有机化学反应概要
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醛酮羰基与活泼亚甲基缩合,形成碳碳双键。 19. 丙二酸酯合成(Malonic Ester Synthesis)
丙二酸酯的α-或γ-位点取代后,进行脱羧,得到多种羰基化合物。 20. Mannich反应
即胺甲基化反应,首先生成的是亚胺,然后被加成得到产物。形成亚胺的一步需要酸催化,以增加羰基的亲电性。 21. Mitsunobu反应 四组分的反应:
OHR3NucR3+HR1R2Nuc+R3NN+PY3R1+R2R3NHNH+OPY3
其步骤为:①P加成N;②O进攻P使N离去;③Nuc进攻C使OP基团离去。 22. Mukaiyama羟醛缩合反应(Mukaiyama Aldol Reaction)
用烯醇硅醚对醛进行加成,通过烯醇硅醚的Z/E构型,控制产物中羟基的方向。用作催化的Lewis酸,其金属离子被两个O配位生成六元环结构,从而控制了产物的立体构型。
23. Passerini多组分反应(Passerini Multicomponent Reaction) H给体、醛酮、异氰化合物缩合的反应。以羧酸作为H给体为例:
R1OOHOR3OR3R2C-++
+
+R1OHR2R1ONR4R4NOOHOR2OR2OOR3HNR4R3R1
-
异氰基的C被H给体进攻,而异氰的C进攻的是醛酮的羰基。 24. Perkin反应
芳醛和酸酐缩合,生成与芳环共轭的碳碳双键。酸酐在反应机理中一方面起脱水作用,另一方面提供活化的α-H:
ArOOOOHH3COCH2-+
O-HH3COCH3+OOH3CO-OArHH3COO-Ar-OOCH3O--AcOCH3OArOOH3COOOOH3COOOCH3OArAr--AcOOOH2OCH3-AcOHOArCOOH
25. Petasis硼酸-Mannich反应(Petasis Boronic Acid-Mannich Reaction) 在经典的Mannich反应中,将活泼氢给体换成硼酸衍生物,得到胺甲基化产物:
HOBR2NR1R2R3R2OHNR1R2-B(OH)3R1NR3H3COHR1NOH++HCHOHOHB-OH
有机化学反应概要
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B上负性基团迁移,发生了类似分子内SN2的过程。 26. Robinson增环反应(Robinson Annulation)
酮与α,β-不饱和酮作用,发生一次共轭加成和一次亲核加成,得到关环产物:
H2C+OH3COOH3COOHO-H2OO
27. Stetter反应
用腈加成醛羰基,使其极性反转,然后对α,β-不饱和化合物进行1,4-加成,最后CN离去,得到1,4-二酮:
O-CNO--
OHC-NCCNR2R3OR4R5HOR1R4R5R1HR1CNR1R2R3O-~H+NCO-R1R4R5-CN-OR1R4R5R2R3OHR2R3O
该反应是由安息香缩合反应变化而来的。 28. Stobbe缩合(Stobbe Condensation)
醛酮与丁二酸酯的缩合,其本质是丁二酸酯的α-H对醛酮羰基进行了亲核加成然后脱水,而在实际反应中,丁二酸酯的酯基起到了协同的作用:
OR3OR4R5R3OOR3OR1R4R5O-OR3O-H+OR3O-R1OR2OR4R5R3OOR3R1R2OO-R4R5R3OCH-R4OR5R3OOOR3OR4R2-RO-R53OOOR3OOOH-HR1R2+R2R1R4R5OOR3O-OR2R1R4R5H+OR3OHO
29. Takai-Utimoto烯化反应(Takai-Utimoto Olefination)
用醛和至少有两个卤原子取代的卤代烃,在CrCl2存在下进行缩合,得到E型双键:
R2OR3CrCl2IIR1R3R2R1H
其中R3为H或卤原子。CrCl2在该过程中被氧化,并逐个取代卤原子。 30. Tebbe烯化反应(Tebbe Olfination)
用Cp2TiCl2制成Cp2Ti=CH2,从而与羰基化合物作用,将羰基的O变成亚甲基。该反应的适用范围比McMurry反应要广。 31. Ugi多组分反应(Ugi Multicomponent Reaction)
有机化学反应概要
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R1HNR3R2R4NNNNHNN+ON-R5COOHR5ONHNHR1R2R4OOR3R2R1R4SR5R3R2R1R4NNNHHNCSCO2R5OHOR1R2ONHNHR4ONONNHHNCOR1+R3R2NH2+C-N+R4H2OR3NHNHR1R2R4
这个反应变化很多,不过机理都很常规,都是醛与胺缩合,然后被异腈加成,再与第四组分反应。 32. Weinreb酮合成(Weinreb Ketone Synthesis)
先用N,O-二甲基羟氨与酰卤形成酰胺,后者与碳负离子给体(有机金属化合物)作用,从而生成酮:
HOMeR1ClNOMeOMeR1NMe-2
OR2LiR1OR2
N,O-二甲基羟氨是一个易加成也易离去的基团,更重要的是,它可以在R加成时,通过N上的O与Li进行络合,从而稳定加成产物。
若将碳负离子给体换成H给体,则可以得到醛。 33. Wittig反应
用三苯基膦和卤代烷反应,得到叶立德;后者和醛酮反应,得到碳碳双键。
反应历程为:①叶立德的碳负离子进攻羰基;②P与O成键,形成四元环;③四元环发生[2+2]开环,得到磷氧双键和碳碳双键。
叶立德上吸电子基团越多,叶立德越稳定。稳定的叶立德主要生成E型双键;不稳定的叶立德主要生成Z型双键。 34. Wittig反应-Schlosser改良(Wittig Reaction - Schlosser Modification)
在Wittig反应中,若想由不稳定的叶立德生成E型烯烃,则用PhLi夺去碳上的质子。反应仍然通过四元环进行,但Li与O结合能力较强,从而在构象上控制了生成的双键的构型。 七、 重排反应
1. Amadori重排(Amadori Rearrangement)
含N的醛糖苷在酸催化下生成α-N代的酮(实际上是Mannich碱): R1OR1RR2HR-H+-+
+
--
HNOHHH+OH+HHNOHR-ROH1HR2HRNHONOH+RHR2HNHR2OHR2
首先消除得到亚胺,然后消去α位的H,得到烯醇胺,互变异构得α-N代酮。 在糖中R1、R2是合成环的,因而该反应开了环。
2. 氮杂-[2,3]-Wittig重排(Aza-[2,3]-Wittig Rearrangement) N的α-位形成碳负离子,以五元环过渡态进行重排:
+
有机化学反应概要
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R3NR2R1R3Li-NR2R4+R1CHLiR4-+
重排的动力是碳负离子生成更加稳定的氮负离子。
3. Baker-Venkataraman重排(Baker-Venkataraman Rearrangement) 当酚酯的邻位有酰基时,在碱催化下可以重排生成1,3-二羰基化合物:
OO-R1OOR2HB-R1OHCR2O-BHR1OO-OR2O-OR2R2R1H+OHR1OOO
该重排反应实际上是分子内的酯缩合反应,可用于1,3-二羰基化合物的合成。 4. Beckmann重排(Beckmann Rearrangement)
肟在强酸催化下,处于羟基反位的R基迁移到N上,生成酰胺:
R1NR2R1NH2O+OHH+R1NR2R1NHOOH2+R1-H2OC+NR2OH2-HR2+R1NHR2OR2
注意,当迁移基团为H时,反应不能发生。
5. 二苯乙醇酸重排(Benzilic Acid Rearrangement) 在碱的催化下,α-二酮重排α-羟基酸:
OR1OOH-OR2R1O-OHR2R1O-O~H+OR1HOR2-OHR2O
一般来说脂肪族的基团没有芳基容易迁移(碱加成时优先选择与芳基共轭的羰基),且由于迁移的是负性基团,故芳基上有吸电子基团利于反应。使用OH以外的碱可以得到其它化合物,但不能用EtO、Me2CHO这样有还原性的碱,否则α-二酮被还原。另外若α-二酮有α-H,易发生羟醛缩合的副反应。 6. Brook重排(Brook Rearrangement)
硅烷基取代的醇的金属盐,金属和硅烷基对调位置:
---
OLiR2LiO+-OR1TMSR1SiMe3R1Li+CH3-SiCH3CH3TMSO-CLi+R2R2R1R2
有机化学反应概要
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TMS基团进行[1,2]-迁移的历程中经历了Si的五配位中间体。反应的推动力在于Si基团易被亲核试剂进攻,且Si-O键比Si-C键更加稳定。迁移也有可能是远程的[1,n]-迁移。
7. Clamisian-Dennstedt重排(Clamisian-Dennstedt Rearrangement)
在卤仿和强碱存在下,含氮的五元芳香杂环不发生正常的Reimer-Tiemann反应,而是扩环生成卤代的含氮六元杂环:
XXCHX3-HXXCXNHNHXN-HX
8. Cornforth重排(Cornforth Rearrangement) 5-酰基恶唑在加热下可以开环再向另一方向关环:
OR3NΔOR2OO--OR3R1CN+R1R2OR3R2NR2R1CN+OR1OR3
平衡偏向稳定的一侧。
9. Curtius重排(Curtius Rearrangement)
酰基叠氮化合物(用NaN3进行亲核取代)在加热下失去N2重排成异氰酸酯,后者与溶剂分子结合,生成少一个C的胺(水解,脱CO2)、脲(氨解)或胺基甲酸酯(醇解)。
10. Demjanov重排和Tiffeneau-Demjanov重排(Demjanov and Tiffeneau-Demjanov Rearrangement) 环外有甲胺基时,加入HNO2,N2离去形成碳正离子,重排扩环:
NH2HNO2N+NCH2-N2+CH+OHH2O-H+Demjanov重排NH2HOHNO2HO-N2N+NHOCH2+OH+OH2O-H+Tiffeneau-Demjanov重排
当N的α-C上有取代基时,Demjanov重排不易发生。 11. 双烯酮-苯酚重排(Dienone-Phenol Rearrangement) 在酸催化下,双烯酮sp碳上的烷基迁移到邻位,生成多取代酚:
OOH+3
OHOHH+-HC++RHRRRRRRR
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