高等有机化学电子教案(2)

2019-03-28 20:30

Favorskii重排反应的历程包含有环丙酮中间体的生成,这是分子内由最初生成的负

-碳离子取代卤素的结果,然后RO进攻羰基,开环而完成重排。如果生成的环丙酮中间体是不对称的,环丙酮开环时,从哪边打开,主要取决于生成负碳离子的稳定性。例如:下列开环,由于苯环可以分散负电荷而稳定负碳离子,因此是按下列方式开环的。

根据反应历程的要求,很明显,进行Favorskii重排反应,羰基的不含卤素的一侧必须至少有一个α-氢原子。强碱试剂在重排反应中的作用首先在于夺取α-氢原子而产生负碳离子。一般认为,夺取氢原子产生负碳离子和环丙酮中间体的生成是控制反应速度的步骤。环丙酮中间体的生成和卤负离子的离去,实验表明一般为协同反应,是同时进行的,相当于分子内SN2取代反应,反应具有立体专一性。例如:下列两个异构体在乙醚溶液中处理,分别得到立体专一性的重排产物。

2. Stevens重排

当与季铵(锍)盐相连的碳上有拉电子基团时,在强碱的作用下,季铵(锍)盐上

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的取代基重排到具有拉电子的碳上,形成叔胺(硫醚)。(带有正电荷上的基团排到带有负电荷的碳上)Z= RCO,COOR',C6H5等。如没有拉电子Z存在时,要用更强的碱,而且产率很低。

常见的移动基团是:烯丙基、苄基、二苯甲基、3-苯基炔丙基等。其反应过程如下:

上面的反应过程已被使用NMR观察到游离基引起的质子自旋极化信号(CIDAP,负峰)所证实,且在反应产物中有R—R偶联副产物生成。

带有烯丙基的Stevens 类型物可发生1, 2或1, 4重排,得到构型保留的化合物。

通过两种不同季铵盐进行重排不产生交叉重排产物,证明Stevens重排是分子内的重排。若以具有旋光活性的季铵盐,且迁移基团为手性基的季铵盐进行重排反应,结果迁移基团的构型保持不变。例如:

锍盐也有类似的反应:

季铵盐与叔锍盐,如果有一个基为苯甲基时,在强碱作用下夺取烷基的α-氢原子生成负碳离子,生成叔胺或二烃基硫醚,该反应也叫Sommelet 重排。例如: 196

但是季铵盐或叔锍盐所连接的烷基上必须没有β-氢原子时才能发生这样重排,如有β-氢原子则首先发生消除反应,而得不到Sommelet产物。

利用Stevens 重排,可制得一些有用的C—C化合物。例如:

3. Wittig重排

醚在醇溶液中,与烷基锂作用,醚分子中的烷基或芳基迁移到碳原子上,重排成醇,这样的重排反应称为Wittig重排。与Stevens重排相似,但要比较强的碱如烷基锂、苯基锂或氨基锂等,所不同的是迁移基团由氧迁移到碳。

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式中的R可以是烷基、芳基或乙烯基,迁移基团重排能力的顺序大致为:

CH2==CH—CH2— 和C6H5CH2— > CH3—和CH3CH2—>C6H5—

Witting重排的反应式如下:

该反应可能是经过了自由基溶剂笼(Solvent Cage)过程。例如:

上述机理的主要证据是:重排发生在分子内部;基团移动的次序是按自由基稳定性,

而不是按碳负离子的稳定性;醛是该反应的副产物;有自由基偶联产物生成。当然,协同反应同样被观察到,特别是当取代基是烯丙基的时候具有4n+2芳香过渡态,同时在该反应中极高的立体专一性有力地支持了协同历程。例如:

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4. Meisenheimer重排

第三胺的氧化物在加热时给出取代的羟胺。

这里R1多为烯丙基或二苯甲基,若R2或R3 有β-H时,Cope重排是该反应的竞争反应。 5. Neber重排

用碱处理酮肟磺酸酯可得到氨基酮,这类反应称为Neber重排。

上式中,R=烷基或芳基,也可以是H,R'= 烷基或芳基,但不能有α-H,副反应是Backmann重排产物。反应中间体氮杂环已被分离和鉴定。

6.3.6 消除反应

1. E1cb历程

这是形成烯烃的E1cb历程,其中R=OAr,OR,OAc,Cl,Br,I,SR,OTs等。只要负离子与离去基团相邻,就容易发生消除反应。例如:缩醛在碱性介质中是稳定的,但β-酮体系就容易发生断裂。

羟醛缩合反应的产物在碱性介质中发生脱水是这一反应的实例。

2. 逆Michael反应

下面的反应脱去基也可以是碳负离子,是一个逆Michael型加成反应。

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