分子重排反应
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海因斯分子重排
海因斯分子重排(Heyns rearrangement)是指α-酮醇或α-酰基醇在碱或酸催化下发生1,2-重排反应,生成β-酮醇或β-酰基醇的反应。
一、反应机理
海因斯分子重排的反应机理如下:
1.在碱或酸催化下,α-酮醇或α-酰基醇的羰基氧发生质子化,生成碳正离子中间体。
2.碳正离子中间体发生1,2-氢迁移,生成新的碳正离子中间体。
3.新的碳正离子中间体失去质子,生成β-酮醇或β-酰基醇。
二、反应条件
海因斯分子重排的反应条件通常如下:
1.催化剂:碱或酸,常用的碱催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠等,常用的酸催化剂包括硫酸、盐酸、对甲苯磺酸等。
2.溶剂:水、乙醇、甲醇等。
3.温度:通常在室温或加热条件下进行。
三、应用
海因斯分子重排反应在有机合成中有着广泛的应用,可用于合成各种酮、醇、酸等化合物。
例如,可以通过海因斯分子重排反应合成β-酮醇,进而合成β-酮酸、β-羟基酮等化合物。
四、注意事项
海因斯分子重排反应对反应条件有一定的要求,例如催化剂的用量、反应温度等。
在进行该反应时,应注意控制反应条件,以获得最佳效果。
分子重排反应(molecularrearrangement)中国
百科物理
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分子重排反应(molecularrearrangement)
【分子重排反应】(molecularrearrangement)
亦称重排反应。
有机物理反应类型之一。
一般有机物理反应只涉及到分子中个别原子或原子团,而碳骨胳不起变化。
但某些有机化合物的分子,在试剂的作用或其他因素影响下,使其发生某些基团转移或分子内碳原子骨胳的改变(包括环扩大或缩小)。
通常是一种不可逆的分子内的连续过程,和可逆的互变异构有所区别。
种类繁多,可按反应历程、分子内、分子间或化合物类型等加以分类。
在重排反应式中A,B 通常是碳原子或其他元素,为重排起点及终点,X为重排基,Y为脱离基。
主要有以下三种形式:(1)亲核重排:是包含产生缺电子的正离子中间体的反应。
(2)亲电子重排:是包含产生负离子中间体的反应。
(3)游离基重排。
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分子重排反应合作者:缪文文(20082823)江会剑(20082824)1.亲核重排1.Wagner-Meerwein重排属于分子内的亲核碳重排反应,实例:其结果是正常产物(I)仅有3%,而两种重排产物(II)和(III)共有92%。
原因是反应过程中,反应中间体碳正碳子发生了重排:脂肪族或脂环族伯胺与HNO2作用时,亦可发生此亲核碳重排反应。
2 .片呐醇重排(Pinacol重排)在无机酸作用下,连有羟基的碳原子上的烃基带着一对电子转移到失去羟基的正碳离子上,生成不对称酮的反应,称片呐醇重排:例如:正碳离子的形成和基团的迁移系经由一个正碳离子桥式过渡状态,迁移基团和离去基团处于反式位置。
迁移基团可以是烷基,也可以是芳基。
对于R1R2C(OH)-C(OH)R3R4取代基不同的片呐醇,其重排方向取决于下列两个因素:(1)失去-OH的难易;(2)迁移基团的性质和迁移倾向。
3. Beckmann重排醛肟及酮肟在酸性催化剂(如H2SO4、HCl、P2O5、POCl3、SO2Cl2等)作用下,发生重排转变为酰胺,称Beckmann重排。
其立体化学特征:不对称酮肟的重排为反式重排,例如:在迁移过程中,迁移基团原有的结构(如碳架、构型等)保持不变,例如:4 . Baeyer-Villiger重排酮类经过氧酸氧化,发生重排生成酯,称Baeyer-Villege重排。
常用的过氧酸有:H2SO5、MeCO3H、PhCO3H、HCO3和CF3CO3H等。
机理:对不对称酮而言,各种烃基迁移难易大致顺序如下:叔烷基>仲烷基~环烷基>苄基~苯基>伯烷基>环丙基>甲基(易)(难)例如:本反应是由酮合成酚的一种方法,如:5. 苯偶酰(Benzil)重排苯偶酰重排,又称苯甲酰重排:苯偶酰类化合物(即α-二酮类)在强碱作用下,发生分子内重排生成α-羟基酸的反应。
最著名的是二苯基乙二酮(苯偶酰)的重排如以代替,则产物为酯,如:2 亲核氮重排反应1 . Hofmann重排酰胺在碱性介质中用Cl2或Br2(NaOCl或NaOBr)处理,放出CO2变为减少一个碳原子的伯胺,此反应成为Hofmann降解重排。
重排反应的名词解释重排反应是一种有机化学反应,指的是分子内的原子重新排列,形成新的化学键并生成不同的化合物。
在重排反应中,化合物的原子组成不变,但它们的排列方式发生了改变。
这种反应是有机合成中常见且重要的转化方式,可以用于合成有机化合物、药物和天然产物等。
1. 反应机制与类型重排反应根据反应机制可分为三类:分子内重排、脱分子重排和轮环化重排。
1.1 分子内重排分子内重排是指一个分子内的原子的重新排列。
这种反应通常涉及通过变换原子间的化学键来使原子重新排列。
分子内重排的一个常见例子是分子内的氢转移反应。
氢转移反应发生时,氢原子从一个原子转移到另一个原子上,从而导致新的键形成。
1.2 脱分子重排脱分子重排是指分子中的一个部分在反应中离开,并重新排列以形成新的分子。
这类重排反应中,通常会形成苯环化合物。
例如,酚可以发生脱分子重排反应,形成苯环。
1.3 轮环化重排轮环化重排是指分子中的一个链状部分与另一个部分反应,形成轮状结构。
这种反应通常涉及弯曲的链段旋转或部分染料结构的重新组装。
轮环化反应在天然产物生物合成中起着重要作用,也在制药领域广泛应用。
2. 应用领域重排反应在有机合成中有广泛应用,可用于构建复杂的有机分子骨架。
它们被广泛用于药物合成、天然产物合成、材料科学和有机化学等领域。
2.1 药物合成重排反应在药物合成中发挥着关键作用。
许多药物的核心结构通过重排反应合成,这些核心结构是药物发挥生物活性的关键。
例如,β-内酰胺抗生素类药物的合成往往涉及重排反应。
2.2 天然产物合成许多天然产物的合成依赖于重排反应。
天然产物是从生物体中提取的有机化合物,具有广泛的生物活性。
重排反应在天然产物合成中常被用于构建复杂的环状结构。
2.3 材料科学重排反应在材料科学中的应用也非常重要。
通过重排反应,可以合成出具有特殊性质的高分子材料。
例如,聚合物的重排反应可以改变其分子结构,从而改变其物理和化学性质。
3. 反应条件和催化剂重排反应的反应条件和催化剂取决于具体的反应类型和底物。