各种人名反应及其机理.doc
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1、. .1Arbuzov 反响 卤代烷反响时,其活性次序为:RI RBr RCl。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展反响。当亚酸三烷基酯中三个烷基各不一样时,总是先脱除含碳原子数最少的基团。本反响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响制得: 一般认为是按 SN2 进展的分子内重排反响: 2Arndt-Eister 反响 酰氯与重氮甲烷反响,然后在氧化银催化下与水共热得到酸。 重氮甲烷与酰氯反响首先形成重氮酮1,1在氧化银催化下与水共热,得到酰基卡宾2,2发生重排得烯酮3,3与水反响生成酸,假设与醇或氨胺反
2、响,那么得酯或酰胺。3Baeyer-Villiger 反响 过酸先与羰基进展亲核加成,然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上,同时发生O-O键异裂。因此,这是一个重排反响 具有光学活性的3-苯基丁酮和过酸反响,重排产物手性碳原子的枸型保持不变,说明反响属于分子内重排: 不对称的酮氧化时,在重排步骤中,两个基团均可迁移,但是还是有一定的选择性,按迁移能力其顺序为:4 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: 在酸作
3、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响得到酰胺。 迁移基团如果是手性碳原子,那么在迁移前后其构型不变。5Bouveault-Blanc 复原 脂肪族羧酸酯可用金属钠和醇复原得一级醇。,-不饱和羧酸酯复原得相应的饱和醇。芳香酸酯也可进展本反响,但收率较低。本法在氢化锂铝复原酯的方法发现以前,广泛地被使用,非共轭的双键可不受影响。 首先酯从金属钠获得一个电子复原为自由基负离子,然后从醇中夺取一个质子转变为自由基,再从钠得一个电子生成负离子,消除烷氧基成为醛,醛再经过一样的步骤复原成钠,再酸化得到相应的醇。 6Buchere
4、r 反响萘酚及其衍生物在亚硫酸或亚硫酸氢盐存在下和氨进展高温反响,可得萘胺衍生物,反响是可逆的。 反响时如用一级胺或二级胺与萘酚反响那么制得二级或三级萘胺。如有萘胺制萘酚,可将其参加到热的亚硫酸氢钠中,再参加碱,经煮沸除去氨而得。 本反响的机理为加成消除过程,反响的第一步无论从哪个方向开场都是亚硫酸氢钠加成到环的双键上得到烯醇或烯胺,它们再进展下一步互变异构为酮或亚胺:7Cannizzaro 反响 凡位碳原子上无活泼氢的醛类和浓NaOH或KOH水或醇溶液作用时,不发生醇醛缩合或树脂化作用而起歧化反响生成与醛相当的酸(成盐)及醇的混合物。此反响的特征是醛自身同时发生氧化及复原作用,一分子被氧化成
5、酸的盐,另一分子被复原成醇: 脂肪醛中,只有甲醛和与羰基相连的是一个叔碳原子的醛类,才会发生此反响,其他醛类与强碱液,作用发生醇醛缩合或进一步变成树脂状物质。 醛首先和氢氧根负离子进展亲核加成得到负离子,然后碳上的氢带着一对电子以氢负离子的形式转移到另一分子的羰基不能碳原子上。8Chibabin 反响 杂环碱类,与碱金属的氨基物一起加热时发生胺化反响,得到相应的氨基衍生物,如吡啶与氨基钠反响生成2-氨基啶,如果位已被占据,那么得-氨基吡啶,但产率很低。 本法是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、丫啶和菲啶类化合物均能发生本反响。喹啉、吡嗪、嘧啶、噻唑类化
6、合物较为困难。氨基化试剂除氨基钠、氨基钾外,还可以用取代的碱金属氨化物。 反响机理可能是吡啶与氨基首先加成,转移一个负离子给质子给予体(AH),产生一分子氢气和形成小量的2-氨基吡啶,此小量的又可以作为质子的给予体,最后的产物是2-氨基吡啶的钠盐,用水分解得到2-氨基吡啶:9Claisen 酯缩合反响含有-氢的酯在醇钠等碱性缩合剂作用下发生缩合作用,失去一分子醇得到-酮酸酯。如2分子乙酸乙酯在金属钠和少量乙醇作用下发生缩合得到乙酰乙酸乙酯。乙酸乙酯的-氢酸性很弱pKa-24.5),而乙醇钠又是一个相对较弱的碱乙醇的pKa15.9,因此,乙酸乙酯与乙醇钠作用所形成的负离子在平衡体系是很少的。但由
7、于最后产物乙酰乙酸乙酯是一个比拟强的酸,能与乙醇钠作用形成稳定的负离子,从而使平衡朝产物方向移动。所以,尽管反响体系中的乙酸乙酯负离子浓度很低,但一形成后,就不断地反响,结果反响还是可以顺利完成。10Claisen 重排 烯丙基芳基醚在高温(200C)下可以重排,生成烯丙基酚。 当烯丙基芳基醚的两个邻位未被取代基占满时,重排主要得到邻位产物,两个邻位均被取代基占据时,重排得到对位产物。对位、邻位均被占满时不发生此类重排反响。 穿插反响实验证明:Claisen重排是分子内的重排。采用 g-碳 14C 标记的烯丙基醚进展重排,重排后 g-碳原子与苯环相连,碳碳双键发生位移。两个邻位都被取代的芳基烯
8、丙基酚,重排后那么仍是a-碳原子与苯环相连。 Claisen 重排是个协同反响,中间经过一个环状过渡态,所以芳环上取代基的电子效应对重排无影响。 从烯丙基芳基醚重排为邻烯丙基酚经过一次3,3s 迁移和一次由酮式到烯醇式的互变异构;两个邻位都被取代基占据的烯丙基芳基酚重排时先经过一次3,3s 迁移到邻位(Claisen 重排),由于邻位已被取代基占据,无法发生互变异构,接着又发生一次3,3s 迁移(Cope 重排)到对位,然后经互变异构得到对位烯丙基酚。 取代的烯丙基芳基醚重排时,无论原来的烯丙基双键是Z-构型还是E-构型,重排后的新双键的构型都是E-型,这是因为重排反响所经过的六员环状过渡态具
9、有稳定椅式构象的缘故。11Cope 消除反响 叔胺的N-氧化物(氧化叔胺)热解时生成烯烃和N,N-二取代羟胺,产率很高。 实际上只需将叔胺与氧化剂放在一起,不需别离出氧化叔胺即可继续进展反响,例如在枯燥的二甲亚砜或四氢呋喃中这个反响可在室温进展。此反响条件温和、副反响少,反响过程中不发生重排,可用来制备许多烯烃。当氧化叔胺的一个烃基上二个位有氢原子存在时,消除得到的烯烃是混合物,但是 Hofmann产物为主;如得到的烯烃有顺反异构时,一般以 E-型为主。例如: 这个反响是E2顺式消除反响,反响过程中形成一个平面的五员环过度态,氧化叔胺的氧作为进攻的碱: 要产生这样的环状构造,氨基和-氢原子必须
10、处于同一侧,并且在形成五员环过度态时,,-碳原子上的原子基团呈重叠型,这样的过度态需要较高的活化能,形成后也很不稳定,易于进展消除反响。12Cope 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-烯丙基的重排反响(Claisen 重排)反响称为Cope重排。这个反响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重排属于周环反响,它和其它周环反响的特点一样,具有高度的立体选择性。 Cope重排是3,3s-迁移反响,反响过程是经过一个环状过渡态进展的协同反响: 在立体化学上,表现为经过椅式环状过渡态:13Curt
11、ius 反响 酰基叠氮化物在惰性溶剂中加热分解生成异氰酸酯: 异氰酸酯水解那么得到胺:14 Edvhweiler-Clarke 反响 在过量甲酸存在下,一级胺或二级胺与甲醛反响,得到甲基化后的三级胺: 甲醛在这里作为一个甲基化试剂。 反响机理15Favorskii重排 a-卤代酮在氢氧化钠水溶液中加热重排生成含一样碳原子数的羧酸;如为环状a-卤代酮,那么导致环缩小。 如用醇钠的醇溶液,那么得羧酸酯反响机理16Friedel-Crafts烷基化反响 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
12、反响。 卤代烃反响的活泼性顺序为:RF RCl RBr RI ; 当烃基超过3个碳原子时,反响过程中易发生重排。 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:17Friedel-Crafts酰基化反响 芳烃与酰基化试剂如酰卤、酸酐、羧酸、烯酮等在Lewis酸(通常用无水三氯化铝)催化下发生酰基化反响,得到芳香酮: 这是制备芳香酮类最重要的方法之一,在酰基化中不发生烃基的重排。反响机理18Fries重排 酚酯在Lewis酸存在下加热,可发生
13、酰基重排反响,生成邻羟基和对羟基芳酮的混合物。重排可以在硝基苯、硝基甲烷等溶剂中进展,也可以不用溶剂直接加热进展。 邻、对位产物的比例取决于酚酯的构造、反响条件和催化剂等。例如,用多聚磷酸催化时主要生成对位重排产物,而用四氯化钛催化时那么主要生成邻位重排产物。反响温度对邻、对位产物比例的影响比拟大,一般来讲,较低温度(如室温)下重排有利于形成对位异构产物(动力学控制),较高温度下重排有利于形成邻位异构产物(热力学控制)。反响机理 19Gabriel合成法 邻苯二甲酰亚胺与氢氧化钾的乙醇溶液作用转变为邻苯二甲酰亚胺盐,此盐和卤代烷反响生成N-烷基邻苯二甲酰亚胺,然后在酸性或碱性条件下水解得到一级
14、胺和邻苯二甲酸,这是制备纯洁的一级胺的一种方法。反响机理 邻苯二甲酰亚胺盐和卤代烷的反响是亲核取代反响,取代反响产物的水解过程与酰胺的水解相似。20Gattermann-Koch 反响 芳香烃与等分子的一氧化碳及氯化氢气体在加压和催化剂(三氯化铝及氯化亚铜)存在下反响,生成芳香醛:反响机理21Gomberg-Bachmann 反响 芳香重氮盐在碱性条件下与其它芳香族化合物偶联生成联苯或联苯衍生物:反响机理22Hantzsch 合成法 两分子b-羰基酸酯和一分子醛及一分子氨发生缩合反响,得到二氢吡啶衍生物,再用氧化剂氧化得到吡啶衍生物。这是一个很普遍的反响,用于合成吡啶同系物。反响机理 反响过程
15、可能是一分子b-羰基酸酯和醛反响,另一分子b-羰基酸酯和氨反响生成b-氨基烯酸酯,所生成的这两个化合物再发生Micheal加成反响,然后失水关环生成二氢吡啶衍生物,它很溶液脱氢而芳构化,例如用亚硝酸或铁氰化钾氧化得到吡啶衍生物:23Hell-Volhard-Zelinski 反响 羧酸在催化量的三卤化磷或红磷作用下,能与卤素发生a-卤代反响生成a-卤代酸: 本反响也可以用酰卤作催化剂。反响机理24Hinsberg 反响 伯胺、仲胺分别与对甲苯磺酰氯作用生成相应的对甲苯磺酰胺沉淀,其中伯胺生成的沉淀能溶于碱(如氢氧化钠)溶液,仲胺生成的沉淀那么不溶,叔胺与对甲苯磺酰氯不反响。此反响可用于伯仲叔胺
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