有機化學中重排反應的類型及實例分析

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　關鍵詞1</b></p><p><b>　　引 言2</b></p><p><b>　　1 親核重排2</b&

2、gt;</p><p>　　1.1 涉及碳正離子的重排反應2</p><p>　　1.1.1 頻哪醇(pinacol)重排2</p><p>　　1.1.2 瓦格納爾--米爾外英(Wagner-Meerwein)重排4</p><p>　　1.1.3 Demyanov D重排5</p><p>　　1.2 涉及

3、碳卡賓的沃爾夫(Wolff)重排5</p><p>　　1.3 涉及缺電子氮的重排5</p><p>　　1.3.1 霍夫曼（Hofmann）重排6</p><p>　　1.3.2 貝克曼(Beckmann)重排6</p><p>　　1.3.3 Beckmann重排成為綠色化學反應類型的研究7</p><p&g

4、t;　　1.3.3.1 Beckmann重排反應機理8</p><p>　　1.3.3.2 Beckmann 重排反應的特點8</p><p>　　1.3.3.2.1分子內協(xié)同的親核同步反應8</p><p>　　1.3.3.2.2 手性分子遷移前后的構型保持不變8</p><p>　　1.3.3.2.3 烴基的遷移為反式遷移8&l

5、t;/p><p>　　1.3.3.2.4 芳基比烷基優(yōu)先遷移8</p><p>　　1.3.3.3 Beckmann重排進行的綠色化學反應9</p><p>　　1.3.3.3.1 環(huán)己酮肟高產率的重排成己內酰胺9</p><p>　　1.3.3.3.2合成撲熱息痛9</p><p>　　1.3.3.4 Beckm

6、ann重排反應的發(fā)展前景10</p><p>　　1.4 涉及缺電子氧的重排10</p><p>　　1.4.1 拜耶爾-維利格（Baeyer-Villigen）重排10</p><p>　　1.4.2 羥基氫過氧化物重排10</p><p><b>　　2 親電重排11</b></p><

7、p>　　2.1 Stevens重排11</p><p>　　2.2 Wittig重排11</p><p><b>　　3 芳香重排12</b></p><p>　　3.1 Fries重排12</p><p>　　3.1.1 反應機理13</p><p>　　3.2 Fries重

8、排反應在有機合成中的應用13</p><p>　　3.2.1 重排反應的條件14</p><p>　　3.2.2 Fries重排反應的新方法14</p><p>　　3.2.3 Fries重排反應在醫(yī)藥及農藥中的應用[25]15</p><p>　　3.2.4 Fries重排的前景16</p><p>

9、　　3.3 Claisen重排16</p><p>　　3.3.1 反應機理17</p><p>　　4 自由基重排18</p><p><b>　　5 結論19</b></p><p><b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　謝詞

10、22</b></p><p>　　有機化學中重排反應的類型及實例分析</p><p><b>　　鄭亞娟</b></p><p>　?。▽氹u文理學院 化學化工學院，陜西 寶雞 721013）</p><p>　　摘 要:重排反應（rearrangement reaction)是分子的碳骨架發(fā)生重排生成結構異

11、構體的化學反應，是有機反應中的一大類，通常涉及取代基由一個原子轉移到同一個分子中的另一個原子的過程。分子重排是合成有機化合物的重要手段，許多重要的有機化合物可以由其得以合成，因而研究重排反應對有機合成化學的發(fā)展起著非常重要的作用。本文就有機化學中重排反應的類型及實例研究進行綜述。</p><p>　　關鍵詞：重排反應；酮肟；酰胺；催化劑</p><p>　　Study on the typ

12、e of rearrangement reaction and case in organic chemistry</p><p>　　Zheng Ya-juan</p><p>　　( College of Chemistry and Chemical Engineering, Baoji University of Arts and Sciences, Baoji 721013 Chi

13、na )</p><p>　　Abstract: Rearrangement reaction is a large class of organic reactions in which the carbon skeleton of the molecular rearrangement to generate structural isomers. It is that the substituent tra

14、nsfer from one atom to another of same molecule. Molecular rearrangement is an important means of synthetic organic compounds, lots of important organic compounds can be synthesized by this method, so it is important for

15、 the development of synthetic organic chemistry by studying the rearrangement reaction.</p><p>　　Key words：Rearrangement reaction, ketoxime; amide; catalyst.</p><p><b>　　引 言</b></

16、p><p>　　有機化學中分子重排是一類很重要的反應，在科研和實踐中具有廣泛的應用前景，對有機反應和有機合成有很重要的意義。所謂的分子重排反應就是指在試劑、加熱或其它因素影響下，取代基從一個原子遷移到另一個原子上，是碳架和官能團的位置發(fā)生變化的一類反應。然而分子重排是大量存在的，為了研究方便，也要對其進行分類。按照反應機理，討論重排反應類型：親核反應、親電反應、自由基反應和周環(huán)反應四大類。依據(jù)重排原理判斷物質的穩(wěn)定性

17、，預測反應產物，提高產物收率。</p><p><b>　　1 親核重排 </b></p><p>　　親核重排是指反應物在親電試劑的作用下，遷移基團帶著成鍵電子對從一個原子遷移到另一個缺電子（帶正電荷）的原子上，其反應過程為：反應底物在親電試劑的作用下形成缺電子中心；該中心鄰位碳原子上的基團帶著成鍵電子對遷移到這個缺電子中心上，形成新的比較穩(wěn)定的缺電子中心；缺電子中

18、心與反應體系的負性部分結合生成重排取代產物或失去質子生成重排消除產物。</p><p>　　1.1 涉及碳正離子的重排反應</p><p>　　1.1.1 頻哪醇(pinacol)重排</p><p>　　1980年Fittig R將頻哪醇(pinacol)與30%的硫酸一起加熱，得到脫水產物，并命名為頻哪酮(pinacolon)，其結構到1873年才確定為3,3-

19、二甲基-2-丁酮。頻哪酮是一種重要的有機化工中間體，廣泛應用于農藥、醫(yī)學、染料等多種精細化工品的合成[1,2]。這一類反應由于頻哪醇（2,3-二甲基-2,3-丁二醇）轉換為頻哪酮（3,3-二甲基-2-丁酮）的反應最具代表性，因而得名。反應的關鍵步驟是一個碳正離子的1,2-重排。</p><p>　　反應機理[3]: 兩個羥基其中之一接受一個質子之后脫去一分子水，形成碳正離子；發(fā)生1,2-重排，一個基團從未脫去羥基

20、的碳上向有正電荷的碳上轉移；羥基上脫去一個質子，其氧原子與碳成雙鍵，反應結束。 </p><p>　　在反應過程中，凡是能生成類似的碳正離子者，都能發(fā)生此類重排。例如，α,β–鹵代烴氨基醇和環(huán)氧化物、α-羥基酮等在相應的條件下的類似重排反應，該類反應稱為半pinacol重排。例如:</p><p>　　在pinacol重排中，如果分子中四個R都相同，重排產物比較簡單；當分子中四個R不相同時

21、，重排產物不止一種，實際取得的產物取決于：反應過程中哪一個羥基脫掉后形成比較穩(wěn)定的碳正離子，則該羥基優(yōu)先被質子化。形成的碳正離子的穩(wěn)定性順序為：p-CH3OC6H4- > C6H5- > 烷基>氫基。</p><p>　　當可遷移的集團為芳基、烷基或氫時，芳基優(yōu)先于烷基優(yōu)先于氫遷移，且芳基上有給電子集團時更有利于遷移。例如：</p><p>　　1.1.2 瓦格納爾--米

22、爾外英(Wagner-Meerwein)重排 </p><p>　　終點碳原子上羥基、鹵原子或重氮基等，在質子酸或Lewis酸催化下離去形成碳正離子，其鄰位的基團作1,2-遷移至該碳原子，同時形成更穩(wěn)定的起點碳正離子，后經親核取代或質子消除而生成新化合物的反應稱為Wagner-Meerwein重排。Wagner-Meerwein重排反應屬于分子內的C→C的1,2-遷移，其重排趨勢是形成最穩(wěn)定的碳正離子。原來認為

23、Wagner重排只存在萜類化合物中，Meerwein H 在20世紀一二十年代認識到這種重排反應在有機化學中是相當普遍的，不僅限于雙環(huán)化合物。Meerwein和較后的Meerwein F C發(fā)展了重排的理論說明。即在酸性條件下生成缺電子中心-碳正離子，從而引發(fā)了鄰近的碳原子上羥基的遷移[4]。例如：</p><p>　　酸性催化劑的作用是非常重要的，在上面的反應中，如將醇的蒸氣通過加熱的中性氧化鋁，則得到正常的脫

24、水產物：</p><p>　　這樣的開鏈化合物的重排反應，又稱為逆頻哪醇重排(retropinaol rearrangment)。</p><p>　　1.1.3 Demyanov D重排</p><p>　　1903年Demyanov D發(fā)現(xiàn)：環(huán)丙甲胺與亞硝酸反應，生成環(huán)丙甲醇與環(huán)丁醇的混合物，環(huán)丁胺與亞硝酸反應也得到同樣的產物[4]：</p>&l

25、t;p>　　脂肪族伯胺或脂環(huán)族伯胺通過重氮化作用生成碳正離子中間體進行的重排反應，該反應可看做是Wagner-Meerwein重排的一種。</p><p>　　該類反應的動力為生成更為穩(wěn)定的碳正離子中間體。</p><p>　　1.2 涉及碳卡賓的沃爾夫(Wolff)重排 </p><p>　　α–重氮酮在氧化銀、光或熱的作用下，失去氮而重排成為烯酮類化合物

26、的反應稱為Wolff重排。</p><p><b>　　該反應歷程為：</b></p><p>　?。?）α–重氮酮被氧化銀催化失去N2形成缺電子的酮碳烯；</p><p>　　（2）該酮烯通過R的遷移生成烯酮。生成的烯酮反應活性很高，能與體系中的親核體作用。</p><p>　　需要注意的是，該反應必須在過量的重氮甲烷

27、中進行，否則生成的HCl將與重氮酮進一步反應生成α–鹵代酮：RCOCHN2 + HCl → RCOCH2 + N2 </p><p>　　1.3 涉及缺電子氮的重排</p><p>　　1.3.1 霍夫曼（Hofmann）重排</p><p>　　當酰胺用溴的堿溶液處理時，生成比原來少一個碳原子的胺，這個反應叫做Hofmann重排。應用Hofmann重排可以合成

28、脂肪族、芳香族和雜環(huán)族的胺，如用次氯酸鈉作試劑，還可以進行大量產物的合成。</p><p>　　該反應歷程為[5]：</p><p>　　(1).在堿的催化下，酰胺發(fā)生鹵代，生成N-鹵代酰胺；</p><p>　　(2).堿奪取N-鹵代酰胺中的質子，再脫去鹵素離子，形成?；?lt;/p><p>　　(3).?；┑耐榛鶐е涉I電子對作為親

29、核試劑進攻缺電子的氮原子，同時把作為離去集團的鹵素離子推出，生成異氰酸酯；</p><p>　　(4).異氰酸酯在水溶液中水解、脫羧，生成伯胺和二氧化碳。 </p><p>　　Hofmann重排反應和碳正離子重排反應一樣，包含一個1,2—遷移，遷移基團帶著成鍵電子對遷移到缺電子的氮原子上。Curtius重排、Schmidt重排及Lossen重排等也會發(fā)生由C→N的分子內1,2-遷移生成

30、異氰酸酯。</p><p>　　1.3.2 貝克曼(Beckmann)重排</p><p>　　貝克曼重排反應(Beckmann rearrangement )是一個由酸催化的重排反應，反應物肟在酸的催化作用下重排為酰胺。1891年Hantzsch A發(fā)現(xiàn)：不對稱酮的肟在Beckmann重排中哪一個烴基遷移到氮原子上決定于酮肟的構型，并假定：與羥基在C=N鍵同一邊的烴基發(fā)生遷移。以后，B

31、eckmann重排被用于酮肟構型的測定。1921年Meisenheimer J 用別的方法確定了二苯乙二酮兩種單肟α和β的構型，然后進行Beckmann重排，證明是烴基在C=N雙鍵上與羥基處于反位的烴基發(fā)生遷移。</p><p>　　Beckmann重排特點不在于遷移基團的性質，而在于決定它們的立體化學結構。在不對稱酮肟的重排中只有與羥基處于反位的基團才能遷移到氮上，并且遷移基團從離去集團的背面進行重排：<

32、/p><p>　　在該反應中，遷移基團具有手性時，其構型在重排過程中不發(fā)生變化。</p><p>　　1.3.3 Beckmann重排成為綠色化學反應類型的研究</p><p>　　酮肟在濃硫酸等酸性催化劑作用下，在N原子周圍形成僅6個電子的缺電子中心，即形成了乃春(Nitrene，也稱為氮烯)正離子中間體，鄰位的烴基重排到這個正電中心后，相鄰的C成為了新的正電中心，接

33、著水合，隨著H+的離去，形成了N一取代酰胺，酮肟這種經過重排后生成酰胺的的反應叫“貝克曼”重排反應。</p><p>　　1.3.3.1 Beckmann重排反應機理[6]</p><p>　　1.3.3.2 Beckmann 重排反應的特點</p><p>　　1.3.3.2.1分子內協(xié)同的親核同步反應</p><p>　　Beckmann

34、重排是分子內協(xié)同的親核重排反應，其中烴基的遷移與反式位置羥基的離去是同時發(fā)生的，是屬于同步同時的反應。</p><p>　　1.3.3.2.2 手性分子遷移前后的構型保持不變</p><p>　　如果遷移基團為手性碳原子，其遷移后的手性構型保持不變，例如：</p><p>　　1.3.3.2.3 烴基的遷移為反式遷移</p><p>　　烴基

35、的遷移是立體專一的，由于遷移的基只能從羥基背面進攻缺電子的N原子，因此，烴基的遷移為反式遷移[7]。</p><p>　　1.3.3.2.4 芳基比烷基優(yōu)先遷移</p><p>　　氫的遷移比較少見，芳基比烷基優(yōu)先遷移。Beckmann重排反應常用的催化劑有濃H2SO4、CH3C6H4SO3H[8]、H3PO4、POCl3、PCl5、Cu、Ni(R)2、Ni(AC)2/BF3和CH3COO

36、H等。除了用強酸和強脫水劑作催化劑外，近年來還發(fā)現(xiàn)硅酸鹽、AlCl3、HMPA、高錸酸銨和對甲苯磺酸的混合劑(NH4ReO4/TsOH)等均可作為“貝克曼重排反應”的有效催化劑。</p><p>　　1.3.3.3 Beckmann重排進行的綠色化學反應</p><p>　　Beckmann重排反應最初主要用于測定酮肟的結構。由于該反應的原子轉化高達100%，所以它屬于原子間經濟性的反應。

37、隨著該反應研究的不斷深入，現(xiàn)在該反應已較多的應用于有機合成中，成為綠色化學選中的反應類型之一。</p><p>　　1.3.3.3.1 環(huán)己酮肟高產率的重排成己內酰胺</p><p>　　在高錸酸銨、對甲苯磺酸[9]的存在下，環(huán)己酮肟高產率的重排成己內酰胺： </p><p>　　如果用B2O3/TiO2-ZnO2催化環(huán)己酮肟氣相Beckmann重排反應，生成己

38、內酰胺的最佳焙燒溫度為600℃，經過5h的反應后，環(huán)己酮肟的轉換率和選擇性的己內酰胺的生成率平均分別高達99.7%和97.0%[10]。</p><p>　　環(huán)己酮肟不使用濃H2SO4催化的Beckmann重排制己內酰胺的反應，主要有氣固相反應、固液相反應、離子液體系及超臨界水條件下的反應。研究表明[11]：氣固相反應中，副產物較多，催化劑易失活，使用壽命短；固液相反應條件溫和，且副產物少；離子液體系及超臨界水條

39、件下的Beckmann反應，可避免使用有機溶劑，且反應副產物也少。室溫離子液體作為高效綠色溶劑[12]，用于Beckmann重排，使該反應真正成為綠色化學反應。</p><p>　　1.3.3.3.2合成撲熱息痛</p><p>　　撲熱息痛(APAP)是一種快速、安全的解熱鎮(zhèn)痛藥，臨床已得到廣泛應用。由苯酚經過乙?；?、肟化和Beckmann重排反應可合成撲熱息痛[13]：先用HF催化苯酚

40、和醋酐的乙酰化，在80℃反應1h，得到4-羥基苯乙酮(1)，再用乙酸乙酯提取(1)，并用于pH值為3-7的緩沖溶液中，與羥胺硫酸鹽在101-102℃進行肟化反應1h，得到對羥基苯乙酰酮肟(2)；(2)在SOCl2催化下，在乙酸乙酯溶劑中于50℃進行Beckmann重排反應10 min，得到目標產物N-乙酰基對氨基苯酚。為抑制副產物，重排反應時應加入少量的KI；粗產品先用鹽酸處理，再用活性炭在水中脫色精制，合成總收率高達60%，產品熔點1

41、70-172℃，純度99.9%以上。</p><p>　　1.3.3.4 Beckmann重排反應的發(fā)展前景</p><p>　　通過Beckmann重排反應，可以鑒定生成的酰胺或酰胺的水解產物，測定原來酮肟的結構，也可用此反應較經濟的合成一系列有機產物。Beckmann重排反應是原子經濟性反應，符合環(huán)境友好要求。隨著研究不斷深入，更多有效催化劑的出現(xiàn)，Beckmann重排反應在有機合成中

42、將會有更多新的應用。</p><p>　　1.4 涉及缺電子氧的重排</p><p>　　1.4.1 拜耶爾-維利格（Baeyer-Villigen）重排</p><p>　　酮在過氧酸如過氧苯甲酸、過氧乙酸等的作用下轉變成酯的過程，稱為Baeyer-Villigen重排[14,15]。在Baeyer-Villigen重排中脂烴基重排的次序為叔烷基＞仲烷基＞伯烷基＞

43、甲基；烯丙基＞烯烴基＞伯烷基；苯基＞烷基。不過，影響重排的因素還有構象、位阻，甚至試劑，這一次序有可能改變。遷移的烴基如以手性碳和羰基相連，重排后構型保持不變。其反應過程為：過氧酸對質子化的羰基親核加成，然后遷移基團向缺電子的氧遷移，同時分解出羧酸。在反應過程中，當離去集團上有吸電子基或遷移基團上有給電子基時，反應加速，說明基團的離去和遷移是同時發(fā)生的。</p><p>　　1.4.2 羥基氫過氧化物重排<

44、/p><p>　　烴類化合物用空氣或過氧化氫氧化生成羥基氫過氧化物。羥基氫過氧化物在Lewis酸的作用下，發(fā)生O—O鍵斷裂，同時羥基從碳原子遷移到氧原子上，這種反應稱為羥基氫過氧化物重排[16]。其反應歷程為：酸使羥基氫過氧化物質子化，隨后失去一分子水形成一個缺電子的氧中間體，然后遷移基團帶著一對成鍵電子從碳遷移到氧，形成碳正離子，在與水加成形成半縮醛，后者在反應條件下形成醇（酚）和酮。</p><

45、;p><b>　　2親電重排</b></p><p>　　親電重排是指反應物在親核試劑（堿）的作用下，遷移基團以正離子形式遷移到帶有負電荷的原子上。該類重排反應是包含負離子的重排。</p><p>　　2.1 Stevens重排</p><p>　　1928年Stevens T S發(fā)現(xiàn)：季銨鹽在水溶液中生成季銨堿后，一個烴基從氮原子遷移到

46、另一個烴基中的碳原子上，生成叔胺的反應，稱為Stevens重排[17]。兩種季銨堿同時發(fā)生重排，沒有發(fā)現(xiàn)一種季銨離子中的烴基遷移到另一種季銨離子中的交叉產物，因此，是分子內的反應。</p><p>　　反應歷程為：OH 強行拉出酸性氫，形成共振穩(wěn)定的碳負離子，芐基以正離子形式由氮向碳負離子遷移，生成叔胺。當遷移基團具有手性碳原子時，其重排結果是手性碳原子構型不變。并且，在兩種季銨堿同時發(fā)生重排，沒有發(fā)現(xiàn)一種季銨離

47、子中的烴基遷移到另一種季銨離子中的交叉產物，這說明Stevens重排是分子內重排。</p><p>　　2.2 Wittig重排</p><p>　　1942年Wittig G發(fā)現(xiàn)：醚在醇溶液中與烷基鋰、苯基鋰等強堿作用，分子中的烷基或苯基發(fā)生移位遷移到碳原子上生成醇鋰的反應，稱為Wittig重排反應[18]。由于醚中α-碳氫鍵的酸性較弱，所以反應需要用較強的堿。其反應歷程為：強堿移去一

48、個酸性氫，形成一個較穩(wěn)定的碳負離子中間體，然后遷移基團從氧移到碳負離子上，重排成烷氧負離子，然后水解得到醇[19]。當遷移基團具有手性時，經重排后僅有一部分保持旋光性，另一部分發(fā)生外消旋化。</p><p><b>　　3 芳香重排</b></p><p>　　芳香重排是一類用酸或Lewis酸催化的重排反應。在該類反應中：O—取代酚和N—取代芳胺中與雜原子相連的集團重

49、排到芳基的鄰位或對位。</p><p>　　3.1 Fries重排</p><p>　　酚類的羧酸酯與AlCl3，ZnCl2等共熱，?；鶑呐c苯環(huán)相連的氧遷移到芳環(huán)上，形成鄰位或對位酚酮，該反應稱為Fries重排。</p><p>　　酚酯在Lewis酸存在下加熱，可發(fā)生?；嘏欧磻舌徚u基和對羥基芳酮的混合物。重排可以在硝基苯、硝基甲烷等溶劑中進行[20]，也可

50、以不用溶劑直接加熱進行。 </p><p>　　鄰、對位產物的比例取決于酚酯的結構、反應條件和催化劑等。例如，用多聚磷酸催化時主要生成對位重排產物，而用四氯化鈦催化時則主要生成鄰位重排產物。反應溫度對鄰、對位產物比例的影響比較大。一般來講，較低溫度（如室溫）下重排有利于形成對位異構產物（動力學控制），較高溫度下重排有利于形成鄰位異構產物（熱力學控制）。</p><p>　　3.1.1

51、反應機理</p><p>　　Fries重排反應的歷程迄今仍未完全清楚，僅知某些反應可能是分子間的反應，而另一些反應則可能為分子內的反應。分子間重排反應的歷程為：</p><p>　　該反應過程中酚酯與三氯化鋁催化劑最初形成絡合物，由于三氯化鋁的影響，增加了C-O鍵的極性，促使?；趸臄嗔眩甚；x子、發(fā)生酰基化反應，得到鄰、對位產物。所以三氯化鋁用量和酚酯用量的比例至少需要1:1

52、，反應在有溶劑或無溶劑的情況下均可以進行。</p><p>　　3.2 Fries重排反應在有機合成中的應用</p><p>　　Fries反應與Friedel-Crafts反應有關，是一種自身?；倪^程，催化劑大多是Lewis酸或Bronsted酸類催化劑，如AlCl3、TiCl3、FeCl3、ZnCl2、HF、H2SO4等。</p><p>　　3.2.1 重

53、排反應的條件</p><p>　　在反應中，酚酯的結構、催化劑的選擇及反應溫度對反應速度、收率、芳酮異構體的比例有很大影響[21]。反應溫度高低對反應產物影響很明顯，低溫有利于形成對位異構體，高溫有利于形成鄰位異構體，這是由于對位產物的生成速度受動力學控制影響；而鄰位產物受熱力學控制影響，反應過程中能夠形成環(huán)狀絡合物，比對位產物穩(wěn)定。利用鄰、對位異構體性質上的差異，可將產物分離提純。</p><

54、;p>　　在三氯化鋁催化下，以二硫化碳作溶劑，經高溫反應，鄰羥基苯乙酮的收率達36%；不用溶劑，常溫反應，主要生成對羥基苯乙酮，收率可達58.5%。采用三氯化鋁-氯化鈉復鹽作催化劑，不用溶劑作高溫反應，使鄰羥基苯乙酮收率達到42%，反應時間縮短4h，同時回收29%的副產品對羥基苯乙酮。</p><p>　　近幾年來，除了廣泛使用上述提到的酸催化劑催化Fries重排反應外，人們開始改進和研發(fā)新型、環(huán)境友好、經

55、濟適用的Fries重排反應催化劑[22]，例如甲磺酸類、金屬三氟甲磺酸鹽、雜多酸、沸石、離子液體等，已經取得了很好的催化效果。</p><p>　　3.2.2 Fries重排反應的新方法 </p><p>　　使用光誘導催化Fries重排，即Photo-Fries Rearrangement。其中一個具有重要合成意義的應用實例是天然產物Diazonamide A 的全合成中核心結構大環(huán)的

56、合成。因其獨特的大環(huán)結構，強效的抗腫瘤活性使其成為人們關注的新型抗腫瘤藥物研究的先導物，國內外很多科研小組對Diazonamide A 的全合成開展了研究。Magnus Philip等[23]在Diazonamide核心結構大環(huán)的合成最后一步用了光誘導催化Fries重排，產品收率達76%。利用微波由內到外的加熱機制，對于無溶劑條件下的Fries重排反應，可以起到一定的促進作用，反應在幾分鐘內完成。例如，β-萘酚乙酸酯在K-10載體上的微

57、波催化反應[24]，反應10min，收率為70%，重排后乙?；皇窃?位，而是在6位或8位，比例是1:9 。</p><p>　　另外，利用β-環(huán)糊精對底物的包結作用可以提高Fries重排反應的選擇性。例如，研究β-環(huán)糊精包結中的乙酸苯酯的固相Fries重排反應，發(fā)現(xiàn)生成鄰位產物的選擇性很高，產率達100% 。</p><p>　　3.2.3 Fries重排反應在醫(yī)藥及農藥中的應用[25

58、]</p><p>　　1-（4羥基苯基）-1-丙酮（3）是合成抗早產藥利托君的中間體。它可通過丙酸苯酯的Fries重排反應合成。</p><p>　　Fries重排的另一個應用是合成腎上腺素，它是一種強心劑。 </p><p>　　用鄰甲氧基苯甲酸和1,3,5-三溴苯作為起始原料，通過Fries重排、二羥基化等合成了大黃酸（4）。又如，鄰/對羥基苯丁酮，商品名銀

59、泰，為鄰羥基苯丁酮和對羥基苯丁酮的混合物，以丁酸苯酯為原料經Fries重排制備。藥效實驗證明，銀泰對蘋果腐爛病、蘋果及番茄輪紋病、玉米大斑病及小麥紋枯病具有良好的防治效果，其中對羥基苯丁酮的抑菌、殺菌活性高于鄰羥基苯丁酮。</p><p>　　3.2.4 Fries重排的前景</p><p>　　Fries重排是合成芳酮的重要方法，它在有機合成中應用日益廣泛，因此，對其進行系統(tǒng)詳細的研究

60、不僅對化學化工過程可持續(xù)發(fā)展有著極為重要的理論意義，而且也有很高的實用價值。</p><p>　　3.3 Claisen重排</p><p>　　Claisen重排是指烯醇或酚類的烯丙基醚在加熱條件下，發(fā)生烯丙基從氧原子上遷移到碳原子上的重排[26]。Claisen重排反應是有機化學中應用廣泛的合成反應之一。 Claisen重排是分子內的重排，重排后α-碳原子與苯環(huán)相連，碳碳雙鍵發(fā)生位移

61、。兩個鄰位都被取代的芳基烯丙基酚，重排后則仍是α-碳原子與苯環(huán)相連。</p><p>　　烯丙基芳基醚在高溫（200℃）下可以重排，生成烯丙基酚。</p><p>　　當烯丙基芳基醚的兩個鄰位未被取代基占滿時，重排主要得到鄰位產物，兩個鄰位均被取代基占據(jù)時，重排得到對位產物。對位、鄰位均被占滿時不發(fā)生此類重排反應。</p><p>　　交叉反應實驗證明：Claise

62、n重排是分子內的重排。采用g-碳C標記的烯丙基醚進行重排，重排后g-碳離子與苯環(huán)相連，碳碳雙鍵發(fā)生位移。兩個鄰位都被取代的芳基烯丙基酚，重排后則仍是α-碳原子與苯環(huán)相連。</p><p>　　3.3.1 反應機理 </p><p>　　Claisen重排是個協(xié)同反應，中間經過一個環(huán)狀過渡態(tài)，所以芳環(huán)上取代基的電子效應對重排無影響[27]。從烯丙基芳基醚重排為鄰烯丙基酚經過一次[3，3]s遷

63、移和一次由酮式到烯醇式的互變異構；兩個鄰位都被取代基占據(jù)的烯丙基酚重排時先經過一次[3，3]s遷移到鄰位（Claisen重排），由于鄰位已被取代基占據(jù)，無法發(fā)生互變異構，接著又發(fā)生一次[3，3]s遷移（Cope重排）到對位，然后經互變異構得到對位烯丙基酚。</p><p>　　4 自由基重排[28,29]</p><p>　　自由基重排反應不像碳正離子重排反應那樣普遍，也不如碳負離子重排反

64、應多，但一般原理基本是一樣的，首先必須產生自由基，然后才能發(fā)生基團的遷移，而且遷移的基團必須是帶著單個電子遷移到遷移終點。有機化合物發(fā)生化學變化，共價鍵在斷裂時，一對電子平均分給兩個原子或原子團 A:BA·+·B這種斷裂方式稱為均裂。</p><p>　　新生成的自由基進一步反應而形成穩(wěn)定產物。例如3-甲基-3-苯基丁醛在二叔丁基過氧化物的作用下，發(fā)生重排反應，生成大約一半重排產物，另一半是正

65、常的產物。說明自由基重排的限度比親核重排要小，只有50％的遷移產物。另外，主要是芳基的遷移，一般不發(fā)生H和烷基的遷移，如3,3-二甲基戊醛在同樣的條件下，并不發(fā)生重排反應。</p><p>　　一般認為在自由基重排過程中，形成橋連的離域的過渡態(tài)，苯環(huán)能夠分散孤電子，使過渡態(tài)得以穩(wěn)定，所以遷移基團往往是苯基，通常烷基是不發(fā)生遷移的。</p><p>　　在自由基重排中，也發(fā)現(xiàn)有鹵原子的遷移。

66、例如3,3,3-三氯丙烯在有過氧化物存在下與溴反應，生成53％的重排產物（BrCCl2CHClCH2Br）。</p><p>　　53%這主要是由于二氯烷基自由基比較穩(wěn)定。</p><p><b>　　5 結論</b></p><p>　　本文對重排反應進行系統(tǒng)及詳細的研究，不僅對化學化工過程可持續(xù)發(fā)展有著極為重要的理論意義，而且也有很高的實用

67、價值。由于缺乏經驗，以及查到的資料欠缺，對重排反應的研究有待進一步的研究。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 彭曉霞, 劉志良. 頻哪醇重排反應的研究進展[J]. 化學通報, 2011,74(9):810-815.</p><p>　　[2] 陳中元. 頻吶醇和反頻吶醇轉為重排反應的研究[J]. 貴州

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