药物合成反应重排反应.pptx

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1、重排反应2.碳原子到杂原子重排 （1）Beckmann重排 （2）Hoffman重排 （3）Curtius重排 （4）Schmidt重排 （5）Bayer-Villiger反应 第1页/共105页重排反应3.杂原子到碳原子重排 （1）Stevens重排 （2）Sommelet-Hauser重排 （3）Wittig重排4.s s键迁移重排 （1）Claisen重排 （2）Cope重排 （3）Fischer吲哚合成第2页/共105页分子重排反应分子重排反应 分子重排反应就是化学键的断裂和形成分子重排反应就是化学键的断裂和形成发生在同一分子中，引起组成分子的原子的发生在同一分子中，引起组成分子的原子

2、的配置方式发生改变，从而形成组成相同、结配置方式发生改变，从而形成组成相同、结构不同的新分子的反应。构不同的新分子的反应。重排反应中键的断裂和形成的方式有异重排反应中键的断裂和形成的方式有异裂、均裂和环状过渡态三种。裂、均裂和环状过渡态三种。第3页/共105页Radical rearrangement Usually,the rearrangement was classified Usually,the rearrangement was classified by the electron property of the moving groupby the electron proper

3、ty of the moving groupNucleophilic rearrangementElectrophilic rearrangement第一节第一节 重排反应机理重排反应机理第4页/共105页 2023/2/231.Nucleophilic rearrangement第5页/共105页 2023/2/232.Electrophilic rearrangement第6页/共105页 2023/2/233.Radical rearrangement第7页/共105页1.反应通式第一节 碳原子到碳原子重排一、Wagner-Meerwein重排第8页/共105页第9页/共105页2.反应

4、机理第10页/共105页3.影响因素（1）碳正离子形成方式：卤代烃与Lewis酸作用、醇与酸作用、烯烃质子化、胺与亚硝酸作用。（2）the stereochemistry of themigrating group is retained,which is in accordance of the Woodward-Hofmann rules.第11页/共105页4.应用特点（1）醇类的Wagner-Meerwein重排 2023/2/23Addition of a nucleophileAddition of a nucleophileLoss of a protonLoss of a pr

5、otonMore stableMore stable第12页/共105页 2023/2/23第13页/共105页（2）卤代烃的Wagner-Meerwein重排Stable cationStable cation第14页/共105页 2023/2/23Stable cationStable cationMigratory order of the migration groupsMigratory order of the migration groups第15页/共105页（3）胺类化合物的Wagner-Meerwein重排 2023/2/23第16页/共105页 2023/2/23第17页

6、/共105页二、Pinacol Rearrangement1.反应通式反应通式第18页/共105页X=Cl,Br,I,SR,OTs,OMs,N2+第19页/共105页2.反应机理反应机理第20页/共105页（1）碳正离子的稳定性the product is usually formed via the most stable carbocation intermediate when the glycol substrate is unsymmetrical;3.影响因素影响因素第21页/共105页（2）立体化学因素第22页/共105页(3)besides protic acids,Lewis

7、 acids(e.g.,BF3OEt2,TMSOTf)are also used;various conformational effects and neighboring group participation in cyclic systems are complicating factors.第23页/共105页（4）迁移能力及推广的重排.HPh321.第24页/共105页.第25页/共105页第26页/共105页 -二酮在浓碱作用下发生重排，生成安息香酸的重排反应称为二苯乙醇酸重排。三、二苯乙醇酸重排1.反应通式反应通式第27页/共105页2.反应机理反应机理第28页/共105页3.

8、影响因素影响因素（1）用苛性碱得到羟基酸，用醇盐则生成酯；第29页/共105页（2）环状二酮生成环状羟基酸第30页/共105页四、Favorski重排1.反应通式反应通式第31页/共105页2.反应机理反应机理第32页/共105页催化剂的影响催化剂的影响催化剂的影响催化剂的影响3.影响因素影响因素第33页/共105页Different-chloroketone form same rearrangement product:Same Same intermediateintermediate第34页/共105页由卤代酮制备羧酸衍生物4.应用特点应用特点第35页/共105页五、Wolff重排及A

9、rndt-Eistert反应Wolff rearrangement1.反应通式反应通式第36页/共105页2.反应机理反应机理第37页/共105页第38页/共105页(1)the reaction can be initiated thermally,photolytically,or by transition metal catalysis;(2)freshly prepared silver(I)oxide or silver(I)benzoate are best suited for the reaction;(3)if the migrating group has a stere

10、ocenter,the stereochemistry remains unchanged(net retention of configuration)after the migration;3.影响因素影响因素第39页/共105页Examples第40页/共105页Arndt-Eistert synthesis1.反应通式反应通式第41页/共105页2.反应机理反应机理第42页/共105页羧酸同系化C+13.应用特点应用特点第43页/共105页第44页/共105页酮肟在酸性催化剂的作用下重排成酰胺酮肟在酸性催化剂的作用下重排成酰胺的反应称为贝克曼重排。的反应称为贝克曼重排。H+R-C-NH

11、RO=第三节 碳原子到杂原子重排一、Beckmann重排1.反应通式反应通式第45页/共105页重排互变异构2.反应机理反应机理第46页/共105页（1）催化剂影响The reaction is usually carried out under forcing conditions(high temperatures,large amounts of strong Brosted acids)and it is non-catalytic.The applied Brosted acids are:H2SO4,HCl/Ac2O/AcOH,etc.其他催化剂：PPA、POCl3、PCl5、SO

12、Cl2、MsCl、TsCl等。3.影响因素影响因素第47页/共105页（2）溶剂的影响用极性小或非极性的非质子溶剂，PCl5催化可防止异构化第48页/共105页当溶剂中含有亲核性化合物、分子内含有亲核性官能团、溶剂本身为亲核性化合物，碳正离子与其结合而得不到酰胺也可用此制备苯并咪唑衍生物第49页/共105页立体专一性4.应用特点应用特点第50页/共105页二、Hofmann重排1.反应通式反应通式第51页/共105页2.反应机理反应机理第52页/共105页第53页/共105页3.应用特点应用特点（1）制备C-1伯胺第54页/共105页(2)因亲核剂不同而产物各异第55页/共105页（3）Cur

13、tius Rearrangement第56页/共105页第57页/共105页第58页/共105页Example第59页/共105页第60页/共105页（4）Schmidt Rearrangement第61页/共105页第62页/共105页第63页/共105页第64页/共105页（5）Lossen Rearrangement第65页/共105页第66页/共105页Example第67页/共105页 酮类化合物被过酸氧化，与羰基直接相连的碳链断裂，插入一个氧形成酯的反应称为拜耳-魏立格（Baeyer-Villiger)氧化重排。+CH3COOOHCH3COOC2H540oC+CH3COOH常用的过

14、酸有：（1）一般过酸 +无机强酸（H2SO4）（2）强酸的过酸：CF3COOOH（3）一般酸 +一定浓度的过氧化氢（产生的过酸立即反应）（5）拜耳-魏立格氧化重排第68页/共105页反应机理H+O-O键断裂-RCOO-,-H+R重排R3C-R2CH-,RCH2-CH3-第69页/共105页3.从杂原子到碳原子的重排Stevens重排第70页/共105页R1=EWG=Ar,heteroaryl,COR,COOR,CN;Y=CH2,CHR,NH;base:NaH,KH,RLi,ArLi,RONa,ROKR4=CH3,alkyl,allyl,benzyl,CH2COAr第71页/共105页第72页/

15、共105页第73页/共105页General fetures(1)the key intermediate of the rearrangement is the nitrogen-or sulfur ylide;(2)the R1 group has to be able to stabilize carbanions,so it is often an electron-withdrawing group;第74页/共105页General fetures(3)depending on the nature of R1,the acidity of the adjacent C-H bon

16、d varies so the type of base used for the deprotonation must be chosen accordingly;(4)R2 and R3 groups of ammonium salts cannot contain a hydrogen at their-position,since the Hofmann elimination may compete;第75页/共105页(5)when the migrating group has a stereocenter,it is transferred with retention of

17、configuration at the migrating terminus;(6)when R1=aryl or heteroaryl,the Sommelet-Hauser rearrangement becomes competitive;第76页/共105页Example第77页/共105页第78页/共105页Sommelet-Hauser重排第79页/共105页第80页/共105页Wittig重排第81页/共105页Example第82页/共105页第83页/共105页4.s-s-键迁移重排Claisen重排（1）Claisen Rearrange第84页/共105页第85页/共1

18、05页环状过渡态烯丙基苯基醚邻烯丙基苯酚对烯丙基苯酚互变异构互变异构环状过渡态3,3迁移 3,3迁移第86页/共105页第87页/共105页Example第88页/共105页（2）Amino-Claisen RearrangementThis reaction occurs best when nitrogen is converted to the ammonium salt.第89页/共105页(3)Thio-Claisen RearrangementThis reaction is often run with a reagent that will convert sulfur to

19、oxygen following the reaction.An advantage of the thio-Claisen rearrangement is that the precursor can be deprotonated and alkylated.第90页/共105页第91页/共105页(4)The Carroll Reaction第92页/共105页Johnson-Claisen重排第93页/共105页Mechanism第94页/共105页Example第95页/共105页Eschenmoser-Claisen重排第96页/共105页Ireland-Claisen重排The

20、 most useful of all Claisen rearrangements.The enolate may be trapped with TMSCl or the enolate may be used directly.The reaction works well with the free enolate and actually allows for a faster rearrangement that will occur at 25 C(anion accelerated).第97页/共105页第98页/共105页Cope重排第99页/共105页第100页/共105页Fischer indole synthesis第101页/共105页第102页/共105页Mechanism第103页/共105页Example第104页/共105页感谢您的观看！第105页/共105页