药物合成反应第五章重排反应

1、2022-3-161 第五章第五章 重排反应重排反应Chapter 5: Rearrangement Reaction OH2022-3-162 定义：受试剂或介质的影响，同一有机分子内定义：受试剂或介质的影响，同一有机分子内的一个基团或原子从一个原子迁移到另的一个基团或原子从一个原子迁移到另一个原子上一个原子上, ,使分子构架发生改变而形成使分子构架发生改变而形成一个新的分子的反应称为重排反应。一个新的分子的反应称为重排反应。 A:重排起点原子重排起点原子,B:重排终点原子重排终点原子,W:重排基团重排基团WABWBA2022-3-163OOOHHHOOHHHNHONH2OHTsCl/Py8

2、0%OONOHHHH2022-3-164重排反应类型重排反应类型按反应机理分按反应机理分( (按迁移终点原子电荷分按迁移终点原子电荷分) )v分类分类: v 离子型机理离子型机理: ( (缺电子缺电子) )亲核重排亲核重排v ( (富电子富电子) )亲电重排亲电重排v 自由基重排自由基重排 周环机理重排（周环机理重排（-键迁移重排）键迁移重排）2022-3-165按迁移起点原子和终点原子的种类分按迁移起点原子和终点原子的种类分v从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排v从碳原子到杂原子的重排从碳原子到杂原子的重排v从杂原子到碳原子的重排从杂原子到碳原子的重排v - -键迁移重排键迁移重排2

3、022-3-166 第一节第一节 从碳原子从碳原子到碳原子的重排到碳原子的重排2022-3-167vWagner-Meerwein重排重排vPinacol重排重排v苯偶酰苯偶酰-二苯乙醇酸型重排二苯乙醇酸型重排vFavorski重排重排vWolff重排重排2022-3-168一、一、Wagner-Meerwein重排重排 终点碳原子上羟基、卤原子或终点碳原子上羟基、卤原子或重氮基等，在质子酸或重氮基等，在质子酸或Lewis酸催化酸催化下离去形成碳正离子，其邻近的基团下离去形成碳正离子，其邻近的基团作作1,2-迁移至该碳原子，同时形成更迁移至该碳原子，同时形成更稳定的起点碳正离子，后经亲核取代稳

4、定的起点碳正离子，后经亲核取代或质子消除而生成新化合物的反应称或质子消除而生成新化合物的反应称为为Wagner-Meerwein重排。重排。2022-3-169第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排一一R2CR3R1COHR4R5R2CR3R1CR4R5R1CR2CR3R4R5R1CR2CR3R4R5OHH+(-H2O)重 排H2O(-H+)发生的重排发生的重排2022-3-1610异冰片异冰片莰烯莰烯OHHCH2CH2-H2022-3-1611第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排一、一、Wangner-Meerwein重排重排 1 1 形成形成C C

5、+ + 形式形式 (CH3)3C-CH2Cl(CH3)3C-CH2+AgClAg (AgNO3)(CH3)3C-CH2N2Cl-N2(CH3)3C-CH2(CH3)3C-CH3NH2NaNO2HCl(CH3)3C-CH2OH(CH3)3C-CH2=CH2(CH3)3C-CH2(CH3)3C-CH-CH3H+-H2OH+( (a)a)卤代烃卤代烃 Ag+ AlClAg+ AlCl3 3 (b)(b)含含-NH-NH2 2, ,重氮化放氮重氮化放氮 (c)-OH, (c)-OH, 加加 H H+ + (-H (-H2 2O)O)2022-3-1612第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳

6、原子的重排一一Wangner-Meerwein重排重排 2 2 迁移基团迁移顺序迁移基团迁移顺序 ClR3C-R2CH-RCH3-CH3-H-OCH3迁移基团顺序：芳基烷基（叔仲伯）氢迁移基团顺序：芳基烷基（叔仲伯）氢最后一步可以是取代反应也可以是消除反应最后一步可以是取代反应也可以是消除反应2022-3-1613第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排一一Wangner-Meerwein重排重排 苯的迁移速度为甲基的苯的迁移速度为甲基的30003000倍倍CCH3CH2ClH3CH3CCCHCH3H3CCCH2CH3Ag+H3CCCH3CH2ClCH3H3C CCH3CH2

7、CH3H3CCCH3CHCH3Ag+PhCCH3CH3HCCH3OTsH3CCCH3HCCH3Ph2022-3-1614CPhCHCH3CH3CH3OTsPhHCCH3CPhCH3CH3*CPhCHCH2CH3CH3CH3*HCPhCCH3CH3CH3*CCH3CPhCH3CH3*+2022-3-1615第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排一一Wangner-Meerwein重排重排 反应实例反应实例 H3CHCCH3BrH3CCH2CH2BrH3CCH2CH2H3CCH CH3AgNO3Br(H3C)3CHC CH3OHH3CCH3CCCH3CH3H3CCHH3CCH3

8、CCH2(H3C)3CCHCH2(H3C)3CCHCH3(H3C)2CCH(CH3)261%31%3%2022-3-1616第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排一一Wangner-Meerwein重排重排 OHNHTsOPPh3NHTsPh3P/DEADNHTsNHTsNHTs-Ph3P=O2022-3-1617CH2CH3CH3CH3H3CCH3CH3CH3TsOHC6H52022-3-1618H3COHHH3COHNaNO2/HOAcH3CONH22022-3-1619二、二、Pinacol重排重排 邻二醇类化合物在酸催化下，失去邻二醇类化合物在酸催化下，失去一分子水

9、重排生成醛或酮的反应，称为一分子水重排生成醛或酮的反应，称为Pinacol重排反应。重排反应。CCR4R2R1OHR3OHHCCR4R2R1R3OR=烃基、芳基或氢烃基、芳基或氢2022-3-1620第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排二二 频纳醇频纳醇重排（重排（Pinacol） 二二 Pinacol 邻二醇（或邻二官能团）重排成酮或醛邻二醇（或邻二官能团）重排成酮或醛 RCCRROHROHRCCRORRH+RCCRROHROHH+RCCRROHRRCCROHRRRCCROHRRH+RCCRORR-H+2022-3-1621二、二、 频哪醇（频哪醇（Pinacol）重排

10、）重排 R2CCR2R1O HR1O HPhCCPhCH3OHCH3OHPhCCCH3PhCH3OH2SO4冷却迁移基团电荷密度越高越有利于迁移芳基烷基2022-3-162294%6%+PCH3OC6H5C CC6H5OCH3PhOPhpC6H5OCH3PC6H5OCH3PCCPhO PhHPCH3OC6H5C C C6H5OCH3PPh PhOHOH2022-3-1623(c)不对称的邻二乙醇不对称的邻二乙醇重排的方向决定于重排的方向决定于:哪个羟基先离去？哪个羟基先离去？取决于取决于羟基离去后羟基离去后,碳正离子的稳定性：碳正离子的稳定性：叔碳叔碳仲碳仲碳伯碳伯碳CCR2R1R1OHR2O

11、H2022-3-1624二二 频哪醇（频哪醇（Pinacol）重排）重排 RCCRROHROHPhCCCH3PhOH OHCH3PhCCCH3PhOHCH3PhCCCH3PhCH3OPhCCCH3PhOH OAcPhCCPhOCH3PhCH3H2SO4冷 却Ac2O/ZnCl22022-3-162572%28%+P CH3OC6H5CCOHP CH3OC6H5PhOHPhH2SO4P CH3OC6H5CCPhPCH3OC6H5OPhP CH3OC6H5CCOC6H5OCH3PhPPh2022-3-1626二二 频哪醇重排（频哪醇重排（Pinacol） R1CCR3R2OHHOHPhCCPhPh

12、OH OHPhCHCPhOPhHPhCCPhPh OHHH+(少)(A)PhCHCPhPhO(B)HPhCCHPhOPh(C)草酸PhCH CPhOHH不稳定PhCHCPhOHPhPhCH CPhOPh(A)2022-3-1627二二 频哪醇重排（频哪醇重排（Pinacol） H ORO HROHPhPhOPhPh2022-3-1628Trans-二醇二醇OHH3CH3COHHOH2H3CH3COHH3COHH3CHCH3CH3CO2022-3-1629二二 频哪醇重排（频哪醇重排（Pinacol） RCCRROHRYRCCRROHRCHCPhOHPh NH2ClCHCPhOHPhClCHCP

13、hOPhClHNO2NH2XOSO2RY为 2022-3-1630v碱性介质碱性介质v仲醇选择性仲醇选择性OSO2ArCH3HOHCH3H3CtBuOKHOHCH3H3CCH32022-3-163197%65-78%ClCCHOPhPhAgNO3/EtOHClCCH PhOH BrPhCH3OCCHOPhPhNaNO2/HOAcCH3OCCH PhOH NH2Phr.t.2022-3-1632Tiffeneau环扩大反应环扩大反应 1-氨基甲基环烷醇用亚硝酸处理，氨基甲基环烷醇用亚硝酸处理，经重排形成多一个碳的环烷酮的反应，经重排形成多一个碳的环烷酮的反应，称为称为Tiffeneau环扩大反应

14、。环扩大反应。(CH2)nCOHCH2NH2HNO2(CH2)nCH2CO2022-3-1633环己酮环己酮环庚酮环庚酮OOOHCH2NH21.2.CH3NO2/OHH2/NiNaNO2/HOAc2022-3-1634 碳正离子碳正离子1,2-迁移的立体化学迁移的立体化学v迁移基团迁移基团 相同位相，同面迁移相同位相，同面迁移保留构型为主保留构型为主 终点碳原子终点碳原子迁移基团在离去基团离去之前发生迁移迁移基团在离去基团离去之前发生迁移 构型反转构型反转迁移基团与离去基团邻位交叉且碳正离子迁移基团与离去基团邻位交叉且碳正离子寿命很短寿命很短构型保留。构型保留。2022-3-1635三、苯偶酰

15、三、苯偶酰-二苯乙醇酸型重排二苯乙醇酸型重排 二苯基乙二酮二苯基乙二酮(苯偶酰苯偶酰)类化合物用碱处类化合物用碱处理，生成二苯基理，生成二苯基 -羟基酸羟基酸(二苯乙醇酸二苯乙醇酸)的反的反应称为苯偶酰应称为苯偶酰-二苯乙醇酸型重排反应。二苯乙醇酸型重排反应。CC6H5C6H5COOOHKOH/C2H5OHC6H5C C C6H5O O2022-3-1636三、二苯基乙二酮三、二苯基乙二酮 二苯乙醇酸型重排二苯乙醇酸型重排 ArCCArOOArCCOKOH OArKOHArCCArOOOHArCCArOOOHArCCOOOHArArCCOOH OAr2022-3-1637第一节第一节 从碳原子

16、到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排三、二苯基乙二酮三、二苯基乙二酮-二苯乙醇酸型重排二苯乙醇酸型重排 ArCCOROH OArC COOGG为吸电子基时,G所在的芳环迁移（实际产物为混合物）C COOGOH2022-3-1638第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排三、二苯基乙二酮三、二苯基乙二酮-二苯乙醇酸型重排二苯乙醇酸型重排 C COCH3OCH3O OOCH32OHCCOOHKOH/n-BuOH/H2O回流94%CH2COOHCCCH2COOHOO(HOOCCH2)2OHCCOOHKOH/H2O柠檬酸2022-3-1639第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原

17、子到碳原子的重排三、二苯基乙二酮三、二苯基乙二酮-二苯乙醇酸型重排二苯乙醇酸型重排 OOOOHCOOHKOH/H2OSeO2OH C C HO OHCHCOOHOHKOH/H2OH迁移2022-3-1640OOOHref.COOHOH2022-3-164192100%97%甾体缩环甾体缩环HNHNOOOHCOOHH2OCH3O /CH3OH2)1)HNHNOOOOHOHOOCC8H17KOH/C3H7OH.H2OOOC8H172022-3-1642第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排四四 Favorski (Favorski (法沃斯基）重排法沃斯基）重排v -卤代酮在碱

18、（卤代酮在碱（NaOH，RONa，HNRR1）催化下脱去）催化下脱去卤素原子，重排为羧酸或其衍生物的反应称卤素原子，重排为羧酸或其衍生物的反应称Favorskii重排。重排。v 根据所用碱的不同，可分别得到相应的羧酸、酯或酰胺。根据所用碱的不同，可分别得到相应的羧酸、酯或酰胺。基团迁移到卤素位置RCRXCCH3ORCCH3RCOOEtRCCH3RCOOHRCCH3RCNH2OEtONa/EtOHNaOHNaNH2-卤代酮的反应2022-3-1643第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排四四 FavorskiiFavorskii重排重排机理机理: : RH2CCHCRXOEt

19、ONa(EtO-)RHCCHCRXO-XRHCHCRCOEtONaRHCHCRCOOEtabRHCHCRCOOEtRH2CHCRCOOEta)HRHCHCREtOOCRHCH2CRCOOEtb)H2022-3-1644四四 Favorski重排重排 ClCCH3OOOCOOEtCH2CH2COOEtEtONaEtONaEtOC 所连接的取代基越少越稳定主ClO*O*OEtOCOEtOEtONa-ClHEtONaOClCOEtO+*50%50%*ClNaOHCOOHO2022-3-1645ROOCH2ClCPhCH2PhCH C CH3ClOROHPhCH2CH2COOR2022-3-1646第

20、一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排四四 Favorski重排重排 H3C CCCH3BrBrOBrCH3CCH2COBrCH3CCH2COOEtBrCCH2CH3COOEtH3CCEtOOCCH2EtOEtONaBrBrH3CCH3OBrH3CCH3OBrH3CCH3OOEtBrCH3H3CCOEtOCCH3H3CCOEtOEtOEtO2022-3-1647OOOPhSO2ClNaH/MeCNH2/THFPhSO2CONHCMe3BrBrODOD2OCOD29(94%)DO-302022-3-164864%ClOKOH/C2H5OHCOOH2022-3-1649应用应用v

21、制备制备 碳上多烃基取代的羧酸衍生物碳上多烃基取代的羧酸衍生物v合成有张力的脂环烃羧酸衍生物合成有张力的脂环烃羧酸衍生物v大环类化合物的缩环大环类化合物的缩环2022-3-1650第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排 WolffWolff（沃尔夫）重排（沃尔夫）重排 Arndt-EistertArndt-Eistert - -重氮酮重氮酮经加热、光解或在某些金属等催化剂作用经加热、光解或在某些金属等催化剂作用下脱去一分子氮气后重排成烯酮的反应称下脱去一分子氮气后重排成烯酮的反应称Wolff重排。其重排。其烯酮经进一步反应，生成羧酸、酯、酰胺或酮。烯酮经进一步反应，生成羧酸

22、、酯、酰胺或酮。RCCRNNOOCCRR光 或 热Ag +或 Cu2+RCCRO+N2RRRRRRRRRROR-C-C-RO N=NR-C-C-RC=C=OOH2ROHRNH2hv,O2-CO2CHCOOHCHCOORCHCONHRC=O+-.2022-3-165175%49%Br(CH2)9C CHN2ONH3.H2O/AgNO3Br(CH2)9CH2CONH2N2OCH3OHHH3COOChON2COCOOHO光H2O2022-3-1652 五五 Wolff重排重排 和和 Arndt-Eistert RCOOHRCOXRCOCH=N2RCH2COOHCH2N2+制备多一个碳的羧酸H2O阿恩

23、特阿恩特- -埃斯特尔特（埃斯特尔特（Arndt-EistertArndt-Eistert）合成）合成 Arndt-Eistert合成是将一个酸变成它的高一级同系合成是将一个酸变成它的高一级同系物或转变成同系列酸的衍生物，物或转变成同系列酸的衍生物，(如酯或酰胺如酯或酰胺)的的反应。该反应可应用于脂肪族酸和芳香族酸的制反应。该反应可应用于脂肪族酸和芳香族酸的制备。备。2022-3-1653反应包括下列三个步骤：反应包括下列三个步骤：1.酰氯的形成；酰氯的形成；2.酰氯和重氮甲烷作用生成重氮酮；酰氯和重氮甲烷作用生成重氮酮；3.重氮酮经重氮酮经Wolff重排变为烯酮，再转重排变为烯酮，再转变为羧

24、酸或衍生物。变为羧酸或衍生物。2022-3-16548492%RCOOHRCOClCH2N2RCOCHN2RCH C OH2ORCH2COOHCOClCH2COOC2H5CH2N2PhCOOAg/EtOH/TEA1.2.2022-3-165584%SOCl2H3COCOOCH3H(CH2)2COOCH32.1.CH2N2H3COCOOCH3HCH2COOH2022-3-1656 第一节第一节 从碳原子到碳原子的重排从碳原子到碳原子的重排 五五 Wolff重排重排 Arndt-Eistert 教 材 P249NNNNNH2OON2TBSONNNNNH2OTBSOCO2MeNNNNNH2OHOOH

25、光 ， MeOHNaBH4,EtOH脱 保 护抗HIV药物Oxetanocin2022-3-1657第二节第二节 从碳原子到杂原子的重排从碳原子到杂原子的重排 该重排反应是迁移基带着一对电子从碳原子迁该重排反应是迁移基带着一对电子从碳原子迁移到杂原子，如氮、氧、硫等原子上，其中以迁移到移到杂原子，如氮、氧、硫等原子上，其中以迁移到氮原子上者较为重要，在迁移的同时，氮原子上消除氮原子上者较为重要，在迁移的同时，氮原子上消除离去基团，形成新的离去基团，形成新的C-N键。这类重排反应，可在分键。这类重排反应，可在分子结构中引入氨基。子结构中引入氨基。2022-3-1658vBeckmann重排重排v

26、Hofmann酰胺重排为胺类酰胺重排为胺类vCurtius重排重排vSchmidt羰基化合物的降解反羰基化合物的降解反应应vBaeyer-Villiger氧化重排氧化重排2022-3-1659一、一、Beckmann重排重排 醛肟或酮肟类化合物在酸性催醛肟或酮肟类化合物在酸性催化剂的作用下，重排成取代酰胺的化剂的作用下，重排成取代酰胺的反应称为反应称为Beckmann重排。重排。CNOHRRCRONHRH2022-3-1660机理机理反式迁移反式迁移CNOHRRCRONHRHCNRROH2CNOH2RRCRN RH2OCRN ROH2022-3-1661第二节第二节 由碳原子到杂原子的重排由碳

27、原子到杂原子的重排 1 Beckmann1 Beckmann重排重排 醛肟或酮肟在酸性催化剂作用下重排生成取代酰胺的反应醛肟或酮肟在酸性催化剂作用下重排生成取代酰胺的反应 RCRNOHRCNHROH机理机理: :RCRNOHHRCRNOH2亲核重排RCNRRCNRRCONHRH2ORCOOHRNH2+2022-3-16621 Beckmann重排重排 (1)(1)催化剂催化剂: :质子酸质子酸 H H+ + ,H ,H2 2SOSO4 4 , HCl, H , HCl, H3 3POPO4 4 非质子酸非质子酸PClPCl5 5, SOCl, SOCl2 2, TsCl, AlCl, TsCl

28、, AlCl3 3 RCRNOHRCRNOHHR和 R相差不大时,会发生异构化但R=CH3, R=Ph不会发生异构化用质子酸用质子酸( (极性溶剂中）催化时存在异构化问题极性溶剂中）催化时存在异构化问题2022-3-1663v 为避免异构体化，可用Lewis,氯化剂或酰氯催化。如化合物（23）在Lewis酸(POCl3，PCl5，SOCl2，BF3 )作用下，几乎全部重排成(24)，但在质子酸(H2SO4，HCl、PPA)作用下，部分重排成（25）。ONHCHMe2MeOCHMe2MeNHNHOMeCHMe2Lewis酸质 子 酸（23）(24)(25)45(24)+2022-3-16641

29、Beckmann重排重排 (2)(2)肟的结构肟的结构 OCH3NCH3HOH2NOHHNHOCH3脂环酮肟发生扩环反应生成内酰胺脂环酮肟发生扩环反应生成内酰胺PhCHCH3CCH3NOHCH3CONHCHPhCH3*H构型保持率99.6%芳香酮肟不易发生异构化，得芳胺重排产物芳香酮肟不易发生异构化，得芳胺重排产物2022-3-1665应用应用v将酮转变为酰胺将酮转变为酰胺v确定酮的结构确定酮的结构v扩环成内酰胺化合物扩环成内酰胺化合物v制备仲胺制备仲胺2022-3-166695%140H2SO4NOH+RNH2RCOOOHHCRONHRCNOHRRNHO2022-3-1667CPhNOHOH

30、*CPhN*HONOPh*HOCNH2OH HCl+HCOOH/SiO2OCNH2022-3-1668H3CCNOHLiAlH4AlCl3THFEt2ONHCH2CH3CNOHPhPhLiAlH4AlCl3PhCH2NHPh2022-3-16692.Hofmann酰胺重排为胺类酰胺重排为胺类 酰胺用溴酰胺用溴(或氯或氯)和碱处理转变为少和碱处理转变为少一个碳原子的伯胺的反应称为一个碳原子的伯胺的反应称为Hofmann酰胺重排为胺类反应或称为酰胺重排为胺类反应或称为Hofmann降降解反应。解反应。R C NH2ORNH2NaOXor X2/NaOH第二节第二节 由碳原子到杂原子的重排由碳原子到

31、杂原子的重排2022-3-1670第二节第二节 由碳原子到杂原子的重排由碳原子到杂原子的重排 2 2 Hofmann重排重排 RCHNOBrRC NH2OBr2-HBrRCNOBrOHRCNO-BrOCNRHOCNRHOHO CHHNROHH2OCO2NH2R+HOCNROCH3H3CO CNHROH3COCOHOHOCH3NH2R+2022-3-1671适用范围：适用范围： 本重排的酰胺包括脂肪、本重排的酰胺包括脂肪、脂环、芳脂、芳香及或杂环等脂环、芳脂、芳香及或杂环等的单酰胺，用以制备各类伯胺。的单酰胺，用以制备各类伯胺。2022-3-16726571%(C2H5)2NCH2CH2CONH

32、2NaOCl/H2O(C2H5)2NCH2CH2NH2NaOBr/H2ONCONH2NNH22022-3-1673芳环邻位有芳环邻位有-NH2,-OH等亲核试剂时，等亲核试剂时，可成新环可成新环NNF3CNH2CONH2Br2/KOH05, 105minNNF3CNH2NCONNF3CNNHOH72%2022-3-1674第二节第二节 由碳原子到杂原子的重排由碳原子到杂原子的重排 2 2 Hofmann重排重排 PhH2CCCONH2HCH3*PhH2CCNH2HH3C*NaOBr96.5%构 型 保 持2022-3-1675第二节第二节 由碳原子到杂原子的重排由碳原子到杂原子的重排 2 2

33、Hofmann重排重排 RHCXCONH2RHCXNH2RCOHH2OX=卤 素 , -OH, -NH2C2H5CC2H5BrCONH2C2H5CC2H5ONaOBrH2OPhHCHCCONH2PhHCCHCONH2PhH2CCHNHPhH2CCHONaOBrH2OH2O2022-3-1676 第二节第二节 由碳原子到杂原子的重排由碳原子到杂原子的重排 2 2 Hofmann重排重排 CNHCOOCOOHNH2COOHCONH2NaOClRNH2生 成 伯 胺Hoffmann重 排 RCOOHRCONH2 二元酸的酰亚胺：二元酸的酰亚胺： 2022-3-1677 3. Curtius （库尔悌

34、斯）重排（库尔悌斯）重排反应反应 酰基叠氮化物在惰性溶剂中加热分解生成异氰酸酯酰基叠氮化物在惰性溶剂中加热分解生成异氰酸酯 OR-C-N3R-N=C=OOH2ROHRNH2RNH2RNHCOORRNHCONHR2022-3-1678机理机理v烃烃 基迁移与脱氮同时发生基迁移与脱氮同时发生v重排不影响迁移基的光学活性重排不影响迁移基的光学活性R CNON NO CN N NRO CN RN22022-3-16793.Curtius 反应反应 实例实例 2022-3-1680应用应用 v引入氨基引入氨基 -COOH-NH27681%PhCOOH1.2.ClCOOC2H5NaN3PhCON3PhNH

35、2.HClH2O/H1.2.2022-3-1681 4.Schmidt （施密特）（施密特）反应反应 羧酸、醛或酮分别与等摩尔的叠氮酸羧酸、醛或酮分别与等摩尔的叠氮酸(HN(HN3 3) )在强酸在强酸( (硫酸、硫酸、聚磷酸、三氯乙酸等聚磷酸、三氯乙酸等) )存在下发生分子内重排分别得到胺、存在下发生分子内重排分别得到胺、腈及酰胺：腈及酰胺： 2022-3-1682 4.Schmidt 反应反应 反应机理反应机理本反应的机理与本反应的机理与Hofmann Hofmann 重排重排和和Curtius Curtius 反应反应机理机理相似，也是形成相似，也是形成异氰酸酯中间体异氰酸酯中间体 20

36、22-3-1683 4. Schmidt 反应反应 当当R R为手性碳原子时，重排后手性碳原子的构为手性碳原子时，重排后手性碳原子的构型不变型不变： 2022-3-1684 4. Schmidt 反应反应 酮和酮和HNHN3 3反应的结果是在反应的结果是在R R（或（或RR）和）和C=OC=O间插间插入入NHNHRROH2SO4+ HN3RNHRORHNRO+PhCH3OH2SO4+ HN3PhHNCH3O77%2022-3-1685 4.Schmidt 反应反应 2022-3-1686赖氨酸的制备：赖氨酸的制备：74%OCOOHH2SO4HN3NHOCOOHH2O+HOOC(CH2)4CHC

37、OONH3H2SO4HN3H3N(CH2)4CHCOONH32022-3-1687Hofmann降解降解Curtius重排重排Schimidt降解降解v操作简便操作简便v收率较高收率较高RCONH2Br2OHRNH2+4RCON3R N C OHRNH2N2H+RNH2HN3RCOOH2022-3-16885、Baeyer-Villiger氧化重排氧化重排 酮类用过氧酸酮类用过氧酸(如过氧乙酸、过氧三氟如过氧乙酸、过氧三氟醋酸等醋酸等)氧化，在烃基与羰基之间插入氧原氧化，在烃基与羰基之间插入氧原子而成酯的反应称为子而成酯的反应称为Baeyer-Villiger反应。反应。R CROC6H5CO

38、OOHR C ORO2022-3-1689机理机理R CROR C ORO+ C6H5CO3HHCRRO HO OCC6H5OHCRROHO OCC6H5HOR COHORH2022-3-1690酮在过氧酸或双氧水的作用下酮在过氧酸或双氧水的作用下, ,氧原子插入到羰基与迁移基氧原子插入到羰基与迁移基团之间生成酯的反应团之间生成酯的反应. .H3CC6H5O+CF3CO3HCH2Cl2H3COC6H5OOCF3CO3HCH3CO2EtOO+2022-3-1691 在不对称酮的重排反应中，哪个基团迁移呢？在不对称酮的重排反应中，哪个基团迁移呢？由于迁移基团仍然是由碳到缺电子氧的亲核迁移，由于迁移

39、基团仍然是由碳到缺电子氧的亲核迁移，因此一般说，基团的亲核性愈强，则迁移的趋势因此一般说，基团的亲核性愈强，则迁移的趋势愈大，重排基团迁移能力的次序为：愈大，重排基团迁移能力的次序为：叔烷基叔烷基 仲烷基仲烷基 ，苯基，苯基 伯烷基伯烷基 甲基甲基COCH3COCH2CH3CH3CH2CCH3O2022-3-1692v迁移基团的构型保持不变迁移基团的构型保持不变v迁移基的迁移能力：迁移基的迁移能力： 叔烷基叔烷基环己基、仲烷基、苄基、环己基、仲烷基、苄基、苯基苯基伯烷基伯烷基甲基甲基2022-3-169380%81%HCOCH3C6H5CO3H/CHCl3HOCOCH3CH3CO3HClClC

40、OCH3ClClOCOCH32022-3-169456%95%供电子环有利供电子环有利近双键有利近双键有利CH3CO3HCONO2HAcO CONO2OOCF3CO3H/CHCl3O2022-3-1695常用的过氧酸有：常用的过氧酸有：CF3CO3H, ClCO3HCO3HCH3CO3H等等后发现廉价、方便的后发现廉价、方便的H2O2/HoAc2022-3-16968590%9095%OH2O2/HOAc50, 4hOOOH2O2/HOAc50, 2hOO2022-3-16972022-3-1698第三节第三节 从杂原子到碳原子的重排从杂原子到碳原子的重排 在这类反应中，与杂原子（在这类反应中

41、，与杂原子（N，O，S等）相邻的碳原子，等）相邻的碳原子，由于受杂原子和周围吸电子基（由于受杂原子和周围吸电子基（Z）的影响，其活泼氢原子在）的影响，其活泼氢原子在强碱作用下易形成碳负离子过渡态，然后杂原子上烃基通过分强碱作用下易形成碳负离子过渡态，然后杂原子上烃基通过分子内（子内（1，2-）迁移至该碳负离子上，从而改变了分子骨架，）迁移至该碳负离子上，从而改变了分子骨架，以下列通式表示：以下列通式表示：RRY-C-ZB -BHRY-C-ZY-C-Z-2022-3-1699从杂原子到碳原子的重排从杂原子到碳原子的重排vSteven重排重排vSommelet-Hauser重排重排vWittig重

42、排重排2022-3-16100 第三节第三节 从杂原子到碳原子的重排从杂原子到碳原子的重排 一、一、Stevens重排重排 季铵盐（季铵盐（ 位有吸电子基）在碱催化条件下，重排生成叔位有吸电子基）在碱催化条件下，重排生成叔胺的反应胺的反应 （连有活泼亚甲基的季铵盐的重排）（连有活泼亚甲基的季铵盐的重排） N CH2R1R2ZR3BNCHR1R2ZR3NCHR1R2ZR3NCHR1R2ZR3氮叶立德Z=-Ph, -CH=CH2, -C-RO吸 电 子 基团B:强 碱(NaNH2)2022-3-16101一一 Stevens重排重排 NH2C=HC-H2CCH2-CH=CH2KOHCH3OHNC-

43、CH=CH2CH2=CH-CH2NaNH2/Liq NH3(C2H5)3N-CH-CH=CH2(C2H5)2N-CH-CH=CH2C2H5C2H5(C2H5)3N-CH2-CH=CH2(C2H5)3N-CH2=CH-CH2(C2H5)2N-CH2=CH-CH22022-3-16102一一 Stevens重排重排 NPhCH3NaNH2PhHNPhCH3NPhCH3烯丙基迁移迁移:烯丙基、苄基、炔丙基、甲基2022-3-16103应用应用v由季铵盐制得由季铵盐制得 烃基叔胺烃基叔胺v制备芳烃制备芳烃v制备缩环或螺环化合物制备缩环或螺环化合物2022-3-16104N(CH3)2CH2PhCH3O

44、NaCH3OH(CH3)2NCH2PhNCCH2PhCCH2CH CH2.BrKOHCH3OHPhC CCHCH2CH CH2N(100%)2022-3-1610585%H3COH3COCH2NCH3CH3RCOCH2Br+H3COH3COCH2N CH2CORCH3CH3.BrNa2CO3液CH3IKOH,H2O1.2.H3COH3COCH CHCOR H H3COH3COCH2CH2CH2RH3COH3COCH2CHCORN(CH3)22022-3-1610680%NOCH3OCH3H3COH3COCH3CH3SOCH2NaDMSONH3COH3COCH3H3COOCH32022-3-16

45、107 二、二、Sommelet-Hauser苯甲基季铵盐重排苯甲基季铵盐重排 苯甲基季铵盐经氨基钠或钾处理后，重排生苯甲基季铵盐经氨基钠或钾处理后，重排生成邻甲基苯甲基叔胺的反应称为成邻甲基苯甲基叔胺的反应称为Sommelet-Hauser苯甲基季铵盐重排反应。苯甲基季铵盐重排反应。CH2N(CH3)3.XNaNH2CH2N(CH3)2CH32022-3-16108机理机理9095%CH2N(CH3)3.INaNH2CH2N(CH3)2CH3NH3CH N CH3CH3CH3CH2N CH3CH3CH2CH2CH2NCH3CH3H2022-3-16109Stevens重排与重排与Sommel

46、et-Hauser重排重排共同点：共同点： 季铵盐季铵盐负碳季铵内翁盐负碳季铵内翁盐重排重排:B低温Sommelet Hauser重排Stevens重排2022-3-16110.BrNCH3CH2PhPhLi/Bu2O120NaNH2/NH3-33N CH3CH2PhN CH3CH3NCH3NCH3HNCH3CH3+_Sommelet-Hauser重 排2022-3-16111用途：用途：v制备邻甲芳基化合物制备邻甲芳基化合物NaNH2 NH3CH3CH2N(CH3)3.XCH3CH3CH2N(CH3)2CH3CH3CH3CH3CH3COOHCH3CH3CH3(CH3)2NCH22022-3-

47、1611276%79%NCH2N(CH3)2CH3CH3NaNH2 NH3.XNCH2N(CH3)3CH3OCH3CH2N(CH3)2.XOCH2N(CH3)3NaNH2 NH32022-3-16113第三节第三节 从杂原子到碳原子的重排从杂原子到碳原子的重排二二 Witting重排重排 醚类化合物在烃基锂或氨基钠等强碱的作用下醚类化合物在烃基锂或氨基钠等强碱的作用下 醚分子中的一个烷基发生位移生成醇的反应醚分子中的一个烷基发生位移生成醇的反应 R1CH2OR2RLiCHOHR1R2R1CH2OR2B：R1HCOR2R1HCOR2R1CHOR2R1CHOR2R1-CHO +R2 LiR1CHO

48、R2分子内分子间同时存在CH2OCHCH3PhPhCHOHPhCHPhCH3n-BuLi30%保留构型（三元环）70%消旋化：R 平面结构从两个方面进攻C=O迁移能力：CH2=CH-CH2-C6H5CH2-CH3C2H5p-NO2PhPh2022-3-16114二二 Witting重排重排 HOCH2-CH=CH2HOCH2-CH=CH2 KOH H2OCH2OHCH2OHO -H2OH2SO4n-BuLiOH -H2O菲PhCH2OCH2PhNaNH2PhCH-O-CH2PhPhCH=O +CH2PhPhCH=OCH3Ph+Ph-CCH2PhOH二苯甲醚进行此重排时，除得正常产物外，还得少量

49、苯甲醛和甲苯2022-3-16115第四节第四节 -键迁移重排键迁移重排 邻近共轭体系的一个原子或基团的邻近共轭体系的一个原子或基团的键迁移键迁移至新的位置，同时共轭体系发生转移，这种分至新的位置，同时共轭体系发生转移，这种分子内非催化的异构化子内非催化的异构化协同反应协同反应称称键迁移重排。键迁移重排。 2022-3-16116v 迁移重排可用i,j予以分类，其中i，j分别代表反应中迁移起点和终点原子的编号。i,j- 迁移重排举例如下：CH2-HCH2CD2CD2-HCH2CH2-HCH2-HCH2OHC9H17OHC9H17CH31,3 -迁移1,5迁移(j=3)j=5)1,7-迁移前维生

50、 素 D2维生 素 D2(j=7)1234567123123452022-3-1611754321CH3H3CH3CCH31,5迁移CHH2CCH2H321CHH2CCH2H1,3迁移2022-3-161183,3迁移C C C C CCCCCCC C C C CC C C C C12345123451234512345C C C C CCCCCC123451234512345123453,5迁移C CC C CCCCCCvi,j- 迁移也包括i1的迁移反应，例如：2022-3-161193,3迁移重排迁移重排vClaisen重排重排vCope重排重排vFischer吲哚合成吲哚合成2022-

51、3-16120 第四节第四节 键迁移重排键迁移重排 键迁移反应叫键迁移反应叫重排反应。是指共轭体系：重排反应。是指共轭体系： 键从键从一端迁移到另一端一端迁移到另一端 YYCope重 排3,3- 迁 移123123OOClaisen重 排3,3- 迁 移1231232022-3-16121 第四节第四节 键迁移重排键迁移重排 一、一、ClaisenClaisen重排重排 烯丙基乙烯基醚生成羰基烯丙基乙烯基醚生成羰基 O231231O3,3迁移O-CH2CH=CH2OOHH+123123CH2CH=CH2CH2CH=CH22022-3-16122一、一、ClaisenClaisen重排重排 烯丙醇烯丙醇+ +乙烯醚反应乙烯醚反应 + CH2=CH-O-C2H5-C2H5OHHg2+CH2