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藥物合成反應(yīng)規(guī)則總結(jié)為了使大家能更快了解與掌握藥物合成反應(yīng)規(guī)律,我將其總結(jié)如下,希望大家探討提議。共同進(jìn)步!互相交流!1Arbuzov反應(yīng)
亞磷酸三烷基酯作為親核試劑與鹵代烷作用,生成烷基膦酸二烷基酯和一個(gè)新的鹵代烷:
鹵代烷反應(yīng)時(shí),其活性次序?yàn)椋篟'I>R'Br>R'Cl。除了鹵代烷外,烯丙型或炔丙型鹵化物、a-鹵代醚、a-或b-鹵代酸酯、對(duì)甲苯磺酸酯等也可以進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)亞磷酸三烷基酯中三個(gè)烷基各不相同時(shí),總是先脫除含碳原子數(shù)最少的基團(tuán)。
本反應(yīng)是由醇制備鹵代烷的很好方法,因?yàn)閬喠姿崛榛タ梢杂纱寂c三氯化磷反應(yīng)制得:
如果反應(yīng)所用的鹵代烷R'X的烷基和亞磷酸三烷基酯(RO)3P的烷基相同(即R'=R),則Arbuzov反應(yīng)如下:
這是制備烷基膦酸酯的常用方法。
除了亞磷酸三烷基酯外,亞膦酸酯RP(OR')2和次亞膦酸酯R2POR'也能發(fā)生該類(lèi)反應(yīng),例如:
反應(yīng)機(jī)理
一般認(rèn)為是按SN2進(jìn)行的分子內(nèi)重排反應(yīng):
反應(yīng)實(shí)例2Arndt-Eister反應(yīng)
酰氯與重氮甲烷反應(yīng),然后在氧化銀催化下與水共熱得到酸。
反應(yīng)機(jī)理
重氮甲烷與酰氯反應(yīng)首先形成重氮酮(1),(1)在氧化銀催化下與水共熱,得到?;ㄙe(2),(2)發(fā)生重排得烯酮(3),(3)與水反應(yīng)生成酸,若與醇或氨(胺)反應(yīng),則得酯或酰胺。
反應(yīng)實(shí)例3Baeyer----Villiger反應(yīng)
反應(yīng)機(jī)理
過(guò)酸先與羰基進(jìn)行親核加成,然后酮羰基上的一個(gè)烴基帶著一對(duì)電子遷移到-O-O-基團(tuán)中與羰基碳原子直接相連的氧原子上,同時(shí)發(fā)生O-O鍵異裂。因此,這是一個(gè)重排反應(yīng)具有光學(xué)活性的3---苯基丁酮和過(guò)酸反應(yīng),重排產(chǎn)物手性碳原子的枸型保持不變,說(shuō)明反應(yīng)屬于分子內(nèi)重排:
不對(duì)稱(chēng)的酮氧化時(shí),在重排步驟中,兩個(gè)基團(tuán)均可遷移,但是還是有一定的選擇性,按遷移能力其順序?yàn)椋?/p>
醛氧化的機(jī)理與此相似,但遷移的是氫負(fù)離子,得到羧酸。
反應(yīng)實(shí)例
酮類(lèi)化合物用過(guò)酸如過(guò)氧乙酸、過(guò)氧苯甲酸、間氯過(guò)氧苯甲酸或三氟過(guò)氧乙酸等氧化,可在羰基旁邊插入一個(gè)氧原子生成相應(yīng)的酯,其中三氟過(guò)氧乙酸是最好的氧化劑。這類(lèi)氧化劑的特點(diǎn)是反應(yīng)速率快,反應(yīng)溫度一般在10~40℃4Beckmann
重排
肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能產(chǎn)生強(qiáng)酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亞硫酰氯等作用下發(fā)生重排,生成相應(yīng)的取代酰胺,如環(huán)己酮肟在硫酸作用下重排生成己內(nèi)酰胺:
反應(yīng)機(jī)理
在酸作用下,肟首先發(fā)生質(zhì)子化,然后脫去一分子水,同時(shí)與羥基處于反位的基團(tuán)遷移到缺電子的氮原子上,所形成的碳正離子與水反應(yīng)得到酰胺。
遷移基團(tuán)如果是手性碳原子,則在遷移前后其構(gòu)型不變,例如:
反應(yīng)實(shí)例5Birch還原
芳香化合物用堿金屬(鈉、鉀或鋰)在液氨與醇(乙醇、異丙醇或仲丁醇)的混合液中還原,苯環(huán)可被還原成非共軛的1,4-環(huán)己二烯化合物。反應(yīng)機(jī)理
首先是鈉和液氨作用生成溶劑化點(diǎn)子,然后苯得到一個(gè)電子生成自由基負(fù)離子(Ⅰ),這是苯環(huán)的л電子體系中有7個(gè)電子,加到苯環(huán)上那個(gè)電子處在苯環(huán)分子軌道的反鍵軌道上,自由基負(fù)離子仍是個(gè)環(huán)狀共軛體系,(Ⅰ)表示的是部分共振式。(Ⅰ)不穩(wěn)定而被質(zhì)子化,隨即從乙醇中奪取一個(gè)質(zhì)子生成環(huán)己二烯自由基(Ⅱ)。(Ⅱ)在取得一個(gè)溶劑化電子轉(zhuǎn)變成環(huán)己二烯負(fù)離子(Ⅲ),(Ⅲ)是一個(gè)強(qiáng)堿,迅速再?gòu)囊掖贾袏Z取一個(gè)電子生成1,4-環(huán)己二烯。
環(huán)己二烯負(fù)離子(Ⅲ)在共軛鏈的中間碳原子上質(zhì)子化比末端碳原子上質(zhì)子快,原因尚不清楚。反應(yīng)實(shí)例
取代的苯也能發(fā)生還原,并且通過(guò)得到單一的還原產(chǎn)物。例如6Bouveault---Blanc還原
脂肪族羧酸酯可用金屬鈉和醇還原得一級(jí)醇。α,β-不飽和羧酸酯還原得相應(yīng)的飽和醇。芳香酸酯也可進(jìn)行本反應(yīng),但收率較低。本法在氫化鋰鋁還原酯的方法發(fā)現(xiàn)以前,廣泛地被使用,非共軛的雙鍵可不受影響。
反應(yīng)機(jī)理首先酯從金屬鈉獲得一個(gè)電子還原為自由基負(fù)離子,然后從醇中奪取一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂苫?,再?gòu)拟c得一個(gè)電子生成負(fù)離子,消除烷氧基成為醛,醛再經(jīng)過(guò)相同的步驟還原成鈉,再酸化得到相應(yīng)的醇。反應(yīng)實(shí)例
醛酮也可以用本法還原,得到相應(yīng)的醇:
7Bucherer反應(yīng)
萘酚及其衍生物在亞硫酸或亞硫酸氫鹽存在下和氨進(jìn)行高溫反應(yīng),可得萘胺衍生物,反應(yīng)是可逆的。
反應(yīng)時(shí)如用一級(jí)胺或二級(jí)胺與萘酚反應(yīng)則制得二級(jí)或三級(jí)萘胺。如有萘胺制萘酚,可將其加入到熱的亞硫酸氫鈉中,再加入堿,經(jīng)煮沸除去氨而得。反應(yīng)機(jī)理
本反應(yīng)的機(jī)理為加成消除過(guò)程,反應(yīng)的第一步(無(wú)論從哪個(gè)方向開(kāi)始)都是亞硫酸氫鈉加成到環(huán)的雙鍵上得到烯醇(Ⅱ)或烯胺(Ⅵ),它們?cè)龠M(jìn)行下一步互變異構(gòu)為酮(Ⅲ)或亞胺(Ⅳ):反應(yīng)實(shí)例8Bamberger,E.重排
苯基羥胺(N-羥基苯胺)和稀硫酸一起加熱發(fā)生重排成對(duì)-氨基苯酚:
在H2SO4-C2H5OH(或CH3OH)中重排生成對(duì)-乙氧基(或甲氧基)苯胺:其他芳基羥胺,它的環(huán)上的o-p位上未被取代者會(huì)起類(lèi)似的重排。例如,對(duì)-氯苯基羥胺重排成2-氨基-5-氯苯酚:反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
9Berthsen,A.Y吖啶合成法
二芳基胺類(lèi)與羧酸在無(wú)水ZnCl2存在下加熱起縮合作用,生成吖啶類(lèi)化合物。反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)機(jī)理不詳反應(yīng)實(shí)例10Cannizzaro反應(yīng)
凡α位碳原子上無(wú)活潑氫的醛類(lèi)和濃NaOH或KOH水或醇溶液作用時(shí),不發(fā)生醇醛縮合或樹(shù)脂化作用而起歧化反應(yīng)生成與醛相當(dāng)?shù)乃?成鹽)及醇的混合物。此反應(yīng)的特征是醛自身同時(shí)發(fā)生氧化及還原作用,一分子被氧化成酸的鹽,另一分子被還原成醇:
脂肪醛中,只有甲醛和與羰基相連的是一個(gè)叔碳原子的醛類(lèi),才會(huì)發(fā)生此反應(yīng),其他醛類(lèi)與強(qiáng)堿液,作用發(fā)生醇醛縮合或進(jìn)一步變成樹(shù)脂狀物質(zhì)。
具有α-活潑氫原子的醛和甲醛首先發(fā)生羥醛縮合反應(yīng),得到無(wú)α-活潑氫原子的β-羥基醛,然后再與甲醛進(jìn)行交叉Cannizzaro反應(yīng),如乙醛和甲醛反應(yīng)得到季戊四醇:
反應(yīng)機(jī)理
醛首先和氫氧根負(fù)離子進(jìn)行親核加成得到負(fù)離子,然后碳上的氫帶著一對(duì)電子以氫負(fù)離子的形式轉(zhuǎn)移到另一分子的羰基不能碳原子上。反應(yīng)實(shí)例11Chichibabin反應(yīng)
雜環(huán)堿類(lèi),與堿金屬的氨基物一起加熱時(shí)發(fā)生胺化反應(yīng),得到相應(yīng)的氨基衍生物,如吡啶與氨基鈉反應(yīng)生成2-氨基啶,如果α位已被占據(jù),則得γ-氨基吡啶,但產(chǎn)率很低。
本法是雜環(huán)上引入氨基的簡(jiǎn)便有效的方法,廣泛適用于各種氮雜芳環(huán),如苯并咪唑、異喹啉、丫啶和菲啶類(lèi)化合物均能發(fā)生本反應(yīng)。喹啉、吡嗪、嘧啶、噻唑類(lèi)化合物較為困難。氨基化試劑除氨基鈉、氨基鉀外,還可以用取代的堿金屬氨化物:反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)機(jī)理還不是很清楚,可能是吡啶與氨基首先加成,(Ⅰ),(Ⅰ)轉(zhuǎn)移一個(gè)負(fù)離子給質(zhì)子給予體(AH),產(chǎn)生一分子氫氣和形成小量的2-氨基吡啶(Ⅱ),此小量的(Ⅱ)又可以作為質(zhì)子的給予體,最后的產(chǎn)物是2-氨基吡啶的鈉鹽,用水分解得到2-氨基吡啶:反應(yīng)實(shí)例
吡啶類(lèi)化合物不易進(jìn)行硝化,用硝基還原法制備氨基吡啶甚為困難。本反應(yīng)是在雜環(huán)上引入氨基的簡(jiǎn)便有效的方法,廣泛適用于各種氮雜芳環(huán),如苯并咪唑、異喹啉、吖啶和菲啶類(lèi)化合物均能發(fā)生本反應(yīng)。12Claisen酯縮合反應(yīng)含有α-氫的酯在醇鈉等堿性縮合劑作用下發(fā)生縮合作用,失去一分子醇得到β-酮酸酯。如2分子乙酸乙酯在金屬鈉和少量乙醇作用下發(fā)生縮合得到乙酰乙酸乙酯。二元羧酸酯的分子內(nèi)酯縮合見(jiàn)Dieckmann縮合反應(yīng)。反應(yīng)機(jī)理
乙酸乙酯的α-氫酸性很弱(pKa-24.5),而乙醇鈉又是一個(gè)相對(duì)較弱的堿(乙醇的pKa~15.9),因此,乙酸乙酯與乙醇鈉作用所形成的負(fù)離子在平衡體系是很少的。但由于最后產(chǎn)物乙酰乙酸乙酯是一個(gè)比較強(qiáng)的酸,能與乙醇鈉作用形成穩(wěn)定的負(fù)離子,從而使平衡朝產(chǎn)物方向移動(dòng)。所以,盡管反應(yīng)體系中的乙酸乙酯負(fù)離子濃度很低,但一形成后,就不斷地反應(yīng),結(jié)果反應(yīng)還是可以順利完成。
常用的堿性縮合劑除乙醇鈉外,還有叔丁醇鉀、叔丁醇鈉、氫化鉀、氫化鈉、三苯甲基鈉、二異丙氨基鋰(LDA)和Grignard試劑等。反應(yīng)實(shí)例
如果酯的α-碳上只有一個(gè)氫原子,由于酸性太弱,用乙醇鈉難于形成負(fù)離子,需要用較強(qiáng)的堿才能把酯變?yōu)樨?fù)離子。如異丁酸乙酯在三苯甲基鈉作用下,可以進(jìn)行縮合,而在乙醇鈉作用下則不能發(fā)生反應(yīng):
兩種不同的酯也能發(fā)生酯縮合,理論上可得到四種不同的產(chǎn)物,稱(chēng)為混合酯縮合,在制備上沒(méi)有太大意義。如果其中一個(gè)酯分子中既無(wú)α-氫原子,而且烷氧羰基又比較活潑時(shí),則僅生成一種縮合產(chǎn)物。如苯甲酸酯、甲酸酯、草酸酯、碳酸酯等。與其它含α-氫原子的酯反應(yīng)時(shí),都只生成一種縮合產(chǎn)物。
實(shí)際上這個(gè)反應(yīng)不限于酯類(lèi)自身的縮合,酯與含活潑亞甲基的化合物都可以發(fā)生這樣的縮合反應(yīng),這個(gè)反應(yīng)可以用下列通式表示:13Claisen—Schmidt反應(yīng)
一個(gè)無(wú)氫原子的醛與一個(gè)帶有氫原子的脂肪族醛或酮在稀氫氧化鈉水溶液或醇溶液存在下發(fā)生縮合反應(yīng),并失水得到不飽和醛或酮:
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
14Claisen重排
烯丙基芳基醚在高溫(200°C)下可以重排,生成烯丙基酚。
當(dāng)烯丙基芳基醚的兩個(gè)鄰位未被取代基占滿時(shí),重排主要得到鄰位產(chǎn)物,兩個(gè)鄰位均被取代基占據(jù)時(shí),重排得到對(duì)位產(chǎn)物。對(duì)位、鄰位均被占滿時(shí)不發(fā)生此類(lèi)重排反應(yīng)。
交叉反應(yīng)實(shí)驗(yàn)證明:Claisen重排是分子內(nèi)的重排。采用g-碳14C標(biāo)記的烯丙基醚進(jìn)行重排,重排后g-碳原子與苯環(huán)相連,碳碳雙鍵發(fā)生位移。兩個(gè)鄰位都被取代的芳基烯丙基酚,重排后則仍是a-碳原子與苯環(huán)相連。反應(yīng)機(jī)理
Claisen重排是個(gè)協(xié)同反應(yīng),中間經(jīng)過(guò)一個(gè)環(huán)狀過(guò)渡態(tài),所以芳環(huán)上取代基的電子效應(yīng)對(duì)重排無(wú)影響。
從烯丙基芳基醚重排為鄰烯丙基酚經(jīng)過(guò)一次[3,3]s遷移和一次由酮式到烯醇式的互變異構(gòu);兩個(gè)鄰位都被取代基占據(jù)的烯丙基芳基酚重排時(shí)先經(jīng)過(guò)一次[3,3]s遷移到鄰位(Claisen重排),由于鄰位已被取代基占據(jù),無(wú)法發(fā)生互變異構(gòu),接著又發(fā)生一次[3,3]s遷移(Cope重排)到對(duì)位,然后經(jīng)互變異構(gòu)得到對(duì)位烯丙基酚。
取代的烯丙基芳基醚重排時(shí),無(wú)論原來(lái)的烯丙基雙鍵是Z-構(gòu)型還是E-構(gòu)型,重排后的新雙鍵的構(gòu)型都是E-型,這是因?yàn)橹嘏欧磻?yīng)所經(jīng)過(guò)的六員環(huán)狀過(guò)渡態(tài)具有穩(wěn)定椅式構(gòu)象的緣故。反應(yīng)實(shí)例
Claisen重排具有普遍性,在醚類(lèi)化合物中,如果存在烯丙氧基與碳碳相連的結(jié)構(gòu),就有可能發(fā)生Claisen重排。15Clemmensen還原
醛類(lèi)或酮類(lèi)分子中的羰基被鋅汞齊和濃鹽酸還原為亞甲基:
此法只適用于對(duì)酸穩(wěn)定的化合物。對(duì)酸不穩(wěn)定而對(duì)堿穩(wěn)定的化合物可用Wolff-Kishner-黃鳴龍反應(yīng)還原。反應(yīng)機(jī)理
本反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理較復(fù)雜,目前尚不很清楚。反應(yīng)實(shí)例16Combes喹啉合成法
Combes合成法是合成喹啉的另一種方法,是用芳胺與1,3-二羰基化合物反應(yīng),首先得到高產(chǎn)率的β-氨基烯酮,然后在濃硫酸作用下,羰基氧質(zhì)子化后的羰基碳原子向氨基鄰位的苯環(huán)碳原子進(jìn)行親電進(jìn)攻,關(guān)環(huán)后,再脫水得到喹啉。反應(yīng)機(jī)理
在氨基的間位有強(qiáng)的鄰、對(duì)位定位基團(tuán)存在時(shí),關(guān)環(huán)反應(yīng)容易發(fā)生;但當(dāng)強(qiáng)鄰、對(duì)位定位基團(tuán)存在于氨基的對(duì)位時(shí),則不易發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)。反應(yīng)實(shí)例17Cope消除反應(yīng)
叔胺的N-氧化物(氧化叔胺)熱解時(shí)生成烯烴和N,N-二取代羥胺,產(chǎn)率很高。
實(shí)際上只需將叔胺與氧化劑放在一起,不需分離出氧化叔胺即可繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng),例如在干燥的二甲亞砜或四氫呋喃中這個(gè)反應(yīng)可在室溫進(jìn)行。此反應(yīng)條件溫和、副反應(yīng)少,反應(yīng)過(guò)程中不發(fā)生重排,可用來(lái)制備許多烯烴。當(dāng)氧化叔胺的一個(gè)烴基上二個(gè)β位有氫原子存在時(shí),消除得到的烯烴是混合物,但是Hofmann產(chǎn)物為主;如得到的烯烴有順?lè)串悩?gòu)時(shí),一般以E-型為主。例如:反應(yīng)機(jī)理
這個(gè)反應(yīng)是E2順式消除反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中形成一個(gè)平面的五員環(huán)過(guò)度態(tài),氧化叔胺的氧作為進(jìn)攻的堿:
要產(chǎn)生這樣的環(huán)狀結(jié)構(gòu),氨基和β-氫原子必須處于同一側(cè),并且在形成五員環(huán)過(guò)度態(tài)時(shí),α,β-碳原子上的原子基團(tuán)呈重疊型,這樣的過(guò)度態(tài)需要較高的活化能,形成后也很不穩(wěn)定,易于進(jìn)行消除反應(yīng)。反應(yīng)實(shí)例18Cope重排
1,5-二烯類(lèi)化合物受熱時(shí)發(fā)生類(lèi)似于O-烯丙基重排為C-烯丙基的重排反應(yīng)(Claisen重排)反應(yīng)稱(chēng)為Cope重排。這個(gè)反應(yīng)30多年來(lái)引起人們的廣泛注意。1,5-二烯在150—200℃單獨(dú)加熱短時(shí)間就容易發(fā)生重排,并且產(chǎn)率非常好。
Cope重排屬于周環(huán)反應(yīng),它和其它周環(huán)反應(yīng)的特點(diǎn)一樣,具有高度的立體選擇性。例如:內(nèi)消旋-3,4-二甲基-1,5-己二烯重排后,得到的產(chǎn)物幾乎全部是(Z,E)-2,6辛二烯:反應(yīng)機(jī)理
Cope重排是[3,3]s-遷移反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程是經(jīng)過(guò)一個(gè)環(huán)狀過(guò)渡態(tài)進(jìn)行的協(xié)同反應(yīng):
在立體化學(xué)上,表現(xiàn)為經(jīng)過(guò)椅式環(huán)狀過(guò)渡態(tài):反應(yīng)實(shí)例19Curtius反應(yīng)
?;B氮化物在惰性溶劑中加熱分解生成異氰酸酯:
異氰酸酯水解則得到胺:反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例20Crigee,R反應(yīng)
1,2-二元醇類(lèi)的氧化產(chǎn)物因所用的氧化劑的種類(lèi)而不同。用K2Cr2O7或KMnO4氧化時(shí)生成酸類(lèi)。用特殊氧化劑四乙醋酸鉛在CH3COOH或苯等不活潑有機(jī)溶劑中緩和氧化,生成二分子羰基化合物(醛或酮)。氧化反應(yīng)也可以在酸催化劑(三氯醋酸)存在下進(jìn)行。本反應(yīng)被廣泛地應(yīng)用于研究醇類(lèi)結(jié)構(gòu)及制備醛、酮類(lèi),產(chǎn)率很高。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)過(guò)程中先生成環(huán)酯中間產(chǎn)物,進(jìn)一步C--C鍵裂開(kāi)成醛或酮。
酸催化的場(chǎng)合,反應(yīng)歷程可以用下式表示:反應(yīng)實(shí)例21Dakin反應(yīng)
酚醛或酚酮類(lèi)用H2O2在NaOH存在下氧化時(shí),可將分子中的-CHO基或CH3CO-基被-OH基所置換,生成相對(duì)應(yīng)的酚類(lèi)。本反應(yīng)可利用以制備多遠(yuǎn)酚類(lèi)。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例22Elbs
反應(yīng)羰基的鄰位有甲基或亞甲基的二芳基酮,加熱時(shí)發(fā)生環(huán)化脫氫作用,生成蒽的衍生物:
由于這個(gè)反應(yīng)通常是在回流溫度或高達(dá)400-450°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,不用催化劑和溶劑,直到反應(yīng)物沒(méi)有水放出為止,在這樣的高溫條件下,一部分原料和產(chǎn)物發(fā)生碳化,部分原料酮被釋放出的水所裂解,烴基發(fā)生消除或降解以及分子重排等副反應(yīng),致使產(chǎn)率不高。反應(yīng)機(jī)理本反應(yīng)的機(jī)理尚不清楚。反應(yīng)實(shí)例23Edvhweiler-Clarke反應(yīng)
在過(guò)量甲酸存在下,一級(jí)胺或二級(jí)胺與甲醛反應(yīng),得到甲基化后的三級(jí)胺:
甲醛在這里作為一個(gè)甲基化試劑。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例24Elbs,K.過(guò)硫酸鉀氧化法
將一元酚類(lèi)或類(lèi)似化合物用過(guò)硫酸鉀在堿性溶液中氧化羥基引入在原有羥基的對(duì)位或鄰位,生成二元酚類(lèi)。分子中的醛基或雙鍵等都不影響。產(chǎn)率約20~48%。過(guò)硫酸鉀的水溶液在加熱時(shí)放出氧:
芳伯胺類(lèi)如用本試劑氧化時(shí),變成硝基化合物。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例
25Favorskii
重排
a-鹵代酮在氫氧化鈉水溶液中加熱重排生成含相同碳原子數(shù)的羧酸;如為環(huán)狀a-鹵代酮,則導(dǎo)致環(huán)縮小。
如用醇鈉的醇溶液,則得羧酸酯:
此法可用于合成張力較大的四員環(huán)。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例26Favorskii
重排
a-鹵代酮在氫氧化鈉水溶液中加熱重排生成含相同碳原子數(shù)的羧酸;如為環(huán)狀a-鹵代酮,則導(dǎo)致環(huán)縮小。
如用醇鈉的醇溶液,則得羧酸酯:
此法可用于合成張力較大的四員環(huán)。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例27Friedel-Crafts
烷基化反應(yīng)
芳烴與鹵代烴、醇類(lèi)或烯類(lèi)化合物在Lewis催化劑(如AlCl3,F(xiàn)eCl3,H2SO4,H3PO4,BF3,
HF等)存在下,發(fā)生芳環(huán)的烷基化反應(yīng)。
鹵代烴反應(yīng)的活潑性順序?yàn)椋篟F>RCl>RBr>RI;當(dāng)烴基超過(guò)3個(gè)碳原子時(shí),反應(yīng)過(guò)程中易發(fā)生重排。反應(yīng)機(jī)理
首先是鹵代烴、醇或烯烴與催化劑如三氯化鋁作用形成碳正離子:
所形成的碳正離子可能發(fā)生重排,得到較穩(wěn)定的碳正離子:
碳正離子作為親電試劑進(jìn)攻芳環(huán)形成中間體s-絡(luò)合物,然后失去一個(gè)質(zhì)子得到發(fā)生親電取代產(chǎn)物:反應(yīng)實(shí)例28Friedel-Crafts
酰基化反應(yīng)
芳烴與?;噭┤珲{u、酸酐、羧酸、烯酮等在Lewis酸(通常用無(wú)水三氯化鋁)催化下發(fā)生?;磻?yīng),得到芳香酮:
這是制備芳香酮類(lèi)最重要的方法之一,在?;胁话l(fā)生烴基的重排。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例29Fries
重排
酚酯在Lewis酸存在下加熱,可發(fā)生酰基重排反應(yīng),生成鄰羥基和對(duì)羥基芳酮的混合物。重排可以在硝基苯、硝基甲烷等溶劑中進(jìn)行,也可以不用溶劑直接加熱進(jìn)行。
鄰、對(duì)位產(chǎn)物的比例取決于酚酯的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)條件和催化劑等。例如,用多聚磷酸催化時(shí)主要生成對(duì)位重排產(chǎn)物,而用四氯化鈦催化時(shí)則主要生成鄰位重排產(chǎn)物。反應(yīng)溫度對(duì)鄰、對(duì)位產(chǎn)物比例的影響比較大,一般來(lái)講,較低溫度(如室溫)下重排有利于形成對(duì)位異構(gòu)產(chǎn)物(動(dòng)力學(xué)控制),較高溫度下重排有利于形成鄰位異構(gòu)產(chǎn)物(熱力學(xué)控制)。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例30Fischer,O-Hepp,E
重排N-亞硝基芳胺用鹽酸或氫溴酸或其乙醇溶液處理時(shí)氨基氮上的亞硝基轉(zhuǎn)移到芳核上去形成p-亞硝基芳胺(對(duì)位重排):
通常發(fā)生對(duì)位重排,但在奈系化合物中如N-亞硝基-N-加基-2-奈胺則發(fā)生鄰位重排成1-亞硝基化合物:反應(yīng)機(jī)理
在HCl存在下,N-亞硝基化合物首先解離成仲胺及NOCl然后進(jìn)行亞硝基化:31Gabriel
合成法
鄰苯二甲酰亞胺與氫氧化鉀的乙醇溶液作用轉(zhuǎn)變?yōu)猷彵蕉柞啺符},此鹽和鹵代烷反應(yīng)生成N-烷基鄰苯二甲酰亞胺,然后在酸性或堿性條件下水解得到一級(jí)胺和鄰苯二甲酸,這是制備純凈的一級(jí)胺的一種方法。
有些情況下水解很困難,可以用肼解來(lái)代替:反應(yīng)機(jī)理
鄰苯二甲酰亞胺鹽和鹵代烷的反應(yīng)是親核取代反應(yīng),取代反應(yīng)產(chǎn)物的水解過(guò)程與酰胺的水解相似。反應(yīng)實(shí)例32Gattermann反應(yīng)
重氮鹽用新制的銅粉代替亞銅鹽(見(jiàn)Sandmeyer反應(yīng))作催化劑,與濃鹽酸或氫溴酸發(fā)生置換反應(yīng)得到氯代或溴代芳烴:
本法優(yōu)點(diǎn)是操作比較簡(jiǎn)單,反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,缺點(diǎn)是其產(chǎn)率一般較Sandmeyer反應(yīng)低。反應(yīng)機(jī)理
見(jiàn)Sandmeyer反應(yīng)反應(yīng)實(shí)例33Gattermann-Koch反應(yīng)芳香烴與等分子的一氧化碳及氯化氫氣體在加壓和催化劑(三氯化鋁及氯化亞銅)存在下反應(yīng),生成芳香醛:反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例34Gomberg-Bachmann反應(yīng)
芳香重氮鹽在堿性條件下與其它芳香族化合物偶聯(lián)生成聯(lián)苯或聯(lián)苯衍生物:反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例35Hantzsch合成法
兩分子b-羰基酸酯和一分子醛及一分子氨發(fā)生縮合反應(yīng),得到二氫吡啶衍生物,再用氧化劑氧化得到吡啶衍生物。這是一個(gè)很普遍的反應(yīng),用于合成吡啶同系物。反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)過(guò)程可能是一分子b-羰基酸酯和醛反應(yīng),另一分子b-羰基酸酯和氨反應(yīng)生成b-氨基烯酸酯,所生成的這兩個(gè)化合物再發(fā)生Micheal加成反應(yīng),然后失水關(guān)環(huán)生成二氫吡啶衍生物,它很溶液脫氫而芳構(gòu)化,例如用亞硝酸或鐵氰化鉀氧化得到吡啶衍生物:反應(yīng)實(shí)例36Haworth反應(yīng)
萘和丁二酸酐發(fā)生Friedel-Crafts?;磻?yīng)然后按標(biāo)準(zhǔn)的方法還原、關(guān)環(huán)、還原、脫氫得到多環(huán)芳香族化合物。反應(yīng)機(jī)理
見(jiàn)Friedel-Crafts?;磻?yīng)反應(yīng)實(shí)例37Hell-Volhard-Zelinski反應(yīng)
羧酸在催化量的三鹵化磷或紅磷作用下,能與鹵素發(fā)生a-鹵代反應(yīng)生成a-鹵代酸:
本反應(yīng)也可以用酰鹵作催化劑。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例38Hinsberg反應(yīng)
伯胺、仲胺分別與對(duì)甲苯磺酰氯作用生成相應(yīng)的對(duì)甲苯磺酰胺沉淀,其中伯胺生成的沉淀能溶于堿(如氫氧化鈉)溶液,仲胺生成的沉淀則不溶,叔胺與對(duì)甲苯磺酰氯不反應(yīng)。此反應(yīng)可用于伯仲叔胺的分離與鑒定。39Hofmann
烷基化
鹵代烷與氨或胺發(fā)生烷基化反應(yīng),生成脂肪族胺類(lèi):
由于生成的伯胺親核性通常比氨強(qiáng),能繼續(xù)與鹵代烴反應(yīng),因此本反應(yīng)不可避免地產(chǎn)生仲胺、叔胺和季銨鹽,最后得到的往往是多種產(chǎn)物的混合物。
用大過(guò)量的氨可避免多取代反應(yīng)的發(fā)生,從而可得到良好產(chǎn)率的伯胺。反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)為典型的親核取代反應(yīng)(SN1或SN2)反應(yīng)實(shí)例40Hofmann
消除反應(yīng)
季銨堿在加熱條件下(100--200°C)發(fā)生熱分解,當(dāng)季銨堿的四個(gè)烴基都是甲基時(shí),熱分解得到甲醇和三甲胺:
如果季銨堿的四個(gè)烴基不同,則熱分解時(shí)總是得到含取代基最少的烯烴和叔胺:反應(yīng)實(shí)例41Hofmann
重排(降解)
酰胺用溴(或氯)在堿性條件下處理轉(zhuǎn)變?yōu)樯僖粋€(gè)碳原子的伯胺:反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例42Houben-Hoesch反應(yīng)
酚或酚醚在氯化氫和氯化鋅等Lewis酸的存在下,與腈作用,隨后進(jìn)行水解,得到?;踊蝓;用眩悍磻?yīng)機(jī)理
反應(yīng)機(jī)理較復(fù)雜,目前尚未完全闡明反應(yīng)實(shí)例43Hunsdieecker反應(yīng)
干燥的羧酸銀鹽在四氯化碳中與鹵素一起加熱放出二氧化碳,生成比原羧酸少一個(gè)碳原子的鹵代烴:
X
=Br,Cl,I反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例44Kiliani氯化增碳法
糖在少量氨的存在下與氫氰酸加成得到a-羥基腈,經(jīng)水解得到相應(yīng)的糖酸,此糖酸極易轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)酯,將此內(nèi)酯在含水的乙醚或水溶液中用鈉汞齊還原,得到比原來(lái)的糖多一個(gè)碳原子的醛糖。反應(yīng)實(shí)例45Knoevenagel反應(yīng)
含活潑亞甲基的化合物與醛或酮在弱堿性催化劑(氨、伯胺、仲胺、吡啶等有機(jī)堿)存在下縮合得到a,b-不飽和化合物。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例46Koble反應(yīng)
脂肪酸鈉鹽或鉀鹽的濃溶液電解時(shí)發(fā)生脫羧,同時(shí)兩個(gè)烴基相互偶聯(lián)生成烴類(lèi):
如果使用兩種不同脂肪酸的鹽進(jìn)行電解,則得到混合物:反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例47Koble-Schmitt反應(yīng)
酚鈉和二氧化碳在加壓下于125-150oC反應(yīng),生成鄰羥基苯甲酸,同時(shí)有少量對(duì)羥基苯甲酸生成:
反應(yīng)產(chǎn)物與酚鹽的種類(lèi)及反應(yīng)溫度有關(guān),一般來(lái)講,使用鈉鹽及在較低的溫度下反應(yīng)主要得到鄰位產(chǎn)物,而用鉀鹽及在較高溫度下反應(yīng)則主要得對(duì)位產(chǎn)物:
鄰位異構(gòu)體在鉀鹽及較高溫度下加熱也能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)位異構(gòu)體:反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)機(jī)理目前還不太清楚。反應(yīng)實(shí)例48Kolbe,H.SyntbexisofNitroparsffini合成
將含等摩爾的α-鹵代羧酸與亞硝酸鈉或鉀的水溶液加熱時(shí),生成-硝基脂肪酸鈉中間體,繼續(xù)加熱起分解作用,失去CO2轉(zhuǎn)變成硝基烷類(lèi)及NaHCO3.本方法僅可適用于小量制備碳原子數(shù)在以下的硝基烷類(lèi)(特別適宜于制備硝基甲烷及硝基乙烷).而b-鹵代羧酸與亞硝酸鉀作用生成產(chǎn)物不能放出CO2,故不能發(fā)生此反應(yīng).反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例49Leuckart反應(yīng)
醛或酮在高溫下與甲酸銨反應(yīng)得伯胺:
除甲酸銨外,反應(yīng)也可以用取代的甲酸銨或甲酰銨。反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)中甲酸銨一方面提供氨,另一方面又作為還原劑。反應(yīng)實(shí)例50Lossen反應(yīng)
異羥肟酸或其?;镌趩为?dú)加熱或在堿、脫水劑(如五氧化二磷、乙酸酐、亞硫酰氯等)存在下加熱發(fā)生重排生成異氰酸酯,再經(jīng)水解、脫羧得伯胺:
本重排反應(yīng)后來(lái)有過(guò)兩種改進(jìn)方法。反應(yīng)機(jī)理
本重排反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理與Hofmann重排、Curtius反應(yīng)、Schmidt反應(yīng)機(jī)理相類(lèi)似,也是形成異氰酸酯中間體:
在重排步驟中,R的遷移和離去基團(tuán)的離去是協(xié)同進(jìn)行的。當(dāng)R是手性碳原子時(shí),重排后其構(gòu)型保持不變:反應(yīng)實(shí)例51Mannich反應(yīng)
含有a-活潑氫的醛、酮與甲醛及胺(伯胺、仲胺或氨)反應(yīng),結(jié)果一個(gè)a-活潑氫被胺甲基取代,此反應(yīng)又稱(chēng)為胺甲基化反應(yīng),所得產(chǎn)物稱(chēng)為Mannich堿。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例52Meerwein-Ponndorf反應(yīng)
醛或酮與異丙醇鋁在異丙醇溶液中加熱,還原成相應(yīng)的醇,而異丙醇則氧化為丙酮,將生成的丙酮由平衡物中慢慢蒸出來(lái),使反應(yīng)朝產(chǎn)物方向進(jìn)行。這個(gè)反應(yīng)相當(dāng)于Oppenauer氧化的逆向反應(yīng)。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例53Michael加成反應(yīng)
一個(gè)親電的共軛體系和一個(gè)親核的碳負(fù)離子進(jìn)行共軛加成,稱(chēng)為Micheal加成:反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例54Martius,C.A.
重排
N-烷基苯胺類(lèi)的鹵氫酸在長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)(200~300),則烷基易起重排(轉(zhuǎn)移到芳核上的鄰或?qū)ξ簧希┒墒章蕵O高的C-烷基苯胺的鹵酸鹽類(lèi)(C-alkyl-anilinehydrochlorides).本反應(yīng)在理論和實(shí)際上均屬重要:反應(yīng)機(jī)理
米契爾(Michael)認(rèn)為N-烷基苯胺-鹽酸鹽在加熱時(shí)離解成鹵代烷類(lèi)及苯胺,然后在氨基的對(duì)位起烷基化(分子間重排)。郝金勃登反對(duì)此說(shuō):反應(yīng)實(shí)例55NorrishⅠ和Ⅱ型裂
飽和羰基化合物的光解反應(yīng)過(guò)程有兩種類(lèi)型,NorrishI型和NorrishII型裂解。NorrishI型的特點(diǎn)是光解時(shí)羰基與a-碳之間的鍵斷裂,形成?;杂苫蜔N基自由基:
不對(duì)稱(chēng)的酮發(fā)生I型裂解時(shí),有兩種裂解方式,一般是采取形成兩個(gè)比較穩(wěn)定自由基的裂解方式。
環(huán)酮在裂解后不發(fā)生脫羰作用,而是發(fā)生分子內(nèi)的奪氫反應(yīng),生成不飽和醛:
羰基旁若有一個(gè)三碳或大于三碳的烷基,分子有形成六員環(huán)的趨勢(shì),在光化反應(yīng)后,就發(fā)生分子中奪氫的反應(yīng),通常是受激發(fā)的羰基氧奪取g-形成雙自由基,然后再發(fā)生關(guān)環(huán)成為環(huán)丁醇衍生物或發(fā)生a,b-碳碳鍵的斷裂,得到烯烴或酮。光化產(chǎn)物發(fā)生a,b-碳碳鍵的斷裂稱(chēng)為NorrishII型裂解反應(yīng):56Oppenauer氧化
仲醇在叔丁醇鋁或異丙醇鋁和丙酮作用下,氧化成為相應(yīng)的酮,而丙酮?jiǎng)t還原為異丙醇。這個(gè)反應(yīng)相當(dāng)于Meerwein-Ponndorf反應(yīng)的逆向反應(yīng)。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例57Orton,K.J.P
重排
將乙酰苯胺的冷卻飽和水溶液用HOCl處理時(shí)得N-氯代乙酰苯胺,后者在干燥狀態(tài)及避光的條件下可以長(zhǎng)期放置。N-氯代乙酰苯胺的水溶液在低溫時(shí)暗處放置時(shí)也是穩(wěn)定的,如果將溶液暴露于光線下則慢慢地轉(zhuǎn)變?yōu)閜-鄰氯代乙酰苯胺,兩種異構(gòu)體的產(chǎn)率比為60-80%;40-20%。如果將N-氯代物和鹽酸一起加熱,則幾乎定量地轉(zhuǎn)變成p-氯代物及少量o-氯代物的混合物。
又如將N-溴代-2,6-二甲基-乙酰苯胺溶于醋酸、氯苯等溶液中也會(huì)發(fā)生重排成p-位及m-位溴代異構(gòu)體:反應(yīng)機(jī)理58Paal-Knorr反應(yīng)
1,4-二羰基化合物在無(wú)水的酸性條件下脫水,生成呋喃及其衍生物。1,4-二羰基化合物與氨或硫化物反應(yīng),可得吡咯、噻吩及其衍生物。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例59Pschorr反應(yīng)
重氮鹽在堿性條件下發(fā)生分子內(nèi)的偶聯(lián)反應(yīng):反應(yīng)機(jī)理
一般認(rèn)為,本反應(yīng)是通過(guò)自由基進(jìn)行的,在反應(yīng)時(shí),原料的兩個(gè)苯環(huán)必須在雙鍵的同一側(cè),并在同一個(gè)平面上。反應(yīng)實(shí)例60Prileschajew,N.反應(yīng)烯屬烴類(lèi)用一定量的有機(jī)過(guò)氧酸在無(wú)水的惰性有機(jī)溶劑中(CHCl3,乙醚等)低溫處理,則生成1,2-環(huán)氧化合物.通常的有機(jī)過(guò)氧酸有過(guò)苯甲酸、過(guò)乙酸、過(guò)甲酸及過(guò)三氟乙酸。本反應(yīng)也稱(chēng)為“環(huán)氧化反應(yīng)”。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例61Prins,H.J
反應(yīng)
普林斯發(fā)現(xiàn)在酸催化劑下,烯烴和甲醛水溶液一起加熱反應(yīng)生成1,3-二惡烷,1,3-二醇及烯丙醇等.反應(yīng)機(jī)理
1).酸催化反應(yīng):在無(wú)機(jī)酸存在下,烯烴和醛加成生成1,3-二惡烷和1,3-二醇,二者的比例因酸的濃度和溫度而異.
2).金屬鹵化物催化反應(yīng):烯烴和醛在無(wú)水條件下反應(yīng),生成不飽和醇或1,3-二惡烷.其中以第三烯(如異丁烯)和聚甲醛或三氯乙醛等在AlCl3,SnCl4存在下的反應(yīng)最為重要得到不飽和醇.例如:反應(yīng)實(shí)例62Pinacol-PinacoloneRearrangement重排
當(dāng)片吶醇類(lèi)在稀H2SO4存在下加熱脫水時(shí)發(fā)生特殊的分子內(nèi)部的重排反應(yīng)生成片吶酮。如用鹽酸、草酸、I2/CH3COOH、CH3COOH等脫水-轉(zhuǎn)位劑以代替H2SO4可得相同的結(jié)局:反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)的關(guān)鍵是生成碳正離子:反應(yīng)實(shí)例63Perkin,W.H
反應(yīng)
芳醛類(lèi)不單能和醛、酮或酯類(lèi)縮合,也能和(RCH3CO)2O型脂酸酐(α-位碳上有二個(gè)活潑氫原子者)在此酸的鈉鹽(或叔胺)存在起“醇醛型縮合”反應(yīng)生成α,?不飽和酸類(lèi)。
若干脂肪蔟醛也會(huì)起這種縮合。反應(yīng)機(jī)理
現(xiàn)在通常認(rèn)為堿性催化劑(CH3COO-或叔胺)奪取酸酐的氫,生成一個(gè)酸酐負(fù)離子,后者和醛發(fā)生親核加成,生成中間體?-羥基酸酐,然后經(jīng)脫水和水解成α,?不飽和酸:反應(yīng)實(shí)例(1)苯甲醛與乙酐及乙酸鉀加熱縮合,最后生成-苯丙稀酸
(2)苯甲醛與丙酐及丙酸鈉縮合,生成α-甲基-?-苯丙稀酸:64Pictet-Spengler合成法-異喹啉
由苯乙胺與醛在酸催化下反應(yīng)得到亞胺,然后關(guān)環(huán),所得四氫異喹啉很容易脫氫生成異喹啉。
芳環(huán)上需有活化基團(tuán),才有利于反應(yīng),如活化基團(tuán)在間位,關(guān)環(huán)在活化基團(tuán)的對(duì)位發(fā)生,活化基團(tuán)在鄰位或?qū)ξ粍t不發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)。本合成法是Bischler-Napieralski合成法的改進(jìn)方法,廣泛用于合成四氫異喹啉。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例65Reformatsky反應(yīng)
醛或酮與a-鹵代酸酯和鋅在惰性溶劑中反應(yīng),經(jīng)水解后得到b-羥基酸酯。反應(yīng)機(jī)理首先是a-鹵代酸酯和鋅反應(yīng)生成中間體有機(jī)鋅試劑,然后有機(jī)鋅試劑與醛酮的羰基進(jìn)行加成,再水解:反應(yīng)實(shí)例66Reimer-Tiemann反應(yīng)
酚與氯仿在堿性溶液中加熱生成鄰位及對(duì)位羥基苯甲酸。含有羥基的喹啉、吡咯、茚等雜環(huán)化合物也能進(jìn)行此反應(yīng)。
常用的堿溶液是氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉水溶液,產(chǎn)物一般以鄰位為主,少量為對(duì)位產(chǎn)物。如果兩個(gè)鄰位都被占據(jù)則進(jìn)入對(duì)位。不能在水中起反應(yīng)的化合物可吡啶中進(jìn)行,此時(shí)只得鄰位產(chǎn)物。反應(yīng)機(jī)理
首先氯仿在堿溶液中形成二氯卡賓,它是一個(gè)缺電子的親電試劑,與酚的負(fù)離子(Ⅱ)發(fā)生親電取代形成中間體(Ⅲ),(Ⅲ)從溶劑或反應(yīng)體系中獲得一個(gè)質(zhì)子,同時(shí)羰基的α-氫離開(kāi)形成(Ⅳ)或(Ⅴ),(Ⅴ)經(jīng)水解得到醛。反應(yīng)實(shí)例
酚羥基的鄰位或?qū)ξ挥腥〈鶗r(shí),常有副產(chǎn)物2,2-或4,4-二取代的環(huán)己二烯酮產(chǎn)生。例如:67Reppe合成法
烯烴或炔烴、CO與一個(gè)親核試劑如H2O,ROH,RNH2,RSH,RCOOH等在均相催化劑作用下形成羰基酸及其衍生物。
許多過(guò)渡金屬如Ni,Co,Fe,Rh,Ru,Pd等的鹽和絡(luò)合物均可作催化劑。反應(yīng)過(guò)程首先形成?;饘伲缓蠛退?、醇、胺等發(fā)生溶劑解反應(yīng)形成酸、酯、酰胺:68Robinson縮環(huán)反應(yīng)
含活潑亞甲基的環(huán)酮與a,b-不飽和羰基化合物在堿存在下反應(yīng),形成一個(gè)二并六員環(huán)的環(huán)系:反應(yīng)機(jī)理
本反應(yīng)分為兩步,第一步是Micheal加成反應(yīng),第二步是羥醛縮合反應(yīng)。反應(yīng)實(shí)例69Rosenmund還原
酰氯用受過(guò)硫-喹啉毒化的鈀催化劑進(jìn)行催化還原,生成相應(yīng)的醛:
反應(yīng)物分子中存在硝基、鹵素、酯基等基團(tuán)時(shí),不受影響。反應(yīng)實(shí)例70Ruff遞降反應(yīng)
糖酸鈣在Fe3+存在下,用過(guò)氧化氫氧化,得到一個(gè)不穩(wěn)定的a-羰基酸,然后失去二氧化碳,得到低一級(jí)的醛糖:71Riley,H.L.氧化法
含有活潑甲基化合物(特別是羰基化合物,它的羰基的鄰位具有活潑亞甲基者)在適當(dāng)溶劑中(水、乙醇、乙酸、乙酐、硝基苯、苯、二甲苯等)在100℃反應(yīng)機(jī)理
其機(jī)理有爭(zhēng)議,但是一般都認(rèn)為此機(jī)理最為合理。反應(yīng)實(shí)例
(1)醛類(lèi)氧化
(2)酮類(lèi)氧化
(3)酯類(lèi)氧化
(4)烴類(lèi)氧化72Sandmeyer反應(yīng)
重氮鹽用氯化亞銅或溴化亞銅處理,得到氯代或溴代芳烴:
這個(gè)反應(yīng)也可以用新制的銅粉和HCl或HBr來(lái)實(shí)現(xiàn)(Gattermann反應(yīng))。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例
73Schiemann反應(yīng)
芳香重氮鹽和氟硼酸反應(yīng),生成溶解度較小的氟硼酸重氮鹽,后者加熱分解生成氟代芳烴:
此反應(yīng)與Sandmeyer反應(yīng)類(lèi)似。
反應(yīng)機(jī)理
本反應(yīng)屬于單分子芳香親核取代反應(yīng),氟硼酸重氮鹽先是分解成苯基正離子,受到氟硼酸根負(fù)離子進(jìn)攻后得到氟代苯。反應(yīng)實(shí)例74Schmidt反應(yīng)
羧酸、醛或酮分別與等摩爾的疊氮酸(HN3)在強(qiáng)酸(硫酸、聚磷酸、三氯乙酸等)存在下發(fā)生分子內(nèi)重排分別得到胺、腈及酰胺:其中以羧酸和疊氮酸作用直接得到胺的反應(yīng)最為重要。羧酸可以是直鏈脂肪族的一元或二元羧酸、脂環(huán)酸、芳香酸等;與Hofmann重排、Curtius反應(yīng)和Lossen反應(yīng)相比,本反應(yīng)胺的收率較高。反應(yīng)機(jī)理
本反應(yīng)的機(jī)理與Hofmann重排、Curtius反應(yīng)和Lossen反應(yīng)機(jī)理相似,也是形成異氰酸酯中間體:當(dāng)R為手性碳原子時(shí),重排后手性碳原子的構(gòu)型不變:反應(yīng)實(shí)例75Skraup合成法苯胺(或其他芳胺)、甘油、硫酸和硝基苯(相應(yīng)于所用芳胺)、五氧化二砷(As2O5)或三氯化鐵等氧化劑一起反應(yīng),生成喹啉。本合成法是合成喹啉及衍生物最重要的合成法。苯胺環(huán)上間位有給電子取代基時(shí),主要在給電子取代基的對(duì)位關(guān)環(huán),得7-取代喹啉;當(dāng)苯胺環(huán)上間位有吸電子取代基團(tuán)時(shí),則主要在吸電子取代基團(tuán)的鄰位關(guān)環(huán),得5-取代喹啉。很多喹啉類(lèi)化合物,均可用此法進(jìn)行合成。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例
也可用α,β-不飽和醛或酮代替甘油,或用飽和醛發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)得到α,β-不飽和醛再進(jìn)行反應(yīng),其結(jié)果是一樣的。76Sommelet-Hauser反應(yīng)
苯甲基季銨鹽用氨基鈉(或氨基鉀)處理時(shí)得到苯甲基三級(jí)胺:
苯甲基硫Yilide重排生成(2-甲基苯基)-二甲硫醚:反應(yīng)機(jī)理
一般認(rèn)為反應(yīng)先是發(fā)生[2,3]s遷移,然后互變異構(gòu)得到重排產(chǎn)物:反應(yīng)實(shí)例77Stephen還原-氰還原為醛
腈與氯化氫反應(yīng),再用無(wú)水氯化亞錫的乙醚懸浮液還原,水解生成醛:反應(yīng)實(shí)例78Stevens重排
季銨鹽分子中與氮原子相連的碳原子上具有吸電子的取代基Y時(shí),在強(qiáng)堿作用下,得到一個(gè)重排的三級(jí)胺:
Y=RCO,ROOC,Ph等,最常見(jiàn)的遷移基團(tuán)為烯丙基、二苯甲基、3-苯基丙炔基、苯甲酰甲基等。
硫Ylide也能發(fā)生這樣的反應(yīng):反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)的第一步是堿奪取酸性的a-氫原子形成內(nèi)鎓鹽,然后重排得三級(jí)胺。
硫Ylide的反應(yīng)是通過(guò)溶劑化的緊密自由基對(duì)進(jìn)行的,重排時(shí),與硫原子相連的苯甲基轉(zhuǎn)移到硫的a-碳原子上。
由于自由基對(duì)的結(jié)合非???,因此,當(dāng)苯甲基的碳原子是個(gè)手性碳原子時(shí),重排后其構(gòu)型保持不變。反應(yīng)實(shí)例79Strecker氨基酸合成法
醛或酮用與氰化鈉、氯化銨反應(yīng),生成a-氨基腈,經(jīng)水解生成a-氨基酸。這是制備a-氨基酸的一個(gè)簡(jiǎn)便方法。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例80Bischler-Napieralski合成法
苯乙胺羧酸或酰氯反應(yīng)形成酰胺,然后在脫水劑如五氧化二磷、三氯氧磷、五氯化磷等作用下,脫水關(guān)環(huán),再脫氫得1-取代異喹啉化合物。本合成法是合成1-取代異喹啉化合物最常用的方法。
關(guān)環(huán)是芳環(huán)的親電取代反應(yīng),芳環(huán)上有活化基團(tuán)存在時(shí)反容易進(jìn)行,如活化基團(tuán)在間位,關(guān)環(huán)發(fā)生在活化基團(tuán)的對(duì)位,得6-取代異喹啉。芳環(huán)上如有鈍化基團(tuán),則反應(yīng)不易進(jìn)行。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例81Schiemann,G.反應(yīng)
希門(mén)等發(fā)明一種芳香核上導(dǎo)入氟原子的間接方法。反應(yīng)分成二步:先將芳伯胺制成不溶性氟硼酸重氮鹽,然后將后者干燥后適當(dāng)條件下加熱分解,而生成芳香族的氟化物。反應(yīng)機(jī)理
關(guān)于氟硼酸重氮鹽的分解機(jī)構(gòu),尚不十分明確,不同有三種不同的解釋?zhuān)海?)正碳離子學(xué)說(shuō):(2)游基學(xué)說(shuō):(3)分子重排反應(yīng)實(shí)例(1)氯苯制備:82Schmidin,J.乙烯酮合成
RCH=C=O型氣態(tài)烯酮類(lèi)系高度不飽和的化合物反應(yīng)性能很活潑,其中以CH2=C=O乙烯酮為最簡(jiǎn)單。其合成方法如下:
此方法不宜制備高級(jí)烯酮。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例83Tiffeneau-Demjanov重排1-氨甲基環(huán)烷醇與亞硝酸反應(yīng),得到擴(kuò)大一個(gè)碳原子的環(huán)酮,產(chǎn)率比Demjanov重排反應(yīng)要好。本反應(yīng)適合于制備5-9個(gè)碳原子的環(huán)酮,尤其是5-7個(gè)碳原子的環(huán)酮。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)實(shí)例
本反應(yīng)用于環(huán)擴(kuò)大反應(yīng),可由環(huán)酮制備高一級(jí)的環(huán)酮:84Tischenko,V.反應(yīng)
二分子的純粹無(wú)水醛類(lèi)(不論有無(wú)α氫的脂肪族或芳香族醛類(lèi))在少量純鈉(醇鋁最有效)類(lèi)催化劑存在下室溫放置,即起分子間
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