有机人名反应讲义.doc

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 SN2 进行的分子内重排反应：反应实例参考文献1  A. E. Arbuzov, J. Russ. Phys. Chem. Soc., 1906, 38, 687.2  A. Michaelis, Ber., 1898, 31, 1048.3  Organic Reactions, 1951, 6, 276.4  D. Redmore, Chem. Rev., 1971, 71, 317.Arndt-Eister反应反应机理反应实例参考文献1  W. E. Bachmann, W. S. Struve, Org.Reactions, 1942, 1, 38.2  F. Arndt, B. Eistert, W. Partale, Ber., 1927, 60,1364.3  F. Arndt, J. Amende, Ber., 1928, 61, 1122.4  F. Arndt, B. Eistert, J. Amende, Ber., 1928, 61, 1949.Baeyer-Villiger 氧化反应机理反应实例参考文献1S. L. Friess, Rex Pinson Jr., J. Amer. Chem. Soc., 1952, 74, 1302.2  S. L. Friess, J. Amer. Chem. Soc., 1949, 71, 2571.3  C. H. Hassall, Org. Reactions, 1957, 9, 73-106.4  S. L. Friess, P. E. Frankenburg, J. Amer. Chem. Soc.,1952, 74, 2679.5  J. Meinwald, J. J. Tufariello, J. J. Hurst, J. Org. Chem., 1964, 29, 2914.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：反应实例参考文献1  E. Beckmann, Ber., 1886, 19,988; 1887, 20, 1507.2  W. Z. Heldt, Org. Reactions, 1960, 11, 1156.3  J. Kenyonn, A. Campbell, J. Chem. Soc., 1946, 25.4  J. Kenyonn, D. P. Young, J. Chem. Soc., 1941, 263.Birch 还原反应机理反应实例参考文献1  A. J. Birch, Quart. Rev.(London), 1950, 4, 6993.2  A. J. Birch, H. Smith, Quart. Rev.(London), 1958, 12, 1733.3  A. J. Birch, Subba Rao, Adv. Org. Chem., 1972, 8, 165.4  A. J. Birch, D. Nasipuri, Tetrahedron, 1959, 6, 148.5  R. A. Benkeser, M. L. Burrous et al., J. Org. Chem., 1963, 28, 1094.6  H. Kwart, R. A. Conley, J. Org. Chem., 1973, 38, 2011.Bischler-Napieralski 合成法反应机理反应实例参考文献1  A. Bischler, B. Napierslski, Ber., 1893, 26, 1903.2  R. H. Manske, Chem. Rev., 1942, 30, 146.3  F. W. Bergstrom, Chem. Rev., 1944, 35, 218.4  W. M. Whaley, Org. Reactions, 1951, 6, 75-150.5  B. S. Thyagarajan, Chem. Rev. 1954, 54, 1033. 6  C. Reby, J. Gardent, Bull. Soc. Chim. France, 1972, 1574.7  J. Gal. et al., J. Org. Chem., 1974, 39, 418.参见: Pictet-Spengler 合成法Bouveault-Blanc还原反应机理反应实例参考文献1  L. Bouveault, G. Blanc, Compt. Rend., 1903, 136, 1676; 1903, 137, 60328; Chem. Zentr., 1903, II, 418; Bull. Soc. Chim. France, 1903, 29, 787; 1904, 31, 666, 1203; 1906, 35, 629.2  L. Bouveault, R. Locquin, Compt. Rend., 1905, 140, 1593, 1669.3  Org.Syn., II, 1943, 154,  372;  4  N. S. Isaacs, Reactive Intermediate in Organic Chemistry, John Wiley & Sons, 1974, p370,.Bucherer 反应反应机理反应实例参考文献1  H. T. Bucherer, J. Prakt. Chem., 1904, 69(2), 49.2  H. T. Bucherer, J. Prakt. Chem., 1904, 70(2), 345.3  H. T. Bucherer, J. Prakt. Chem., 1907, 75(2), 249.4  H. T. Bucherer, J. Prakt. Chem., 1905, 75(2), 433.5  N. L. Drake, Org. Reactions, 1942, 1, 105.6  A. Rieche, H. Seeboth, Ann., 1960, 638, 66,  43,  76.7  H. Seeboth, Angew. Chem. Int. Ed., Engl., 1967, 6, 307-317.Cannizzaro 反应反应机理   反应实例   参考文献 1  S. Cannizarro, Ann., 1853, 88, 129.2  Org. Syn., 1932, I, 425.3  W. V. E. Doering, T. I. Taylor, E. F. Schoenewaldt, J. Amer. Chem. Soc., 1948, 70, 455.4  H. Fredenhagen, K. F. Bonhoeffer, Z. Physik. Chem., 1938, 181A, 379.5  T. A. Geissman, Org. Reactions, 1944, 2, 104,  106.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。参考文献1  Elderfield, Heterocyclic Compounds, 1950, 1, 405.2  M. T. Leffler,Org. Reactions, 1942, 1, 91.3  A. E. Chichibabin, O.A. Zeide, J. Russ. Phys. Chem. Soc. 1914, 46,1216.4  J. Org. Chem., 1973, 38, 1974.5  R. C. Elderfield, Heterocyclic Compounds, 1950, I, 405.6  C. K. Ingold, Structure and Mechanism in Organic Chemistry, p809(London,1953)7  W.Kunz, H. Krauch, Chemiker Zig, 1958, 82, 802.Claisen 酯缩合反应二元羧酸酯的分子内酯缩合见 Dieckmann 缩合反应。反应机理反应实例参考文献1  L. Claisen, Ber., 1887, 20, 655,  2178,  2188.2  A. Geuther, Arch. Pharon., 1863, 106, 97.3  C. R. Hauser, W. B. Renfrow, Jr., J. Amer. Chem. Soc., 1937, 59, 1823.4  C. R. Ingold, Structure and Mechanism in Organic Chemstry, 2nd ed., 1969, pp1170-1178.5  C. R. Hauser, B. E. Hudson, Org. Reactions, 1942, 1, 266.6  C. R. Hauser, F. W. Swamer, J. T. Adams, Org. Reactions, 1954, 8, 61.7  R. Levine, W. C. Fernelius, Chem. Rev., 1954, 54, 490.参见:Dieckmann缩合反应Claisen-Schmidt 反应    一个无a-氢原子的醛与一个带有a-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a,b-不饱和醛或酮:反应机理反应实例参考文献1 L. Claisen, A. Claparede, Ber., 1881, 14, 2460.2 L. Claisen, A. C. Ponder, Ann., 1884, 233, 137.3 J. G. Schmidt, Ber., 1881, 14, 1459.4 E. P. Kohler, H. M. Chadwell, Org. Syn., I, 1941, 71.5 H. Henecka, in Houben-Weyl-Müller, 1955, 4, II, 28.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。反应实例参考文献1  E. Clemensen, Ber.,1913, 46, 1837.2  S. Yamamura, S. Ueda, Y. Hirata, Chem. Commun., 1967, 1049.3  S. Yamamura, Y. Hirata, J. Chem. Soc.,C,  1968, 2887.4  S. Yamamura, Chem. Commun., 1968, 1494.5  S. Yamamura,  Tetrahedron Lett., 1967, 3361.6  M. Toda, Y. Hirata, S. Yamamura,  Chem. Commun., 1969, 919.参见:Wolff-Kishner-黄鸣龙反应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。 反应实例参考文献1  A. Combes, Compt. Rend., 1887, 106, 142,  2536; Bull. Soc. Chim., France, 1888, 49(2), 89.2  F. W. Bergstroem, Chem. Rev., 1944, 35, 156.3  R. C. Elderfield, Heterocyclics Compounds, 1952, 4, 36.4  J. M. F. Gagan, D. Lloyd, J. Chem. Soc., Ser. C. 1970, 2488.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150200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3,3s-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：反应实例参考文献1 E. Vogel, Angew. Chem., Int. Ed., Engl., 1963, 2, 12 W. Von E. Diering, W. R. Roth, Angew. Chem., Int. Ed., Engl., 1963, 2, 1153 S. J. Rhoads, N. R. Raulins, Org. Reactions, 1975, 22, 1参见:Claisen重排Cope 消除反应反应机理 反应实例 参考文献 1  A. C. Cope, T. T. Foster, P. H. Towle, J. Amer. Chem. Soc., 1949, 71, 3929.2  A. C. Cope, R. A. Pike, C. F. Spencer, J. Amer. Chem. Soc., 1953, 75, 3212.3  D. J. Cram, M. R. V. Sahyun, G. R. Knox, J. Amer. Chem. Soc., 1962, 84, 1734.4  D. J. Cram,  J. Amer. Chem. Soc., 1952, 74, 2137.5  D. J. Cram, J. E. McCarty, J. Amer. Chem. Soc., 1954, 76, 5740.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：反应机理反应实例参考文献1 T. Curtius, Ber., 1890, 23, 3023; J. Prakt. Chem., 1894, 50(2), 275.2 T. Curtius, et al., J. Prakt. Chem., 1923, 105(2), 289; 1930, 125, 63.3 Peter A. S. Smith, Org. Reactions, 1946, 3, 337.4 P. de Mayo, Molecular Rerrangments, New York, 1963, 1, 474.参见: Hofmann 重排    Schmidt 反应    Lossen 反应Dakin 反应反应机理反应实例参考文献1  H. D. Darkin, Amer. Chem., 1909, 42, 4177.2  R. Criegee, Ann., 1948, 560, 127.3  S. L. Friess, J. Amer. Chem. Soc., 1949, 71, 2571.4  Y. S. Agasimundin, S. Siddappa, J. Chem. Soc., Perkin Trans., 1973, I, 503.Darzens 反应反应机理反应实例参考文献1  M. S. Newman, B. J. Maegerlein, Org. Reactions, 1949, 5, 413.2  M. Ballester, Chem. Rev., 1955, 55, 283.3  G. Darzens, Compt. Rend., 1904, 139, 1214; Chem. Zentr., 1905, 1, 346; 1905, 141,   766;1906, 1, 22; 1906, 142, 241; 1906, 1, 669.4  R. C. Elderfield, Heterocyclic Compounds, 1950, 1, 14.5  D. J. Dagli, J. Wemple, J. Org. Chem., 1974, 39, 2938.6  R. F. Borch, Tetrahedron Lett. 1972, 3761.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。参考文献1 N. J. Demjanov and M. Lushnikov, J. Russ. Phys. Chem. Soc., 35, 26 (1903) 2 Chem. Zentr., 1903, I, 828.3 N. J. Demjanov, J. Russ. Phys. Chem. Soc., 36, 186 (1904)4 Chem. Zentr., 1904, I, 1214; Ber., 40, 4393, 4961 (1907)5 N. J. Demjanov and M. Dojarenko, Ber., 41, 43 (1909)6 O. Wallach, Ann., 353, 318 (1907)7 L. Ruzicka and W. Brugger, Helv. Chim. Acta, 9, 339 (1926)8 H. Gilman, Organic Chemistry 1, 96 (New York, 1943)9 G. H. Wheland, Advanced Organic Chemistry, p 457 (New York, 1949)10 W. Hucke , Theoretical Principles of Organic Chemistry, p 458 (New York, 1955)11 K. Alder and R. Reubke, Ber., 91, 1525 (1958)12 P. A. S. Smith and D. R. Baer, Organic Reactions 11, 157 (1960)13 H. Stetter and P.Goebel, Ber., 96, 550 (1963)14 R. Kotani, J. Org. Chem., 30, 350 (1965).参见：Tiffeneau-Demjanov重排     Wagner-Meerwein 重排 Dieckmann 缩合反应反应机理    见 Claisen 酯缩合反应。反应实例参考文献1  J. P. Schaefer, J. J. Bloomfield, Org. Reactions, 1967, 15, 1-203.2  C. R. Hauser, B. E. Hudson, Org. Reactions, 1942, 1, 274.3  W. L. Carrick, A. Fry, J. Amer. Chem. Soc., 1955, 77, 4381.参见 Claisen 酯缩合反应。Diels-Alder 反应      含有一个活泼的双键或叁键的化合物(亲双烯体)与共轭二烯类化合物(双烯体)发生1,4-加成，生成六员环状化合物：这个反应极易进行并且反应速度快，应用范围极广泛，是合成环状化合物的一个非常重要的方法。      带有吸电子取代基的亲双烯体和带有给电子取代基的双烯体对反应有利。常用的亲双烯体有：下列基团也能作为亲双烯体发生反应：常用的双烯体有：反应机理      这是一个协同反应，反应时，双烯体和亲双烯体彼此靠近，互相作用，形成一个环状过渡态，然后逐渐转化为产物分子：反应是按顺式加成方式进行的，反应物原来的构型关系仍保留在环加成产物中。例如：      正常的Diels-Alder反应主要是由双烯体的HOMO(最高已占轨道)与亲双烯体的LUMO(最低未占轨道)发生作用。反应过程中，电子从双烯体的HOMO“流入”亲双烯体的LUMO。也有由双烯体的LUMO与亲双烯体的HOMO作用发生反应的。反应实例    本反应具有很强的区域选择性，当双烯体与亲双烯体上均有取代基时，主要生成两个取代基处于邻位或对位的产物：    当双烯体上有给电子取代基、亲双烯体上有不饱和基团如：与烯键(或炔键)共轭时，优先生成内型(endo)加成产物：参考文献1 O. Diels and K. Alder, Ann., 460, 98 (1928); 470, 62 (1929) Ber., 62, 2081, 2087 (1929)2 J. A. Norton, Chem. Revs., 31, 319 (1942)3 M. C. Koetzel, Organic Reactions, 4, 1 (1948)4 H. L. Holmes, Organic Reactions, 4, 60 (1948)5 L. W. Butz, Organic Reactions, 5,136 (1949)6 Madronero, Rev. Scienc. Apl. (Madrid) 12, 397 (1958); C.A. 53, 6984 (1959)7 P. Yates and P. Eaton, J. Amer. Chem. Soc., 82, 4436 (1960)8 J. G. Martin and R K. Hill, Chem. Rev., 61, 537 (1961)9 G. I. Fray and R. Robinson, J. Amer. Chem Soc., 83, 249 (1961)10 L. F. Fieser and M. Fieser, Advanced Organic Chemistry (Reinhold, New York, 1961), pp 206-21011 S. B. Needlernan and M. C. C. Kuo, Chem. Rev., 62, 405 (1962)12 C. Walling and H. J. Schugar, J. Amer. Chem. Soc., 85, 607 (1963)13 S. Seltzer, J. Am. Chem. Soc., 85, 1360 (1963)14 W. J. Middleton, J. Org. Chem., 30, 1390(1965)15 J. B. Lambert, J. D. Roberts, Tetrahedron Letters, 1965, 1457.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400450 °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 参考文献 1 K. Elbs and E. Larsen, Ber., 17, 2847 (1884)2 K. Elbs, J. Prakt. Chem., 12, 33, 180 (1836); 35, 465 (1887); 41, 1, 121 (1890) 3 E. Clar, Ber., 62, 3S0, IS74 (1929); L. F. Fieser, Organic Reactions, I, 129 (New York, 1942) 4 G. N. Badger and B. J. Christie, J. Chem. Soc., 1956, 3435 5 E. H. Rodd, Chemistry of Carbon Compounds, IIIB, 1360 (New York, 1954) 6 Ng. Ph. Buu-Hoi and Denise Lavit, Rec. Trav. Chim., 76, 419 (1957) 7 P. Mabille and Ng. Ph. Buu-Hoi, J. Org. Chem., 25, 1090 (1960).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 参考文献 1  W. Eschweiler, Ber., 38, 880 (1905) 2  H. T. Clarke, H. B. Gillespie, and S. Z. Weisshaus, J. Amer. Chem. Soc., 55, 4571 (1933) 3  Moore, Organic Reactions , 5, 301 (1949) 4  F. Moller, R. Schroter, Methoden der Organischen Chemie, XI(I), 650 (1957) 5  R. Baltzly, J. Amer. Chem. Soc., 75, 6083 (1953) 6  A. C. Cope, and W. D. Burrows, J. Org. Chem., 30, 2163 (1965); 31, 3099 (1966).  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。反应机理反应实例参考文献1 A. Favorskii, J. Russ. Phys. Chem. Soc., 1905, 37, 643; Chem. Zentr., 1905, II, 1018.2 A. Babayan, B. Akopyan, R. Gyuli-Kevhyan, J. Gen. Chem(U.S.S.R.), 9, 1631(1939); C.A. 1940, 34, 2788.3 A. W. Johnson, The Chemistry of Acetylenic Compounds I, (London, 1946) , p14.4 E.D. Bergmann, The Chemistry of Acetylene and Related Compounds,  (New York, 1948), p49.5 P. Piganiol, Acetylene Compounds in Organic Synthesis ,(New York, 1955)p.10.6 N. Schachat, J.J. Bagnell, Jr., J. Org. Chem., 1962, 27, 1498.7 R.J. Tadeschi et al, J. Org. Chem., 1963,  28, 1740.Favorskii 重排    a-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a-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。反应机理反应实例参考文献1 A. E. Favorskii, J. Ptakt. Chem., 2 88, 658 (1913)2 A. E. Favorskii and V. N. Bozhovskii, J. Russ. Phys. Chem. Soc., 46, 1097 (1914)3 C.A. 9, 1900 (1915); O. Wallach, Ann., 414, 296 (1918)4 J. G. Aston and R. B. Greenburg, J. Amer. Chem. Soc., 62, 2590 (1940)5 R. B. Loftfield, J. Amer. Chem. Soc., 72, 632 (1950) 73, 4707 (1951)6 R. B. Wagner and l. A. Moore, J. Amer. Chem. Soc., 974, 2884 (1950)7 R. Jacquier, Bull. Soc. Chim., 1950, D358 Kunz, Krauch, Chemiker-Ztg., 82, 80 (1958)9 G. Hesse and F. Urbanek, Ber., 91, 2733 (1958)10 A. S. Kende, Organic Reactions, 11, 261 (1960)11 G. Stork and I. J. Borowitz, J. Am. Chem Soc., 82, 4307 (1960)12 H. O. House and W. F. Gilmore,  J. Amer. Chem. Soc., 83, 3980 (1961)13 A. W. Fort, J. Am. Chem., 7 84, 2620, 4979 (1962)14 J. Wolinsky and D. Chan, J. Org. Chem., 30, 41 (1965)15 H. O. House, G. A. Frank, ibid., 30, 2948 (1965)FriedelCrafts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s-络合物，然后失去一个质子得到发生亲电取代产物：反应实例参考文献1 G. A. Olah, S. I. Kuhn, J. Org. Chem., 1964, 29, 2317.2 G. A. Russell, J. Amer. Chem. Soc., 1959, 81, 4834.3 N. B. Campbell Jr., E. C. Spaeth., J. Amer. Chem. Soc., 1959, 81, 5933.4 A. Streitwieser, Jr., D. P. Stevenson, W. D. Shaeffer,