克莱森重排反应.doc

克莱森重排反应（Claisen重排反应）的最初形式是一个烯丙基苯基醚在高温（ 200C）下发生的一个重排反应，产物是邻位烯丙基苯酚。反应的机理是3,3重排（是史上第一个发现的3,3重排反应），产物4-烯酮因芳香性的需要互变异构为酚。这个反应的特点是高度的区域选择性，产物大部分是邻位的。与弗里斯重排的性质很相似。而当苯环的两个邻位都被“堵”住的时候，反应产物是对位烯丙基取代物。这是因为中间产物发生了一个科普重排反应所致“分子自有其道（molecules have a way of hanging on）”。审视整个过程可以看到：克莱森重排的驱动力是生成热力学上最稳定的取代度最大的“烯烃”。克莱森重排起初是在芳香化合物中发现的（1912年），这与当时（20世纪初期）合成化学家“玩”的范围局限在芳香烃上有关。到后来发现该反应可以拓展到非芳香化合物，而这种拓展非常重要，因为克莱森重排反应立刻变成了合成上一个非常有用的反应：反应生成了一个新的碳碳键，得到一个4-烯羰基化合物，而烯键可以继续往下做衍生，得到其他的化合物。而现代有机合成在克莱森反应的启发下催生出众多“变体”：贝勒斯(Bellus)变体：埃申莫瑟(Eschenmoser)变体：艾兰德(Ireland)变体：强生(Johnson)变体：编辑 天然界的存在在植物代谢的莽草酸途径中从分支酸到预苯酸的转换步骤就是一个克莱森重排；该反应受分支酸歧化酶的催化。预苯酸是一个重要的前体化合物，生物体内含苯环的天然化合物有一大半是由预苯酸转换过来的。嚬哪醇重排（英：pinacol rearrangement）是一个邻二醇在酸催化下脱水并发生取代基重排生成羰基化合物的反应。12。这一类反应由于嚬哪醇（2,3-二甲基-2,3-丁二醇）转换为嚬哪酮（3,3-二甲基-2-丁酮）的反应最具代表性，因而得名。反应的关键步骤是一个碳正离子的1,2-重排。编辑 反应机理1. 两个羟基其中之一接受一个质子之后脱去一分子水，形成碳正离子； 2. 发生1,2-重排，一个基团从未脱去羟基的碳上向有正电荷的碳上转移； 3. 羟基上脱去一个质子，其氧原子与碳成双键，反应结束。 第1步中，倾向生成稳定的碳正离子，级数较高的碳上的羟基容易脱去。第2步中，倾向转移给电子性大的基团，芳基比烷基易于转移，烷基易于氢。傅里德克拉夫茨反应，简称傅克反应，是一类芳香族亲电取代反应，1877年由法国化学家查尔斯傅里德（Friedel C）和美国化学家詹姆斯克拉夫茨（Crafts J）共同发现。1 该反应主要分为两类：烷基化反应和酰基化反应。傅克反应:(1)傅克烷基化反应;(2)傅克酰基化反应编辑 傅克烷基化反应傅克烷基化反应在强路易斯酸的催化下使用卤代烃对一个芳环进行烷基化。假设使用无水氯化铁作为催化剂，在氯化铁的作用下，卤代物产生碳正离子，碳正离子进攻苯环并取代环上的氢，最后产生烷基芳香族化合物和氯化氢。总反应式如下：傅克烷基化机理这类反应有个严重缺点：由于烷基侧链的供电性，反应产物比起原料具有更高的亲核性，于是产物苯环上的另一个氢继续被烷基所取代，导致了过烷基化现象而形成了众多副产物。由于这类反应是可逆的，还可能出现烷基被其他基团所取代的副产物（例如被氢取代时，也称为傅克脱烷基化反应）；另外长时间的反应也会导致基团的移位，通常是转移至空间位阻较小、热力学稳定的间位产物。另外如果氯不是处于三级碳原子（叔碳原子）上，还有可能发生碳正离子重排反应，而这取决于碳正离子的稳定性：即三级碳二级碳一级碳。 空间位阻效应可以被利用于限制烷基化的数量，比如1，4-二甲氧基苯的叔丁基化反应。1，4-二甲氧基苯的叔丁基化烷基化的底物并不局限于卤代烃类，傅克烷基化可以使用任何的碳正离子中间体参与反应，如一些烯烃，质子酸，路易斯酸，烯酮，环氧化合物的衍生物。如合成1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷就可以从苯与3-氯-2-甲基丙烯进行反应:61-氯-2-甲基-2-苯基丙烷的合成曾有研究实例表明亲电试剂还能选用由烯烃和NBS生成的溴离子。7通过烯烃的傅克烷基化在这个反应中三氟甲磺酸钐被认为在卤离子形成中活化了NBS的供卤素能力。编辑 傅克去烷基化反应傅克烷基化是一个可逆反应。在 逆向傅克反应或者称之为傅克去烷基化反应当中烷基可以在质子或者路易斯酸的存在下去除。例如,在用溴乙烷对苯的多重取代当中，由于烷基是一个活化基团，原来期待能够得到邻对位 取代的产物。然而真正的反应产物是1,3,5-三甲基苯，即所有烷基取代都是间位取代。8 热力学反应控制使得该反应产生了热力学上更稳定的间位产物。通过化学平衡，间位产物比起邻对位产物降低了空间位阻。因此反应最终的产物是一系列烷基化与去烷基化共同作用的结果。2,4,6-三乙基苯的合成 傅克酰基化反应主条目：傅克酰基化反应傅克酰基化反应是在强路易斯酸做催化剂条件下，让酰氯与苯环进行酰化的反应。此反应还可以使用羧酸酐作为酰化试剂，反应条件类似于烷基化反应的条件。酰化反应比起烷基化反应来说具有一定的优势：由于羰基的吸电子效应的影响（钝化基团），反应产物（酮）通常不会像烷基化产物一样继续多重酰化。而且该反应不存在碳正离子重排，这是由于酰基正离子可以共振到氧原子上从而稳定碳离子（不同于烷基化形成的烷基碳正离子，正电荷非常容易重排到取代基较多的碳原子上）。生成的酰基可以用克莱门森还原反应、沃尔夫凯惜纳黄鸣龙还原反应或者催化氢化等反应转化为烷基。条件：氯化铝为催化剂，回流，无水傅克酰化的成功与否取决于酰氯试剂的稳定性。比如甲酰氯就由于不稳定而不能进行，因此合成苯甲醛就需要其他的方法，如Gattermann-Koch反应：在氯化铝和氯化亚铜的催化下，通过苯、一氧化碳与氯化氢在高压当中合成。编辑 反应机理第一步是在路易斯酸的条件下，氯的解离形成酰基碳正离子：第二步是接下来的芳环亲电试剂进攻酰基正离子：最后一步，电荷转移至氯原子形成