《药物合成反应》第5章重排反应课件

1、 第五章 重排反应Chapter 5: Rearrangement Reaction 目的要求1、熟悉重排化反应的类型、掌握重要的人名反应及机理。 2、了解它们在药物合成中的应用。 教学内容： 1. 从碳原子到碳原子的重排反应（Wagner-Meerwein rearrangement、Pinacol-rearrangement）。2. 从碳原子到杂原子的重排反应（Beckmann、Hofmann、Curtius、Schmidt等人名反应）。3. 从杂原子到碳原子的重排反应（Stevens、Sommelet-Hauser、Wittig等重排反应）。4. 键的3，3迁移重排反应（Claisen、

2、Cope重排反应）。课时安排： （6学时）第五章 重排反应 定义:同一分子内部一个原子重排到另一个原子,形成新分子。A:重排起点原子,B:重排终点原子,W:重排基团分类: 离子型机理（亲核重排,亲电重排） 自由基重排 周环机理重排（-键迁移重排）第一节 从碳原子到碳原子的重排一Wangner-Meerwein重排 一、Wangner-Meerwein重排 醇或卤代烃在酸催化下进行亲核取代或消除反应时 烯烃进行亲电加成时发生的重排发生的重排第一节 从碳原子到碳原子的重排一Wangner-Meerwein重排 1 形成C+ 形式 (a)卤代烃 Ag+ AlCl3 (b)含-NH2,重氮化放氮 (c

3、)-OH, 加 H+ (-H2O)第一节 从碳原子到碳原子的重排一Wangner-Meerwein重排 2 迁移基团迁移顺序 第一节 从碳原子到碳原子的重排一Wangner-Meerwein重排 第一节 从碳原子到碳原子的重排二 频纳醇重排（Pinacol） 二 Pinacol 邻二醇（或邻二官能团）合成酮的方法 机理:第一节 从碳原子到碳原子的重排二 频纳醇重排（Pinacol） 1 四取代乙二醇 (a)四个取代基相同,单一产物(b)对称 得单一产物第一节 从碳原子到碳原子的重排二 频纳醇重排（Pinacol） (C) 第一节 从碳原子到碳原子的重排二 频纳醇重排（Pinacol） (d)

4、第一节 从碳原子到碳原子的重排二 频纳醇重排（Pinacol） (e) 羟基位于脂环上的连乙二醇 第一节 从碳原子到碳原子的重排二 频纳醇重排（Pinacol） Semipinacol重排 第一节 从碳原子到碳原子的重排三、二苯基乙二酮 二苯乙醇酸型重排 三、二苯基乙二酮 二苯乙醇酸型重排 机理：第一节 从碳原子到碳原子的重排三、二苯基乙二酮-二苯乙醇酸型重排 特点：碱（无机碱醇溶液），若有机碱（CH3ONa, t-BuOK)得酯 酮的结构第一节 从碳原子到碳原子的重排三、二苯基乙二酮-二苯乙醇酸型重排 应用实例： 第一节 从碳原子到碳原子的重排三、二苯基乙二酮-二苯乙醇酸型重排 应用实例：

5、第一节 从碳原子到碳原子的重排四 Favorski重排 四 Favorski (法沃尔斯基）重排 -基团迁移到卤素位置第一节 从碳原子到碳原子的重排四 Favorskii重排 四 Favorskii重排 机理: 第一节 从碳原子到碳原子的重排四 Favorski重排 第一节 从碳原子到碳原子的重排四 Favorski重排 第一节 从碳原子到碳原子的重排五 Wolff重排 和 Arndt-Eistert Wolff（沃尔夫）重排 Arndt-Eistert -重氮酮重排成乙烯酮 第一节 从碳原子到碳原子的重排 五 Wolff重排 和 Arndt-Eistert 阿恩特-埃斯特尔特（Arndt-E

6、istert）合成第一节 从碳原子到碳原子的重排五 Wolff重排 Arndt-Eistert 第一节 从碳原子到碳原子的重排 五 Wolff重排 Arndt-Eistert 第二节 由碳原子到杂原子的重排 1 Beckmann重排 1 Beckmann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 机理:第二节 由碳原子到杂原子的重排 1 Beckmann重排 (1)催化剂:质子酸 H+ ,H2SO4 , HCl, H3PO4 非质子酸PCl5, SOCl2, TsCl, AlCl3 用质子酸(极性溶剂中）催化时存在异构化问题第二节 由碳原子到杂原子的重排 1 Beckmann重排

7、 (2)肟的结构 脂环酮肟发生扩环反应生成内酰胺芳酯酮肟不易发生异构化，得芳胺酰化产物 第二节 由碳原子到杂原子的重排 1 Beckmann重排 应用第二节 由碳原子到杂原子的重排 2 Hofmann重排 2 Hofmann重排 酰胺在次卤酸盐（如Br2/NaOH)的作用下，重排后继而水解生成少一个碳原子的伯胺。又叫霍夫曼降级。第二节 由碳原子到杂原子的重排 2 Hofmann重排 机理:第二节 由碳原子到杂原子的重排 2 Hofmann重排 当酰胺基的-碳上有羟基、氨基、卤素、烯键时 第二节 由碳原子到杂原子的重排 2 Hofmann重排 当酰胺基的-碳上有手性，重排后，构型不变第二节 由碳

8、原子到杂原子的重排 2 Hofmann重排 当酰胺分子的适当位置有羟基、氨基存在时，可以成环 第二节 由碳原子到杂原子的重排 2 Hofmann重排 二元酸的酰亚胺： Curtius （库尔悌斯） 反应 酰基叠氮化物在惰性溶剂中加热分解生成异氰酸酯 异氰酸酯水解则得到胺： Curtius 反应 反应机理 Curtius 反应 实例 Schmidt （施密特）反应 羧酸、醛或酮分别与等摩尔的叠氮酸(HN3)在强酸(硫酸、聚磷酸、三氯乙酸等)存在下发生分子内重排分别得到胺、腈及酰胺： 其中以羧酸和叠氮酸作用直接得到胺的反应最为重要。羧酸可以是直链脂肪族的一元或二元羧酸、脂环酸、芳香酸等；与Hofm

9、ann 重排、Curtius 反应和相比，本反应胺的收率较高。 Schmidt 反应 反应机理本反应的机理与Hofmann 重排、Curtius 反应和Lossen 反应机理相似，也是形成异氰酸酯中间体 Schmidt 反应 当R为手性碳原子时，重排后手性碳原子的构型不变： Schmidt 反应 实例 第三节 从杂原子到碳原子的重排 一 Stevens重排 一、Stevens重排 季铵盐（ -位有吸电子基）在碱催化条件下，重排生成叔胺的反应（连有活泼亚甲基的季铵盐的重排） 机理： 第三节 从杂原子到碳原子的重排一 Stevens重排 第三节 丛杂原子到碳原子的重排一 Stevens重排 第三节

10、 从杂原子到碳原子的重排 一 Stevens重排 第三节 从原子到碳原子的重排二 Witting重排 二 Witting重排 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 第三节从杂原子到碳原子的重排 二 Witting重排 第四节 键迁移重排 键迁移反应叫重排反应，是指共轭体系的键从一端迁移到另一端。例如Cope重排： 1123命名通常是先将迁移前的键的两个原子（发生断裂的键的两个原子）均标定为1号，然后从其两端分别开始编号，连续标记为2、3，等等，在命名时，把新生成的键所连接的两个原子的编号i、j放在方括号内，记为i，j- 迁移。习惯上，i j。 第四节 键迁移重排 一、Claisen重排 一、Claisen重排 烯丙基乙烯基醚生成羰基 第四节 键迁移重排 一、Claisen重排 1.脂肪族Claisen重排 烯丙醇+乙烯醚反应 第四节 键迁移重排 一、Claisen重排 烯丙醇与原甲酸酯羧酮（醛）反应 第四节 键迁移重排 一、Claisen重排 第四