有机化学命名反应概要(修订版)

有机化学命名反应概要（修订版） （250 个命名反应整理） 北京大学化学与分子工程学院 刘任翔 100871 一、 亲电取代反应 1. Friedel-Crafts 酰化反应（Friedel-Crafts Acylation） 酰基正离子、当量催化剂、不可逆、少重排、IBrClF、一元取代。 2. Friedel-Crafts 烷化反应（Friedel-Crafts Alkylation ） 碳正离子、催化量催化剂、可逆、多重排、FClBrI、多元取代。 3. Gattermann 和 Gattermann-Koch 甲酰化反应（Gattermann and Gattermann-Koch Formylation） 用 CO、HCl 、 Lewis 酸将芳环甲酰化（Gattermann-Koch 反应）：CO,HCl AlCl3 CHO 当芳环上有吸电子基团时，反应不能发生。 也可用 HCN、HCl 进行甲酰化，先生成亚胺，然后水解得醛（Gattermann 反应）：HCN,HCl AlCl3 NHOH2 CHO 4. Houben-Hoesch 反应 用腈作为亲电试剂对活化的芳环进行亲电取代，产物亚胺水解得到芳环的酰基化产物， 可以防止因芳环活性很高造成的多取代。 5. Kolbe-Schmidt 反应 CO2 作为亲电试剂，可以对活化的芳环进行亲电取代，生成芳香羧酸。一般是在绝对 无水、高压的 CO2 条件下，用酚盐参与反应。由于在反应中酚盐的金属离子被酚氧基、 CO2 络合，故金属离子的体积对于取代位点的控制很重要。一般说来，大离子利于对 位取代，小离子利于邻位取代。 6. Reimer-Tiemann 反应 CHCl3 在碱作用下发生 -消除生成二氯卡宾，后者作为缺电子的亲电试剂对活泼的酚 芳环进行亲电取代，水解得到甲酰化产物： CHCl3OH- CClCl O- OC-ClCl H H+ C-OClCl Cl- OCl OH2H+- O-Cl OH Cl- OOH H+ OHOH 7. Snieckus 定向邻位金属化反应（Snieckus Directed Ortho Metalation） 苯环上有含杂原子的取代基时，用 RLi 进行金属化，Li 可以被诱导这些取代基的邻位。 这是因为它们可以与 RLi 发生络合，然后脱去 RH，得到苯基锂。 8. Vilsmeier-Haack 甲酰化反应（Vilsmeier-Haack Formylation ） 用 POCl3、DMF 对苯环进行甲酰化：N OHCH3CH3 POCl ClCl N+ OHCH3CH3 PO-ClCl Cl Cl- N OClCH3CH3 POClCl N+ HClCH3CH3 PhH HN +CH3 CH3 OH 2 H O 其中形成的亲电试剂称为 Vilsmeier 试剂。 二、 亲电加成反应 1. Brook 硼氢化反应（Brook HydroBoration Reaction） 烯烃炔烃与硼烷或取代的硼烷作用，加成生成取代的硼烷。这个加成是经历四元环 过渡态的，其中 H 是负氢，因此是顺式的反马加成。 BH3/B2H6 的平衡保证了反应平稳 发生。过渡金属络合物对反应有催化作用。 2. Ritter 反应 碳正离子与腈作用，加成产物水解得到酰胺： R2C+ R4R3 NCR1 R2R4R3 N+CR1 R2R4R3 NC+R1OH2R2 R4R3 N+HOR1H R2R4R3 NHOR1H+- 碳正离子可以来自卤代烷、醇、烯烃。 3. Schwartz 锆氢化反应（Schwartz Hydrozirconation） 用 Cp2ZrHCl 作为氢化试剂，可以对不饱和键进行加成，得到末端有-ZrClCp 2 基团的产 物，可以与其他金属交换；与亲电试剂结合；或用 CO 插入羰基。 反应的活性，炔烃比烯烃强，位阻小的不饱和键优先反应。另外，非末端烯烃的加成 产物，Zr 基团仍然在末端。 4. Sharpless 不对称氨基羟基化反应（ Sharpless Asymmetric Aminohydroxylation） 在手性催化剂存在下，用卤代酰胺负离子对碳碳双键进行酰胺基羟基化。反应中 N 参 与了配位，与双键、催化剂金属原子及其上的 O 形成五元环结构，从而控制产物的构 型。 5. Sharpless 不对称双羟基化反应（ Sharpless Asymmetric Dihydroxilation） 在手性催化剂存在下，用氧化剂将碳碳双键进行不对称双羟基化。 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 3 - 6. Simmons-Smith 环丙烷化反应（Simmons-Smith Cyclopropanation） 在 Zn 存在下，CH 2I2 先生成有机金属化合物，然后对烯烃加成，得到环丙烷衍生物。 三、 亲核取代反应 1. Arbuzov 反应 三价膦用其孤对电子进攻卤素碳，发生 SN2 反应，然后膦的一个烷氧基上的 R 基离去 生成五价的磷化合物： POA BR1R2X P+OA BR1R2 X- POA BR2 其中 X 为 Br 或 I；A、B 可以是烷氧基或烷基。由于是 SN2 反应，要求 R2X 是一级卤 代烷（简单二级卤代烷也可反应） ，而烯丙位或苄位卤代烃不反应。卤代烃中不能有羰 基或含氮官能团，否则发生副反应。此反应用于在有机物中引入五价的磷基团。 2. Balz-Schiemann 反应 用 NaNO2/HBF4 将芳胺重氮化，产物Ar-NN +BF4-较稳定，可分离后加热或光照分解， 得到氟苯衍生物。用 HPF6、HSbF 6 等也可代替 HBF4。该反应在氟化有极性取代基 （如-OH ，-OMe，-CF 3）的芳环时特别有用。 3. Chichibabin 胺化反应（Chichibabin Amination Reaction） 在液氨溶剂中，用 NH2-取代含氮杂环的缺电子位 C 上的 H：N NNa+NH2- NN- HNH2Na+ -H- NN- N+HHNa+ H+- NN - NHNa+ NN NH 2 反应中脱去 1 分子 H2。缺电子的 C 也可能不在芳环上。无取代的吡啶环不发生反应。 4. Finkelstein 反应 就是亲核基团交换的 SN2 反应。加入 NaI 有利于反应发生，因为 I-既是好的亲核试剂， 也是好的离去基团。若要进行氟代，可用 TBAF 或 KF/18-冠-6；脱氟可用 TMSI。 5. Gabriel 合成（Gabriel Synthesis） 用邻苯二甲酰亚胺与卤代烷反应，产物肼解得到一级胺。酰基起占位作用： NH O O RXBase NO O RN2H4 NHNH O O +RNH2 6. Hell-Volhard-Zelinski 反应 在 PX3 催化下，用 X2 对羧酸进行 -卤代（X 为 Cl 或 Br） 。首先生成酰卤，增强 -C 活性，然后酰卤的烯醇式进攻 X2 分子，X -离去，得到卤代产物。 7. Jacobsen 水解动力学拆分（ Jacobsen Hydrolytic Kinetic Resolution） 有手性的环氧化合物，在如下的 Co()或 Cr()手性催化剂作用下，对映体中的一个 被水解，另一个由于动力学原因保留，得以进行拆分： R ROCoNNOL RR R ROCrNNOL RR 8. Kahne 苷化反应（Kahne Glycosidation） 用磺酸酐诱导的苷化： O SOR O S+O- RRSOSROOOO-RSO3- O S+ORSR OO O+ TfO- O OTf Nu- O Nu 亲核试剂取代一步为 SN1 反应，若环上有基团固定构象，则取代前后碳原子构型保持。 9. Koenigs-Knorr 苷化反应（Koenigs-Knorr Glycosidation） 卤素被取代的苷化反应，机理与 Kahne 苷化反应类似（都生成碳氧双键结构） ，一般 用银盐等催化。 10. Myers 不对称烷基化反应（Myers Asymmetric Alkylation） 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 5 - 将 在 LDA 催化下用 RI 烷基化，含 N 基团控 N CH3 OH CH3 O R1 制了烷基化的方向；然后将含 N 基团脱去。 11. Schotten-Baumann 反应 酰卤与胺作用得到酰胺，与醇作用得到酯，这都是经历加成消除机理的羰基亲核取 代反应。 12. Smith-Tietze 多组分二噻烷揳入偶联（Smith-Tietze Multicomponent Dithiane Linchpin Coupling） 硅基取代的缩硫醛，在碱作用下连续与两分子环氧化合物反应，得到二噻烷揳入碳链 的产物： SSTMSn-BuLi SSTMSLi O SS TMSOLi Brok SS LiOTMS O SSOTMS OLi OH2 SSOH OH 其中 Brook 重排一步是通过 O-进攻使得 TMS 基团离去来完成的。 13. Williamson 醚合成（Williamson Ether Synthesis） 用醇或酚的负离子与卤代烷进行亲核取代反应，得到醚。根据醇、酚酸性的不同，形 成负离子所需的碱的强度也有所不同。 14. Wurtz 偶联（Wurtz Coupling） 加入 Na 将两分子的卤代烃进行偶联。 四、 亲核加成反应 1. Barbier 偶联反应（Barbier Coupling Reaction） 类似于格氏试剂的反应： R1 O R2R3XMR1 R2R3 OH 其中 M 为 Mg，Sm，Zn，Li 等。反应机理不是简单的碳负离子的加成，而可能是经 历四元环过渡态或有自由基中间体。 2. Corey-Chaykovsky 环氧化和环丙烷化反应（Corey-Chaykovsky Epoxidation and Cyclopropanation） 硫叶立德（带羰基的四价硫或不带羰基的二价硫均可）的碳负离子进攻醛酮，得到的 氧负离子进攻硫的 -C，含硫基团离去，形成环氧化合物： RO HRC-H S+RRRO- R S+RR-R2S OR R 由构象分析，得到的环氧化合物一般是反式的。 若底物为 ，-不饱和醛酮，则得到环丙烷衍生物。 3. Corey-Fuchs 炔烃合成（Corey-Fuchs Alkyne Synthesis） 用醛和 CBr4、Ph 3P 作用，然后加碱，得到多一个碳的末端炔烃： ROHCBr4Ph3PR H BrBr n-BuLiR H 第一步是 CBr4 和 Ph3P 形成叶立德，和醛反应。第二部二溴烯先发生消除，然后进行 锂卤交换，得到末端炔烃。 4. Ferrier 反应（Ferrier Reaction） -位有易离去基团的烯醇醚，在 Lewis 酸和亲核试剂作用下生成取代的烯丙基醚：O OTs -TsO- O+ X- O X 其中 X 为 OR，SR，NR 2，CR 3。 5. Grignard 反应 格氏试剂可以对醛酮、羧酸衍生物、腈、CO 2 进行亲核加成。 6. Henry 反应 硝基化合物的 -C 对醛酮加成，产物为 -硝基醇，可以脱水得硝基取代的双键；氧化 得 -硝基酮；还原得 -氨基醇。 7. Michael 加成反应（Michael Addition） 即活泼基团对 ,-不饱和化合物的 1,4-加成。可以加成碳碳双键、碳碳三键、以及含 杂原子的不饱和键。 8. Nagata 氢氰化反应（Nagata Hydrocyanation） 用 R2AlCN 与 ,-不饱和羰基化合物反应，Al 作为 Lewis 酸，CN -进行 1,4-加成，得到 -氰代羰基化合物。 9. Nef 反应 硝基化合物制成碳负离子后，与水作用得到羰基化合物： 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 7 - ON+ O- R1 R2H+- ON+ O- C- R1 R2 O-N+ O- R1 R2H+2 OHN+ OH R1 R2OH2OH NH+OH R1R2OH H+ H+- R1R2O 有 -H 的硝基化合物，可以互变到一个类似亚胺的结构，从而通过亚基取代生成酮。 这个亚胺结构还可以被低价过渡金属还原，得到肟。 10. Nozaki-Hiyama-Kishi 反应 用卤代烷与 CrCl2 作用，生成 RCrClX，后者作为亲核试剂与醛酮加成生成醇。该试剂 碱性比格氏试剂弱，可用于对含有敏感基团的化合物进行加成。Cr() 是单电子给体， 因此要用 2 当量的 CrCl2。 11. Pinner 反应 在酸催化下，腈被醇加成，得到烷氧基取代的亚胺： R1CN+R2OH R1 NHOR2H+ 12. Polonovski 反应 在酸催化下，氧化胺与酰氯反应，最终得到酰胺和醛： R1 N+R2 R3 O- R4X OR1 N+R2 R3 OOR4 H -R4COH R1 N+R2 R3 R4CO - R4 OO NR2R3R1 R4 X OR4 OO N+R1R 2 R3 OR 4X- R4 O N+R1R2 R3OR4O - X NOR4R3R2 +R4CHO-R4COX -X- 离去基团的氧负离子又一次变为羰基，N 离去。 13. Prins 反应 在酸催化下，烯烃的碳碳双键对醛羰基进行亲核加成，得到的碳正离子可以消除得到 烯丙醇结构，或与亲核试剂结合。 14. Reformatsky 反应 用 Zn 与卤代酸酯制成碳负离子化合物，然后对醛酮进行加成。Mg 太活泼，可能对酯 自身进行加成。 15. Roush 不对称烯丙基化反应（Roush Asymmetric Allylation） 用含有不对称硼酸酯基取代的烯丙基对醛加成，得到不对称的醇： R1OH B OO CO2i-PrCO2i-PrR2 R1OH CH2R2 16. Sakurai 烯丙基化反应（ Sakurai Allylation） 在 Lewis 酸催化下，烯丙基硅烷与醛酮反应，双键电子对羰基加成，然后硅基消除， 得到烯丙基化的醇。烯丙基硅烷的构型可以控制产物中 -C 的构型： R1 R2 O+R3 R4 TMSLewisR 1 R4R3 OH R2 17. Stork 烯胺合成（Stork Enamine Synthesis） 用氨或胺与醛酮缩合，生成亚胺和烯胺的互变异构体，从而增强 -C 活性，并降低其 被亲核进攻的活性，从而控制缩合的方向。另外，烯胺还可以通过空间效应，引导生 成动力学产物。 18. Strecker 反应 用胺和醛酮缩合成烯胺，然后被 CN-加成，得到 -氨基腈： R1 R2 O NHR3 R4 R1 R2 N+R3R4 CN- R1 R2 NR3R4 CN 19. Tishchenko 反应 在特殊催化剂存在下，羰基的 O 可以亲核进攻另一羰基： OR H ORHAl(OR)3 O+R HAl-OROROR OR HAl-OROROR OC+HR-Al(OR)3 OR O RHH 反应中发生了负氢的迁移，因而不能用质子酸来催化。 五、 消除反应 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 9 - 1. Bamford-Stevens-Sharprico 烯化反应（Bamford-Stevens-Sharprico Olefination） 用芳香磺酰肼与醛酮作用，在强碱存在下脱去 N2 生成烯烃： R1O R2 NH2 NHSO2Ar R1N R2 N- SO2Ar H+- -ArSO2- R1N + R 2 N- R1C R2H HR2 R1H R1N + R 2 N H H+ 反应的区域选择性是形成取代较少的烯烃（与碳负离子的碱性有关） 。 若使用的是 2 当量的有机锂试剂，可生成烯烃的碳负离子，进而与其它的亲电试剂作 用，该反应称为 Sharprico 反应。 2. Burgess 脱水反应（Burgess Dehydration Reaction） 在 Burgess 试剂（Et 3N+SO2N-COOMe）作用下，可以发生一系列专一性的温和的脱水 过程： R 2 R4R1 R3H O SN-MeOC OOEt3NH+ R1 R2 R3 R4+Et3NH+O- S O ON HCOMe ； ； R OHBRR NHCOMeH+ R NH2 ； R NHCHO R NCBR ； R ONH2BRR CNBRR NOH 。R NO2 BRR N+O- 反应是立体专一的顺式消除，倾向于生成取代少的烯烃；倾向于形成共轭烯烃。 Burgess 试剂的作用是先与醇成酯，然后内部的 N 作碱，进行类似 Cope 消除的环状共 轭碱消除过程。 3. Chugaev 消除反应（ Chugaev Elimination Reaction） 用醇钠和 CS2、MeI 准备黄原酸酯，然后在加热下经六元环过渡态裂解得到烯： R1 OR2 R3 HS SMeR1 R2R3+ O SHSMe COS+MeSH 反应活性为：三级醇二级醇一级醇。这是立体专一的顺式消除，反应温度比酯热 裂低，重排也更少。但消除的区域选择性不好。 4. Cope 消除（Cope Elimination） 用 mCPBA 等与三级胺作用得到氧化胺；氧化胺加热时发生顺式消除得到烯： N+O-H R2 R4R1 R3 RR R1 R2 R3 R4+R2NOH 反应要求的温度低于 Hoffmann 重排，且由于碱是分子内的 O 提供的，很少发生副反 应。反应的区域选择性完全取决于哪个 -C 上的 H 多。 5. Corey-Winter 烯化反应（Corey-Winter Olefination） 邻二醇在 作用下，生成 ，然后在(RO) NSNN N O O S R1 R3R2 R4 3P 的协助下发生顺式消除，得到烯烃，产率和选择性都很好。通过该反应和形成反位 邻二醇的环氧化水解过程联用，可以将双键在顺反异构体之间转换。 6. Hoffmann 消除（Hoffmann Elimination） 四级铵碱在加热下消除，一般生成取代少的烯烃，但在环系中，一般遵循 Saytzeff 规 则。 7. Julia-Lythgoe 烯化反应（Julia-Lythgoe Olefination） 用含苯磺酰基的化合物与醛酮缩合，产物酰化消除后，再用钠汞齐脱去苯磺酰基，得 到高选择性的 E 型烯烃： PhSOOR1R2 R3O PhSOOR1R2R3O-R4OX-R4COHPhSOOR1R2 R3Na(Hg) R1R2 R3 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 11 - 8. Peterson 烯化反应（Peterson Olefination） 用 -硅基碳负离子对醛酮加成，产物在酸碱条件下水解，脱去羟基和硅基，得到不 同构型的碳碳双键。这是因为，在碱性下，分子内的羟基负离子进攻 Si，是顺式消除； 在酸性下，水分子进攻 Si，而羟基在反式协同离去，是反式消除。 六、 缩合反应 1. 乙酰乙酸乙酯合成（Acetoacetic Ester Synthesis） 乙酰乙酸乙酯可以进行 -或 -烷基化，然后经酮式分解（常用）或酸式分解得到目标 化合物。 在 I2 的作用下，乙酰乙酸乙酯可以偶联，经酮式分解就得到 1,4-二羰基化合物。 2. 偶姻缩合（Acyloin Condensation） 即酮醇缩合。使用 Na 作还原剂、二甲苯为溶剂，使两个酯基成为负离子自由基后偶 联，得到 -二酮（可用 TMSCl 制成双烯醇硅醚加以固定） ；二酮又进一步被 Na 还原 成 -羟基酮。该反应常用来在分子内关成大环。 此反应的中间体也可用于在分子内和卤素碳发生 SN2 反应，得到缩环酮类物质，后者 水解得酮： Cl Me COMeNa/TMSClMe OMe OTMS 3. 羟醛缩合（Aldol Reaction） 使用烯醇盐作为亲核试剂，可以提高区域选择性；还可由烯醇盐的顺反异构控制产物 -羟基醛的立体异构。一般说来（由六元环过渡态的椅式构象分析） ，E 型烯醇盐生成 羟基和烯醇盐 R 基在反式的产物； Z 型烯醇盐生成羟基和烯醇盐 R 基在顺式的产物。 引入手性催化剂也可以控制立体选择性。 4. 氮杂-Wittig 反应（Aza-Wittig Reaction） 用叠氮化合物和 PPh3 作用，脱去 N2，得到氮杂的叶立德；叶立德与醛酮经历四元环 过渡态发生 Wittig 反应，得到亚胺。此法比用 N 直接做亚基取代更易于形成中环化合 物（叶立德反应活性较高） 。 5. Baylis-Hillman 反应 在 R3N 或 R3P 的催化下，,-不饱和酰胺酯的 -C 对另一分子的醛酮或亚胺进行加 成： R OORHNR3 R O - ORNR3+ R1 R2 O R C- OORNR3O- R12 +H+- -NR3 R OORO - R12 H+ R OOROH R12 催化剂的作用是对 ,-不饱和化合物进行 1,4-加成，得到烯醇式，使 -显示出亲核性。 6. 苯偶姻和反苯偶姻缩合（Benzoin and Retro-benzoin Condensation） 在 CN-或噻吩环的存在下，一分子的醛被加成，发生极性翻转，用原来的羰基 C 进攻 另一分子的醛，该反应是可逆的： O HRC- N CNRHO- H+ C-CNROH R H O OH NCR HR O- H+ O- NCR HR OH-CN- HR OH O R CN-的作用在于，通过加成把原来的醛基 C 变成 -C，反应完成后又容易离去。有些 醛不能发生自身缩合，而只能作给体或受体。 7. Claisen 缩合（ Claisen Condensation） 即酯缩合反应，强碱形成的 -碳负离子对另一分子酯进行羰基亲核取代： R OORB-HB- RCH-OOR R O- OROR O RRO- OROOR R OORO-RO- 反应得到的 1,3-二羰基化合物被碱夺去 -H，形成共振的负离子，不发生进一步反应。 也可用酰氯等作为受体。 8. Dakin-West 反应 含有 -H 的 -氨基酸，在酸酐和碱（如 Py）的存在下生成相应的甲基酮： 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 13 - RNH 2 OOHAc2O-HOAc RNH OCH 3 O OH Ac2O N H OCH3 R O OCH 3 O N+OHCH 3 O-OAcR -HOAC NOCH 3 R OH-H+ NOCH3 R O- Ac2O NOCH 3 O RCH3 O OAc- N OCH3 RCH3 O OAc O- CH3 O-N CH3 O ROOOCH3OAc-Ac2O CH3 O-N CH3 O ROO-CO2H+ONHCH 3 R CH3O 亚胺醇的结构比烯醇更易形成，加成羰基关环；诱导形成 1,3-二羰基化合物；然后 AcO-进攻开环，原先属于酸酐的部分又离去，羧基脱除，留下来自酸酐的乙酰基。 亲核性催化剂，如 DMAP，可以降低反应所需的温度。 9. Darzens 缩水甘油酸酯缩合反应（Dazens Glycidic Ester Condensation） -卤代羧酸酯形成碳负离子后，对醛酮羰基亲核加成，生成的 O-对 -C 作分子内 SN2，X -离去，形成 ,-环氧酸酯： R2 R3 O R1 XOOEt OH-OH2- C-R1 XOOEt R1 XO- OEt EtOOXR1 R3R2O - -X- EtOO R2R3OR1 ,-环氧酸酯可进一步发生水解、脱羧等后续反应。 10. Dieckmann 缩合（Dieckmann Condensation） 即分子内的酯缩合反应。缩合后若 -C 上有 H，可以被夺去生成稳定的共轭结构，拉 动反应进行；否则平衡偏向左侧。 链端的二腈缩合得到氰基烯胺。 11. Enders SAMP/RAMP 腙烷基化反应（ Enders SAMP/RAMP Hydrazone Alkylation） 将醛或环酮先与 RAMP/SAMP（ ）缩合，然后加入卤代烷进行 NNH2 OMe 烷基化（此时 AMP 的 R/S 构型会控制烷基化的方向） ，然后用 O3 氧化脱去含氮基团， 得到不对称烷基化的产物。 12. Eschenmoser 亚甲基化反应（Eschenmoser Methenylation） 用甲醛和二甲胺缩合成的 Eschenmoser 盐（ ）与羰基化合物发生类似 CH2 N+CH3CH3 Mannich 的反应，生成 -胺甲基化产物；产物经 Hoffmann 或 Cope 消除途径，得到 - 亚甲基化的产物。 13. Evans 羟醛缩合反应（Evans Aldol Reaction） 将烯醇制成硼酸酯，然后进行羟醛缩合，可以得到有立体选择性的产物：Z 型烯醇酯 得到 R 和羟基在顺位的产物； E 型烯醇酯得到反位产物。 14. Hajos-Parrish 反应 用脯氨酸（ ）催化羟醛缩合反应，可以控制产物的立体构型。控 NH COH 制的原理是，脯氨酸先与供 -H 的羰基缩合，然后羧基与待加成的羰基形成氢键，从 而控制进攻的方位。 15. Horner-Wadsworth-Emmons 烯化反应（Horner-Wadsworth-Emmons Olefination） 用三烷基氧磷的碳负离子与醛酮进行缩合，得到碳碳双键。反应能得到选择性很好的 E 型双键。 16. Horner-Wadsworth-Emmons 烯化反应-Still-Gennari 改良（Horner-Wadsworth- Emmons OlefinationStill-Gennari Modification） 用 进行反应（R 2 须为吸电子基） ，得到 Z 型双键。 PO R2R1OR1O 17. Japp-Klingemann 反应 1,3 二羰基化合物与芳基重氮盐反应，脱去羧酸分子得到苯腙： 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 15 - CH3 CH3 OO CH3H+- CH3C- CH3 OO CH3 CH3 CH3 O-O CH3 N+N CH3 CH3 OOCH3 NN OH2 CH3 CH3OCH3 NN O-OH -CH3COH CH3 OCH3NN- H+ CH3 OCH3NNH N 成双键的趋向使得分子的大部分成为一个离去基团。 18. Knoevenagel 缩合（Knoevenagel Condensation ） 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 -或 -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： R1 R2OH+HNuc+NNR3 R3+PY3 R1 R2Nuc+NHNHR3 R3+OPY3 其步骤为：P 加成 N；O 进攻 P 使 N 离去；Nuc 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： R1OOH+R2OR3 R1O H OOR3R2C- N+R4 OO HONR4 R3R2 R1 R1OOR2R3NHR4O 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 -H： CH3 OOOCH3H+- CH3 OOOCH2- ArHO CH3 OOOArO- OOCH3 O- OAr CH3 OOAr OO- OCH3OCH3O-AcO- CH3 OOAr OOOCH3 H -AcO-Ar OO OCH3 OH2-AcOHAr COH 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： R1NR2H+HCHO R1NR2 OH BOHOH R3 R1NR2 O+B- CH3 OHOHH -B(OH)3R1NR2 R3 B 上负性基团迁移，发生了类似分子内 SN2 的过程。 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 17 - 26. Robinson 增环反应（Robinson Annulation） 酮与 ,-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： O+ CH2 CH3 O OCH3 O OOH OH2- O 27. Stetter 反应 用腈加成醛羰基，使其极性反转，然后对 ,-不饱和化合物进行 1,4-加成，最后 CN- 离去，得到 1,4-二酮： R1OHCN-R1O-CN R1C-OHCNR2 R3 R4 OR5 R4 O-R5OH R1NC R2R3 H+ R4OHR5O-R1NCR2R3 -CN- R4OR5OR1R2R3 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 -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： OR3O OR3OR4R5 OR3CH -O OR3OR4R5H+- OR3O- OR3OR4R5 R1R 2 O OR3O OR3OR4R5 O- R1R2 OR1R2 R3O OR 4R5 O-OR3 -R3O- O R1 R2 R3O OR4R5 O HH+- R1 R2 OOR 3R4R 5 O-O H+R1 R2 OOR 3R4R 5 OHO 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： R1 O H R2R3 II CrCl2 R1 R2R3 其中 R3 为 H 或卤原子。CrCl 2 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） 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 19 - R1 R2O +R3 NH2+ C- N+R4NHCON N O NR2R1 R3 R4 OH2 NHR3R 1R2 ONH R4 NNNNR4NHR1 R2R 3 NHN+N- R5COH NHR1R2ONHR 4O R5 N NHSNR2R 1 R4 R3 NHCS NHR 1R2 ONH R4OO R5CO2R 5OH 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： R1OCl NHMe OMe R1ONOMeMe R2Li R1OR2 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 R2-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：叶立德的碳负离子进攻羰基；P +与 O-成键，形成四元环；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 -N 代的酮（实际上是 Mannich 碱）：R1 O R2 HOHHNRHH+ R1 OH+ R2 HOHHNRH R2 HOHN+RH H-R 1OH -H+ R2 NRHOH R2 NRHO 首先消除得到亚胺，然后消去 位的 H+，得到烯醇胺，互变异构得 -N 代酮。 在糖中 R1、R 2 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 -位形成碳负离子，以五元环过渡态进行重排：R3 R1 NR2 CH-R 4 R3 R1 R4 N-R2Li+ Li+ 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： OR1O R2O H B-BH OR1O OCH- R2 O R2OR1 O - O-R2 OR1O OHR2 OR1OH+ 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： 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 21 - NR1R2 OHH+ NR1R2 OH2+ OH2- C+NR1 R2OH2 NR1 R2OH2+ H+- NR1 R2OH NHR1 R2O 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，-二酮重排 -羟基酸： R1 R2OO OH- R1 R2OOHO- R1O- R 2 OOHH+ R1 OHR2 OO- 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-、Me 2CHO-这样有还原性的碱，否则 -二酮被还原。另 外若 -二酮有 -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： R1 OTMSLi R2R1 O - SiMe3R2Li + OSi-CH3CH3CH 3R1 R2Li + R1 C-OR2 TMS Li+ 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： CHX3-HXXCX NH N X XH -HX N X 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： O NR 1 R2 R3O R 1 CN+ O R3 O- R2 R1 CN+ O- R3 O R2 O NR 1 R3 R2O 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，N 2 离去形成碳正离子，重排扩环：NH2 HNO2 N +N -N2 CH2+ CH+ OH2H+- OH DemjanovNH2OH HNO2 N +NOH CH2+OH OH+ OH 2H+- O-N2 Tifeneau-Demjanov 当 N 的 -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 sp3 碳上的烷基迁移到邻位，生成多取代酚： 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 23 - O RR OH+ RR H+ C+ OH R RH H+- OH R RO R RH+ OH R R 12. Dimroth 重排（Dimroth Rearrangement ） 在酸、碱、热或光条件下，杂环化合物经历开环单键旋转关环过程发生的异构化： NAEBD XMG NAEBD XMG DAB MGNH XH DAB MGX NH2 NAEBD XMN NHAEBD X MN () XXHR XXHR () 其中 X 为杂原子。环上氮原子越多，吸电子基越多，重排越容易发生。 13. Eschenmoser-Tanabe 裂解反应（Eschenmoser-Tanabe Fragmentation） 苯磺酸基取代的腙，在酸碱加热条件下可发生裂解，引导得到大环的炔： O NNHTsH+- O NN- Ts NNTs O- O -N2-Ts- 14. Favorski 和高-Favorski 重排（ Favorski and HOMO-Favorski Rearrangement） -卤代酮在碱的作用下，首先在分子内形成三元环，然后开环得到羧酸或酯： O XH+- CH- O X O- X-X- OOR- O- OR CH-COR COR 其中 R 为烷基或 H。卤代 C 上有烷基或芳基利于反应发生。 -卤代酮可以经历四元环过渡态，称为高-Favorski 重排。 当 -位没有 H 原子时，可能发生 Quasi-Favorski 重排： R1 XR2 O R3R4R 5 NuNuR 1 R2 R3R 5R4 O 15. Ferrier 重排（Ferrier Rearrangement） 含有 -亚甲基的环状缩酮在 Hg() 的催化下重排得到 -羟基酮： 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 25 - OCH2 ORHgX2OH2 O ORHgXOH OO HgX OHgXO OHOOH2 16. Fries 重排（Fries Rearrangement） 在酸或光照条件下，酚酯的酰基迁移到邻对位：、 OROH+ OROH+ ORO OROH O+ O R H H+ OH+ ROH OORO ORROH+-PhOH OHRO 这个反应是分子间的，其机理是 Friedel-Crafts 酰基化反应与羰基亲核取代反应的结合。 高温、无溶剂利于邻位重排；低温、极性溶剂利于对位重排。 17. Heine 反应 在 I-或 SCN-催化下，含氮三元环的羰基化合物异构化为五元杂环： N O R1 R2 R3 I- NO - I R3R2 R1 I- O N R1 R2 R3 O 也可以换成 S，NH，NR 。 叠氮化合物也可异构化： NN N R2 R3 R1 I- NNN R2 R3 R1 18. Hoffmann 重排（Hoffmann Rearrangement ） 酰胺在 Br2/NaOH 的作用下，首先被卤代，然后 -消除得到酰基氮宾，后者重排为异 氰酸酯，水解脱羧得到少一个碳原子的一级胺： R1R 2 ONH 2Br2 R1R2 ON BrHOH -BrH- R1 R2 ON R1 R2 NCOOH2 R1R 2 NHCOH-CO2R1 R 2 NH2 迁移的碳原子构型保持不变。 19. Lossen 重排（Lossen Rearrangement ） 在碱性或加热条件下，烷氧基脲或酚氧基脲重排为异氰酸酯，后者水解得胺或被其它 亲核试剂加成。 20. Meisenheimer 重排（Meisenheimer Rearrangement ） 氧化胺的 N 上的一个基团，在碱或加热条件下可以迁移到 O 上，生成羟氨衍生物：N +R1R2R 3 O - NR2R 3 O R1 若 R1 是可以稳定自由基的基团，则发生碳氮键的均裂，以自由基中间体形式完成 1,2- 迁移；若 R1 是烯丙基，则发生类似 Claisen 重排的协同过程，完成 2,3- 迁移。 21. Meyer-Schuster 和 Rupe 重排（Meyer-Schuster and Rupe Rearrangement） 炔丙醇在酸催化下重排为 ,-不饱和酮： 有机化学命名反应概要 刘任翔 - 27 - R1 R3R2OH H+R1 R3R2OH2+ H+- R1CCCR3R2OH R1O R2R3(Meyer- Schuster) H R2OHR1H+OH2- H C+R2R1H