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1、一、亲核重排重排反应中以亲核重排为最多,而亲核重排中又以1, 2 重排为最常见。(一)亲核 1, 2 重排的一般规律1.亲核 1,2 重排的三个步骤:离去基团离去,1,2 基团迁移,亲核试剂进攻2.发生亲核1,2 重排的条件(1)转变成更稳定的正离子(在非环系统中,有时也从较稳定的离子重排成较不稳定的离子)(2)转变成稳定的中性化合物(3)减小基团间的拥挤程度,减小环的张力等立体因素。(4)进行重排的立体化学条件:带正电荷碳的空p 轨道和相邻的CZ 键以及 碳和 碳应共平面或接近共平面(5)重排产物在产物中所占的比例不仅和正电荷的结果有关,而且和反应介质中存在的亲核试剂的亲核能力有关3.迁移基
2、团的迁移能力(1)多由试验方法来确定基团的固有迁移能力(2)与迁移后正离子的稳定性有关(3)邻位协助作用(4)立体因素4.亲核 1,2 重排的立体化学: (1)迁移基:构象基本保持,没有发现过构型反转,有时有部分消旋(2)迁移终点:取决于离去及离去和迁移基进行迁移的相对时机5.记忆效应:后一次重排好像和第一次重排有关,中间体似乎记住了前一次重排过程(二) 亲核重排主要包括基团向碳正离子迁移,基团向羰基碳原子迁移,基团向碳烯碳原子迁移,基团向缺电子氮原子转移,基团向缺电氧原子的迁移,芳香族亲核重排,下面就这六种迁移作简要介绍:1.基团向碳正离子迁移:(1)Wagner-Meerwein 重排:烃
3、基或氢的1, 2 移位,于是醇重排成烯(2)片那醇重排:邻二醇在酸催化下会重排成醛和酮(3)Demyanov 重排, Tiffeneau-Demyanov 扩环以及有关反应(4)二烯酮 -酚重排: 4,4-二取代环己二烯酮经酸处理重排成3,4-二取代酚的反应(5)醛酮同系物的合成:醛或酮和重氮甲烷作用生成高一级的同系物(6)烯丙基重排:烯丙基系统中双键发生位移的反应2.基团向羰基碳原子迁移:(1) Benzil-Benzilic Acid重排: -二酮经强碱处理会发生重排,生成 -羟基乙酸盐(2) 酸催化下醛酮的重排:在烃基的交换后,醛重排成酮,酮则重排成另一种酮3.基团向碳烯碳原子迁移:(1
4、) Arndt-Eistert 合成和 Wolff 重排:由羧酸经酰卤,重氮酮合成高一级同系物的方法(2) 其他的碳烯重排反应,主要是1,2 氢迁移生成烯4.基团向缺电子氮原子转移:(1)Beckmann 重排:醛肟或酮肟重排成酰胺(2)Hoffmann 重排:氮上无取代基酰胺经溴及碱处理,脱羰生成伯胺(3)Curtius 重排:酰基叠氮热分解生成异氰酸酯(4)Schmidt 重排:酸、醛和酮在酸催化下和叠氮酸反应,生成胺、酰胺等的反应(5)Lossen 重排:异羟肟酸及O-酰基衍生物经类似Hoffmann 的重排生成少一个碳的胺(6)Neber 重排:肟酮的磺酸酯在乙醇钾处理后水解生成 -氨
5、基酮5.基团向缺电氧原子的迁移:(1)氢过氧化物的重排:氢过氧化物在酸催化下,O-O 键断裂,同时烃基从碳原子迁移到氧 原子上(2)Baeyer-Villiger重排:酮在酸催化下与过酸作用,在分子中插入氧生成酯的反应6.芳香族亲核重排:(1)芳羟胺重排( Bamberger 重排) :经硫酸处理重排成氨基酚(2)Sommelet-Hauser 重排:苄基季胺盐经氨基钠等强碱处理重排成邻位取代的苄基叔胺二、自由基重排反应11,2 迁移:比正离子重排反应少得多,主要发生在:(1)某些双自由基的1,2-烷基和氢(2)烯基(迁移的乙烯基若是环的一部分,则发生重排)2非 1,2 迁移:多发生1,5 迁
6、移3Barton 反应:处于羟基位上的甲基氧化成醛基的反应4 三、亲电重排第一步是在亲核试剂作用下,离去基脱离形成富电中心,离去基以氢及金属原子居多; 第二步是迁移基团留下一对成键电子,以正离子的形式向富电中心迁移,重排结果是形成新的富电中心。1Govenstein-Zimmerman 重排2Favorskii 重排: -卤代酮在碱催化下重排成酸或酯的反应3Stevens重排:叶立德氮上的烃基会进行1,2 重排生成叔胺的反应4Wittig 重排:醚经强碱处理,通过1,2 重排生成醇的反应5Fries 重排:酚酯和FriedelCrafts 反应的催化剂一同加热,酰基迁移至苯核的邻位或对位的重排
7、反应6芳醚重排:把芳环的烃基重排到苯环的邻位和对位7Orton 重排: :N- 卤代芳酰胺经HX 处理,卤原子从N 迁移至芳核上的反应8N硝基 芳胺重排:经酸处理,N-硝基 芳胺会重排成邻位和对位硝基 芳胺,其中以邻位产物为主。9Fischer-Hepp 重排: N硝基 仲芳胺重排成对硝基 芳胺10芳胺氮上的烷基向芳核迁移:N烷基 苯胺盐酸盐 或氢溴酸盐加热转化成邻和对烷基苯 胺的反应。11重氮氨基化合物的重排:重氮盐和芳伯胺在缓冲溶液中偶合,生成1,3-二芳基三氮烯四、周环反应中的重排反应周环反应包括电环反应、键迁移反应和环加成反应,这三大类,其中电环反应和键迁移反应属于重排反应的范畴,以下
8、将就这两种反应进行简单介绍。1.电环反应:(1)具有高度的立体专一性,这种立体专一性可以用前线轨道理论来解释。(2)电环反应的反应物转变成产物的过程中,键的转动有两种方式,即顺旋与反旋。含有4n 个 电子( n=0 或整数)的体系的电环反应,热反应允许的过程是顺旋,而光反应允许的过程是对旋;含有4n+2 个( n=0 或整数) 电子的 体系,其情况相反。2. 键迁移反应:(1)氢的 1,j 键迁移: j=4n+1 的对称允许过程,热反应为同面迁移,光反应为异面迁移; j=4n-1 的对称允许过程,光反应为同面迁移,热反应为异面迁移。(2)碳的 1,j 键迁移:迁移基不翻转要比构型翻转有利(3) 键迁移:共有三种方式,分别为同面同面,同面异面,异面异面3.Cope 重排: 1, 5 二烯在加热下,通过3,3迁移,生成新的1,5 二烯4.Claisen 重排:烯醇或酚的烯丙基醚加热,重排成 , 不饱和醛,酮或邻烯丙基酚的反应5.Fischer 吲哚合成:醛或酮的芳腙在催化剂存在下加热生成吲哚的反应。