之前分享了一篇文章:,雖然成系統,但是部分同學反饋有點啰嗦也不夠基礎,所以今天的這篇文章,我們試圖提供這個價值;
重排反應在有機化學中是一類非常重要的反應,涉及到有機分子舊骨架斷鍵,重組、然后形成新骨架的過程。
圖、重排反應模式
重排反應的通常模式是:分子內的一個基團或原子(Y)從一個原子(A)遷移至另一個原子(B)上, 其中A 為重排起點原子,B為重排終點原子,Y為重排基團或原子。A和B可以 是碳原子,也可以是N,O等雜原子;Y可以是烷基,也可以是其他的基團或原子。
重排反應分類方式一般有三種:
第一種:根據遷移基團或原子Y的移動進行分類;
當n=1時,為
1,2
-重排,意味著Y在兩個相鄰原子之間重排,機理通常涉及到碳正離子主導離子型中間體;示例如嚬哪醇重排;
當n=2時,為
1,3-
重排,意味著Y從其所連接的原子重排到了相鄰的第二個個原子上;機理通常是協同σ遷移(周環反應);示例如cope重排;
當n>2時,以此類推,通常涉及大環過渡態或多步協同的機理,示例如Criegee臭氧化反應涉及到
1,4-
重排;
第二種:根據所斷裂的鍵以及新形成的鍵中所包含的原子數進行分類;
為了方便,以Claisen重排進行說明;
如上一個示例中,反應斷裂的鍵為1,1之間,然后經歷一個六元過渡態,新形成的鍵為3,3之間,在斷裂的鍵與新形成的鍵之間,任意1-3所包含的原子數都為為3,反應斷掉了一個σ鍵,又形成了一個σ鍵,所以Claisen重排可以定義為[3,3]-σ重排反應。
第三種:根據在基團或原子Y遷移過程中,A-Y鍵的斷裂方式以及B-Y的成鍵方式進行分類。
當Y帶著一對電子遷移時,為親核重排或負離子型重排;示例非常多,除最上面的頻哪醇重排,我們再舉一個貝克曼重排的例子;
當Y以正離子的方式遷移時,為親電重排或正離子型重排;示例較少,因為形成穩定的碳負離子等富電子中心并使正離子遷移相對困難,示例如stevens重排;
當Y以自由基的方式遷移時,為自由基重排;該種重排模式相比于擁有眾多人名反應的離子型重排反應,被關注很少,很多時候被作為離子型重排反應的的副途徑存在;如貝克曼重排的自由基機制;
圖源:
Org. Lett.2016, 18, 14, 3450–3453
這方面感興趣的可以看一看蘇大朱晨組的一篇綜述,DOI:10.1039/D1CS00529D;名字起的很霸氣;
當重排過程通過協同的環狀過渡態的方式進行時,為協同重排;最常見的過渡態為六元環、七元環,用于擴環或者縮環,除了第一種分類方法中的示例外,我們在舉一個Buchner擴環反應的示例;
催化下的協同機理如下:
以上。
希望對大家有所幫助!
本文主要圖集來源:
Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis
https://cheminfographic.wordpress.com/
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