 重排 20. Stevens 重排 21. Wolff 重排
研究新进展：
Phosphinic acid as a bifunctional reagent in the catalytic Bamberger rearrangement of nitrobenzene to paraaminophenol: J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1994, 2239-40. Silica sulfuric acid as an efficient reagent for Bamberger rearrangement : Asian J. Chem. 2007, 19, 4661-4664. Solid acids (Sulphated ZrO2): Appl. Catal. A. 2008, 348, 26-29.
广泛的研究，使得该反应可以在较低温度、甚至室温下进行。
实例 1：
OMe R OMe +
R' R''
5 mol - % FeCl3 CH2Cl2, r.t., 18h R
OMe
R' R''
Synthesis 2004, 1375-1380.
实例 2：
Within 5 h up to 99% yield up to 98% ee
Org. Lett. 2007, 9, 3869–3872.
实例 3：
R
C
R'
J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2232–2233
实例 4： The aza-ene react. found applicat. in the synth. of
imidazo[1,2- a]pyridines and imidazo[1,2,3-ij][1,8]naphthyridines.
SO2-
In protic solvents R N+ R' NH S R N+ H R' N R -N2 H C+ H H R' S-
+
R
N+ NR'
R R'
In aprotic solvents R N+ R' N
-
R H H
N+ C
-
N -N2
R H C H R'
R R'
R'
Shapiro Reaction: a variation on the Bamford-Stevens Reaction 反应通式：
Nicolaou, K. C. et al. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 1669-1675.
实例 3：
Russell et al. synth. (R)-(–)-homocitric acid-γ-lactone in multigram quantities start. from a citric acid deriv. and us. the ~ as the key step.
实例 6：
Barriault, L. OL. 2001, 3, 1925-1927.
The first total synth. of (+)-arteannuin M was complet. by L. Barriault us. a tandem oxy-Cope/transannular ~ as the key step to construct the bicyclic core of the nat. prod.
+
S
NC
NC
+
n-Bu3Sn S Sn(Bu-n)3
O R O R R O O N
n-Bu3Sn
O R O
+
N
CO2
+
R
+ n-Bu3SnH
n-Bu3Sn
+
R H
Barton-McCombie 巴顿去氧反应
反应通式：
R1 R2 O S S AIBN, n-Bu3SnH PhH, ref. R1 R2 H
Russell, A. T. et al. Tetrahedron: Asymmetry 1997, 8, 3379-3382.
Bamberger 斑贝格尔重排* 反应通式： 反应机理：
若芳环对位被占据，则-OH重排至邻位，成邻氨基酚：
在H2SO4-C2H5OH(或CH3OH)中重排生成对-乙氧基 (或甲氧基)苯胺：
第3章 重排反应
• • • • • • • • • • • 1. Alder 烯反应 2. Arndt-Eistert 反应 3. Bamford-Stevens 反应 4. Barton 巴顿去羰基反应 5. Barton-McCombie 巴顿去氧反应 6. Beckmann 重排 7. Cope 重排 8. Oxy-Cope 重排 9. Claisen 重排 (及其衍生) 10. Aza-Cope 重排 11. Carrol 重排
Beckmann 重排
反应通式：
R R
C 肟
N OH
浓H2SO4 或PCl5 R
O C 酰胺 NH R
It was developped by German chemist E. O. Beckmann in 1886. It is an acid-catalyzed rearrangement. Both acetic acid, hydrochloric acid , acetic anhydride, sulfuric acid and polyphosphoric acid can be used. Sulfuric acid is the most commonly used acid for commercial lactam production.
The aroyl-substituted heterocyclic ketene aminals underwent two subsequent aza-ene reactions when excess MVK was used.
Huang, Z. –T. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 9237-9240.
COOH
a: i: ClCOOEt, Et3N, THF, -15℃ , 30 min; ii: TMSCHN2, CH3CN, 0℃, 24h, 74 % b : AgOCOPh, Et3N, THF–H2O 4:1, ultrasound, 30 min, 88%;
Bioorg. Med. Chem. 2009, 17, 242-250.
Arndt-Eistert 阿恩特-埃斯特尔特反应
反应通式：
O R Cl + CH2N2 R O CHN2 Ag2O H2 O R COOH
SOCl2 RCOOH
合成增加一个碳原子的羧酸
反应实例：
COOH SOCl2 CH2N2 Ag2O H2O CH2COOH
反应机理：
O R Cl + H 2C N
Synthesis, 1998, 837-841.
实例 1：
The β-amino acid build. blocks were synth. from α-amino acids us. the Arndt-Eistert homologation react. in the lab of D. Seebach.
实例 5：
Ganem and co-workers accompl. the asymm. total synth. of (–)α-kainic acid us. an enantioselect., metal-promot. ene cycliz.
Ganem, B. Org. Lett. 2001, 3, 485-487.
反应实例：
Bamford-Stevens (班福德-史蒂文斯)反应
反应通式：
H R N N O S R' O CH3 Base -H
+
R R'
+
H 3C
SO2-
-N2
反应实例：
R NNHTs MeO CH2R OMe OMe R
+
OMe R
+
R
+
OMe
反应机理：
H R N N O S R' O CH3 CH3O- R N N- O S R' O H3C CH3
Seebach, D. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 1223-1226.
实例 2： During the total synth. of CP., Nicolaou homolo-gat. a ster.
hinder. acid, which was part of an adv. interm. Due to its sensit. nat., the diazo ketone was prepar. via the acyl-OMs rather than the acyl-Cl.
反应机理：
研究新进展：
J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12426-12427.
机理验证：
J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12426-12427.
Barton 巴顿去羰基反应
反应通式：
O R Cl S N R HO O O N S n-Bu3SnH AIBN, R H
反应实例：
特点：
反应活化能高，需要较高的温度（200-300℃），反应时 间也较长，反应条件较苛刻，限制了应用。
研究新进展：
• Snider 研究了Lewis酸催化，取得了显著进展。常用
Lewis酸：AlCl3, FeCl3, TiCl4, SnCl4, ZnCl2等。
• 此外，金属有机化合物在该反应中的催化作用也得到了
+
反应实例：
MeOOC H N H 1), i-BuOCOCl, DIPEA, -5℃ S H HO N DIPEA, rt 2), t-BuSH, hr-W-Lamp H N H H
ห้องสมุดไป่ตู้
Org. Lett. 2006, 8, 4899–4902.
反应机理：
NC N N CN 2 NC
+
H
N2
n-Bu3SnH
+O
C S
+ n-Bu3SnSMe
反应实例：
R (Bu4N)2S2O8 / HCO2Na R' O S R = Alkanes R' = OMe, OPh, Imidazolyl
Org. Lett. 2005, 7, 3187–3190.
S
RH
反应机理：
NC N N CN NC 2 NC NC R1 S n-Bu3Sn R2 O H
++ N2 + n-Bu3Sn
R1 R2 R1 H
n-Bu3SnH R1 R2 R1 R2 O S
+
S Sn(Bu-n)3 S
+
S Sn(Bu-n)3 O S
+ n-Bu3SnH
S Sn(Bu-n)3
n-Bu3Sn
+
R2
O C S O S
+ n-Bu3SnSMe
The Barton ester free-radical reaction: a brief review of applications: Tetrahedron 2009, 65, 3563-3572.
Alder 阿尔德烯反应
著名德国化学家Alder于1943年提出。通常是指含烯丙基氢 的烯烃与一个缺电子的重键(称亲烯体， Enophile)在加热条件 下, 前者发生双键移位并加成到亲烯体上的反应。 反应通式：
反应机理： 协同机理，环状过渡态
enophile X Y H
H
HOMO X X Y Y H LUMO