有机合成化学王玉炉第三版第3章

1、第第 3 章章 酸催化缩合与分子重排酸催化缩合与分子重排主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇 一般来说，缩合系指两个或两个以上分子经由失去某一简单分子(如H2O, HX, ROH, NH3, N2等)形成较大的单一分子的反应。酸催化缩合反应包括芳烃、烯烃、醛、酮和醇等在催化剂无机酸或路易士酸催化下，生成正离子并与亲核试剂作用，从而生成碳碳或碳氮等键的反应。主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 1. Friedel-Crafts 烷基化反应烷基化反应芳烃的烷基化可以用卤代烃、烯烃、醇、醚、醛和酮等作烷基化试剂，常用的芳烃的烷基化可以用卤代烃、烯烃、醇、醚、醛和酮等作烷

2、基化试剂，常用的催化剂是无机酸催化剂是无机酸(如硫酸，盐酸等如硫酸，盐酸等)和和Lewis酸酸(如无水如无水AlCl3、BF3、FeCl3、ZnCl2、SnCl4等等)，该反应常称为芳环上的亲电取代反应。，该反应常称为芳环上的亲电取代反应。 CMe2CH2CMe3FeCl3HF/BF3+89%NH2H2C CH2NH2EtEt2+Et2AlCl300 C, 6.57MPa, 115mino97.9%CCl3CHOCl+H2SO4CCl3CH()2Cl+H2O2CH3CCH3OOHCH3CH3H2O2+OHHO+CH2SO4HCHOHCl+H3PO4CH3COOHCH2ClH2O+77%3.1.

3、1 FriedelCrafts 反应反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇 Friedel-Carfts烷基化反应易生成多取代物。当所用的烷基化反应易生成多取代物。当所用的烷基化试剂的碳原子数为烷基化试剂的碳原子数为3个以上时，烷基往往发生异构化，个以上时，烷基往往发生异构化，其原因是碳正离子发生重排的结果。此外，当芳环上连有其原因是碳正离子发生重排的结果。此外，当芳环上连有吸电子基团吸电子基团(如如NO2、CN、COCH3等等)时，烷基化反时，烷基化反应很难发生甚至不发生。应很难发生甚至不发生。 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 3.1.1 FriedelCrafts 反应反应 1.

4、 Friedel-Crafts 烷基化反应烷基化反应主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇分子内分子内F FC C烃基化反应可用于芳环稠合烃基化反应可用于芳环稠合 H2SO4+H2O88%CH3CH2OOCH3Ph(CH2)4OHH3PO4H2C50%H3COHCH3CH3H3CSiO2, H3PO4CH2Cl2, 25 oC, 2h82%3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 3.1.1 FriedelCrafts 反应反应 1. Friedel-Crafts 烷基化反应烷基化反应主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇类似于芳烃，烯烃也能发生类似于芳烃，烯烃也能发生F FC C烃基化反应烃基化反应 (CH

5、3)3CCl(CH3)3CCH2CH2ClAlCl3-10 oC+CH2=CH2反应机理可能为反应机理可能为(CH3)3CClAlCl3(CH3)3CAlCl4+(CH3)3C+(CH3)3CCH2CH2CH2=CH2(CH3)3CCH2CH2Cl+AlCl4(CH3)3CCH2CH2+AlCl33.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 3.1.1 FriedelCrafts 反应反应 1. Friedel-Crafts 烷基化反应烷基化反应主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇类似于芳烃，烯烃也能发生FC烃基化反应 H3CC=CH2H3C+CHCH3CH3CH3浓H2SO4或HF010 oC(CH

6、3)3CHCH2C(CH3)3制备高辛烷值汽油的一个较便宜的方法 (CH3)3C(CH3)3CCH2C (CH3)2H(CH3)2C=CH2(CH3)2C=CH2+(CH3)3CCH2C (CH3)2HC(CH3)3(CH3)3CCH2CH(CH3)2+(CH3)3C反应首先经过异丁烯二聚，最后一步是碳正离子从叔丁烷夺取负氢离子 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 3.1.1 FriedelCrafts 反应 1. Friedel-Crafts 烷基化反应主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2. FC酰基化反应酰基化反应1) 1) 用用FriedelFriedelCraftsCrafts反应

7、合成酮反应合成酮 COCl+AlCl3CO82%+AlCl3OOOCOCH2CH2COOH92%95%CH3COOHCH3COOHP2O5P2O5OCH3OCH3COCH3OCH3COCH3COCH3CH3COClAlCl3OCH3NO2OCH3NO2COCH33.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 3.1.1 FriedelCrafts 反应反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇1) 1) 用用FriedelFriedelCraftsCrafts反应合成酮反应合成酮 A lC l3(C H3C O )2O+CS2， 回 流69 % 79%B rB rC O C H3+CH3C NZnCl2

8、, HCl(C2H5)2OHClH2O回流.OHHOOHOHHOOHNHH3COHHOOHCOCH374%87%PO Cl3,100125 oCN (C H3)2(H3C )2NNP hPhH2OHC l(H3C )2NOPhPhCO N HPh2. FC酰基化反应酰基化反应3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 3.1.1 FriedelCrafts 反应反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇1) 1) 用用FriedelFriedelCraftsCrafts反应合成酮反应合成酮 OOOH2SO4OCOOH57%+AlCl3COCH2CH2CHOOOZn-Hg/HClH2SO4,H2SO4

9、OOOOO2. FC酰基化反应酰基化反应3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 3.1.1 FriedelCrafts 反应反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇1) 1) 用用FriedelFriedelCraftsCrafts反应合成酮反应合成酮 (CH2)5COClAlCl3, CS225oCCO(CH2)567%AlCl3AlCl4C ClORCOR+COR(CH3)2C=CH2+(CH3)2C CH2COR2. FC酰基化反应酰基化反应3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 3.1.1 FriedelCrafts 反应反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇1) 1) 用用Frie

10、delFriedelCraftsCrafts反应合成酮反应合成酮 CH3CO+COCH3COCH3COCH3ClHAlCl4Me2NHHCl2. FC酰基化反应酰基化反应3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 3.1.1 FriedelCrafts 反应反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2) 2) FreidelFreidelCraftsCrafts反应合成醛反应合成醛 一氧化碳和氯化氢的等摩尔混合物可由甲酸和氯磺酸作用制得一氧化碳和氯化氢的等摩尔混合物可由甲酸和氯磺酸作用制得 HCOOH+ClSO3HHClCOH2SO4+HClCO+AlCl3HCOClHCO+AlCl4HC lCO+

11、A lC l3-C u2C l220oHCOCHOHC H OC82.8%C6H6CH3+CO+HClAlCl3-Cu2Cl220oCH3CHO50%55%C2. FC酰基化反应酰基化反应3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 3.1.1 FriedelCrafts 反应反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2) 2) FreidelFreidelCraftsCrafts反应合成醛反应合成醛 + +F FC C H H O OB B F F3 3, , 0 0 1 10 0 C C H H3 3H H3 3C CC C H H3 3C C H H3 3H H3 3C CC C H H3 3C

12、 C H H O OOCH3HCN, HCl, AlCl3, 45oCH2OOCH3CHO+Cl2CHOCH3TiCl4CH2Cl2ClCHOCH3CH3H3CCH3CH3H3CCH3CHOCH3ClH2O02581% 89%CH3H3CCH3CH3H3CCH3CHO2. FC酰基化反应酰基化反应3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 3.1.1 FriedelCrafts 反应反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2) 2) FreidelFreidelCraftsCrafts反应合成醛反应合成醛 H3COHCH(CH3)2H3COHCH(CH3)2Zn(CN)2, HCl, AlCl3H

13、3O+CHOHClHCNHN=C HCl+AlCl3RAlCl3HN=HCRH2OOHCR + NH32. FC酰基化反应酰基化反应3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 3.1.1 FriedelCrafts 反应反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.1.2 3.1.2 醛或酮及其衍生物的反应醛或酮及其衍生物的反应 1. 1. 自身缩合自身缩合 2CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHOHH2OCH3CH=CHCHOHCH3CHOCH3C HOHCH3CH=O HHC H3C H OC H =O HC H2HHC H2= C H O HCH=CH2C H3C H OHOH:+CH C

14、H2CH OHCH3O HCH3CH CH2CHOO HHHCH3CHCH2CHOOHCH3CHCH2CHOOH2H3OCH3CH=CHCHO3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇HCH3COCH3(C H3)2C=C H C O C H32C H3C O C H3(C H3)2C =C H C O C H =C (C H3)2HCH3COCH3CH3CCH3O HCH3C CH3OHHHC H3C O C H3O HC H3CC H2HCH3C =C H2O HCH3C=CH2OH:+CH3C CH3OHCH3CCH2C(CH3)2O HOHH3O(CH3

15、)2C=CHCOCH3HO HC H3C C H = C (C H3)2HC H2= C C H = C (C H3)2O H(C H3)2C = C H C O C H3+H3OCH2=CCH=C(CH3)2OHCH3CCH3OH(CH3)2C=CHCCH2C(CH3)2OHO H(CH3)2C=CHCOCH=C(CH3)23.1.2 3.1.2 醛或酮及其衍生物的反应醛或酮及其衍生物的反应 1. 1. 自身缩合自身缩合 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇H2SO4H3CCHCHCHOOOCH3CH33CH3CHOH2SO4H3CCHOCH3O CHC

16、H3CHOCHOCH34CH3CHO3.1.2 3.1.2 醛或酮及其衍生物的反应醛或酮及其衍生物的反应 1. 1. 自身缩合自身缩合 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2.2. 交叉缩合交叉缩合 C H OO H+C H3CO无 水H C lOC HCC HH3COH2CHOHH2CHOH+H+-CHOOHHOHCHOH=OHCH OHOHCCHOHOHCCHOH2OHC CHH+-H2O-H+3.1.2 3.1.2 醛或酮及其衍生物的反应醛或酮及其衍生物的反应 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇HOOOHXXP

17、 rolin e,aceton eS olven t, r.tX ArCHO+CH3NO2HOAc + NH4OAc100, 3h, 或70, overnightX ArCH=CHNO2ArCH OH2CC NX+N H4O A c36m inCNArCH=CX88% 97%X: CF3, MeO, F, Cl X: CN, CONH2 2.2. 交叉缩合交叉缩合 3.1.2 3.1.2 醛或酮及其衍生物的反应醛或酮及其衍生物的反应 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3. 3. 酮与酰卤或酸酐的缩合酮与酰卤或酸酐的缩合 CH3COCH3CH3CCH2OH

18、CH3C=CH2BF3B F3BF3=HOOH3COH3COOH3COH3COB-F3BF3CH3C =OCH3COOBF3+CH3C =OCH3C=CH2B F3O+CH3COCH2COCH3BF3+CH3COCH2RBF3+(CH3CO)2OCH3COCHCOCH3R3.1.2 3.1.2 醛或酮及其衍生物的反应醛或酮及其衍生物的反应 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇CH3COCH3CH3CCH2OHCH3C=CH2BF3B F3BF3=HOOH3COH3COOH3COH3COB-F3BF3CH3C =OCH3COOBF3+CH3C =OCH3C=

19、CH2B F3O+CH3COCH2COCH3BF3+CH3COCH2RBF3+(CH3CO)2OCH3COCHCOCH3R3. 3. 酮与酰卤或酸酐的缩合酮与酰卤或酸酐的缩合 3.1.2 3.1.2 醛或酮及其衍生物的反应醛或酮及其衍生物的反应 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇1. Mannich reaction3.1.3 Mannich reaction3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 具有烯醇式或潜在烯醇式结构的化合物具有烯醇式或潜在烯醇式结构的化合物(如某些炔类化合物如某些炔类化合物)与醛与醛(通常为甲醛通常为甲醛)，在酸催化下，与

20、第一、第二胺反应，生成胺甲基化衍，在酸催化下，与第一、第二胺反应，生成胺甲基化衍生物的反应，叫做生物的反应，叫做Mannich reaction或曼氏反应。该反应广泛用于有或曼氏反应。该反应广泛用于有机合成。机合成。 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇1. Mannich reaction3.1.3 Mannich reaction3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 +RCOCH3CH2OEt2N H2ClH2O+.室温水或乙醇RCOCH2CH2NEt2 HCl.NaOHRCOCH2CH2NEt2RCOCH2CH2NEt2 HClOH+CH2OMe2NH+HOHCH2NMe2CH2NMe2

21、Me2NCH286%NH+CH2OMe2NH+HNHCH2NMe297%(CH3)2CHCHO CH2OMe2NH+H(CH3)2CCH2NMe2CHO主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇1. Mannich reaction3.1.3 Mannich reaction3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 CH3CH(CO2H)2CH2OMe2NH+HH2O(CH3)2C(COOH)2CH2NMe2NCH2OMe2NH+CH3HNCH2CH2NMe2PhC=PhCCH=CH2OMe2NH+HH2OCCH2NMe2CH2OH+H2CCH2=O HOHMe2NH:+-H2OMe2N =CH2Me2

22、NC H2CH2=O HMe2N HCH2OHP hC O C H3PhCO HP hC = C H2HH=CH2HO H主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇1. Mannich reaction3.1.3 Mannich reaction3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 PhC=CH2OH:+Me2N =CH2HPhCOCH2CH2NMe2Me2NH+PhCOCH=CH2RCOCH3ArCHOAr NH2+123HCl10%NaHCO30200C浓RCOCH2CH(Ar)NH(Ar )4主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2. Mannich Reaction在合成上的应用在合成上的应用3.1.

23、3 Mannich reaction3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 (1) 制备制备，不饱和羰基化合物不饱和羰基化合物 +RCOCH2CH2N+H(CH3)2Cl-+ CH2ORCOCH3H2N+(CH3)2Cl-+RCOCH=CH2(CH3)2NH HCl.RCOCH=CH2RCOCH2CH3H主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2. Mannich Reaction在合成上的应用在合成上的应用3.1.3 Mannich reaction3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 (2) 曼尼希碱或季铵盐的转换曼尼希碱或季铵盐的转换 NHCH2O+M e2NHCH3COOHH2ONH

24、CH2N(CH3)2绿 竹 碱95%NHC H2N (C H3)2（ CH3)2SO4NHC H2N (C H3)3CNOHNHC H2C O O HNHOCH2OHNNHOH2CNNHOCH3H+-H2O氢解+主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2. Mannich Reaction在合成上的应用在合成上的应用3.1.3 Mannich reaction3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 (2) 曼尼希碱或季铵盐的转换曼尼希碱或季铵盐的转换 CH3CONHCH(CO2Et)2EtOHCH3CONHC (CO2Et)2 OH -?HH?H?+CH3CONHC-(CO2Et)2CH2C(CO2

25、Et)2NHCOCH3CH2CHCO2HNH2NNHNCH2N (CH3)3主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2. Mannich Reaction在合成上的应用在合成上的应用3.1.3 Mannich reaction3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 (3) 合成生物碱合成生物碱H2CH2CCHOCHOCH3NH2N-OOCCOO-OCH3NOCH3+H2CCH2COCOO-COO-H3O+-2CO2NCH3ONCH3HOHNCH3HO COCHCHOPhZn-HIPhCH(CHO)CO2HKBH4CHCl3NCH3HO COCHCH2OHPhCH2CHOCH2CHO+CH3NH2H2

26、CCO2-H2CCO2CH3CH2CHCH2CHCO2CH3N CH3HCO2+OOOCOPhHPhCOCl古 柯 碱 80CH2CHCH2CHCO2CH3N CH3主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2. Mannich Reaction在合成上的应用在合成上的应用3.1.3 Mannich reaction3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 (3) 合成生物碱合成生物碱CHOH2CCHO+CH3NH2CH2CH2+H2CCO2HC=OH2CCO2H2H2O2CO2CHH2CCHCH2CH2N CH3CHCHC=O假石 榴碱 68CHH2CCHCH2CH2N CH3CHCHC=OHPhCO

27、ClCHH2CCHCH2CH2N CH3CHCHOCOPhCH3COCH2CH3CH2O(CH3)2NHCH3COCHCH2N(CH3)2CH3+H2OHOCHCHCH2N(CH3)2CH3CH3还原p-H2NC6H4CO2HCOOCHCHCH2N(CH3)2CH3CH3H2N土透卡因主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇1. 烯胺的生成烯胺的生成3.1.4 烯胺烯胺 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 烯胺烯胺(enamines)是分子中氨基直接与双键碳原子相连的化合物。烯是分子中氨基直接与双键碳原子相连的化合物。烯胺也叫胺也叫，-不饱和胺，烯胺分子中氮原子上有氢原子时容易转变为亚胺，不饱和

28、胺，烯胺分子中氮原子上有氢原子时容易转变为亚胺，与烯醇容易转变为羰基化合物相似。与烯醇容易转变为羰基化合物相似。 HNN主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇1. 烯胺的生成烯胺的生成3.1.4 烯胺烯胺 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 制备烯胺常用醛或酮与仲胺在脱水剂制备烯胺常用醛或酮与仲胺在脱水剂( (如无水碳酸钾如无水碳酸钾) )存在下反应，存在下反应，加苯、或甲苯、二甲苯把生成的水带出，并加入对甲基苯磺酸等作催化加苯、或甲苯、二甲苯把生成的水带出，并加入对甲基苯磺酸等作催化剂加热，用共沸蒸馏法除去生成的水即可很容易的制得。近年来，在制剂加热，用共沸蒸馏法除去生成的水即可很容易的制得

29、。近年来，在制备烯胺时，加一个强失水剂如四氯化钛，以迫使反应进行完全。在烯胺备烯胺时，加一个强失水剂如四氯化钛，以迫使反应进行完全。在烯胺形成中，仲胺常为环状化合物，它们的反应活性降低次序为：吡咯烷、形成中，仲胺常为环状化合物，它们的反应活性降低次序为：吡咯烷、吗啉和哌啶。它们的结构式如下吗啉和哌啶。它们的结构式如下 四氢 吡咯吗啉哌啶NHONHNH主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇1. 烯胺的生成烯胺的生成3.1.4 烯胺烯胺 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 O+NHP-CH3-C6H4SO3HC6H6,N+H2ON-(1-环戊烯基）四氢吡咯80%90%OH+O HR2N HH ON

30、 H R2H ON R2H+N R2H2OH2OHN R2HHN R2+OH3CNH+p-CH3C6H4SO3HC6H6,NH3C+NH3C占产物的85占产物的15主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2. 烯胺在有机合成中的应用烯胺在有机合成中的应用3.1.4 烯胺烯胺 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 烯胺在有机烯胺在有机合成中的应用在合成中的应用在于它的于它的-碳原碳原子子( (即初始羰基即初始羰基化合物的化合物的碳碳原子原子) )上带有部上带有部分负电荷。因此，分负电荷。因此，可作为亲核试剂可作为亲核试剂与卤代烷、酰卤与卤代烷、酰卤或亲电性的烯烃或亲电性的烯烃反应。反应。 NR R:

31、RCH3I, C6H6, 回流RCHNR RCRNR RRI-NR RRRCHC=CH3水解CH3R1213123CH3123123+RCH=CRCH=CRCHC=OI-主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2. 烯胺在有机合成中的应用烯胺在有机合成中的应用3.1.4 烯胺烯胺 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 NCH3I, CH3OH,NH3CI水解OCH3NH3CCH3CH2OHNH3CCH2CHCNHNCH2CH2CNH3COH3CCH2CH2CN:+回流水解65%CH2=CHCNN+CH3CNH3OC2H5CHCHOCH2CH2CO2CH367%C2H5CH=CHCH2=CHCO2C

32、H3主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇2. 烯胺在有机合成中的应用烯胺在有机合成中的应用3.1.4 烯胺烯胺 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 NOCH3(CH2)5CClON(C2H5)3NOHCO(CH2)5CH3NOCO(CH2)5CH3水解OCO(CH2)5CH375%RC=CHRR CO ClRNRHRR COC C=NClN(C2H5)3:C=C NR COR水解RCHCORR CO211:12212主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.1.5 -皮考啉反应（皮考啉反应（Picoline）3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 NZnCl2, PhCHOH2ONCH=CHPh

33、CH3ZnCl2, PhCHOH2ONCH3NCH=CHPhNCH3ZnCl2, PhCHOH2ONCH=CHPh主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.1.5 -皮考啉反应（皮考啉反应（Picoline）3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合反应 NCH2HZnCl2NCH2ZnC l2NEtCH3I-NEtCH2NEtCH2CH(OEt)2-HICH(OEt)3-OEtNEtCH2NEtCH2CHO E tCH2NE t-EtO H-H+NEtCHCHCHNEtNEtCHCHCHNE t主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.1.6 Prins reaction 3.1 3.1 酸催化缩合反应酸催化缩合

34、反应 HC H2O HC H2O H+C H2=O HCH2OHC CCH2OHC CH2OH+CH2OHC COHC H2O HC CCH2O HC CH2OH+CH2O HC CO HHCHOH2OOCCH2CO CH2C H2O+HC H3C H C H (C H3)C H2O HO HC H3C H = C H C H3+HOOPhN a-RO HP h(C H2)3O HPhC H = C H22C H2OHOBrPhCH(OH)CH2BrTsOH, KHSO4-H2OHCHOOOPhBrOOPhNH2H+Ph CHOHCHNH2CH2OH拆分CHCl2COClPh CHOHCHNH

35、COCHCl2CH2OHD-(-)-氯霉素PhCH=CH2PhCH=CHBrPh=NO2NH3主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.2 酸催化分子重排酸催化分子重排 分子重排反应（molecular rearrangement reaction）是分子中的一个基团或原子从一个原子转移到另一个原子上，形成一个新的分子的反应。分子重排可分为分子间重排和分子内重排。在重排中，迁移原子或基团完全游离并脱离原来的分子，然后再与其它部分相连接，这种重排称为分子间重排。在这种重排中，迁移基团也可能来自不同分子。而分子内重排则与其它分子无关，迁移基团自始至终没能脱离原来的分子，仅从分子的一部分迁移至分子的另一部分。

36、重排是一种复杂的有机化学现象。在有机合成中，一些重排经常是所需反应的竞争反应，合成中应以避免，一些重排可提供巧妙的合成途径，应尽量加以利用。 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.2.1 频哪醇频哪酮重排频哪醇频哪酮重排3.2 酸催化分子重排酸催化分子重排 (CH3)2C(CH3)2C C(CH3)2OHOHHH2OCCH3CH3(CH3)3C C CH3OHOH:H(CH3)3CCCH365%72%OOH OHPhCCH3CHHPhCCH2CH3OHHH2OPhCCH2OHCH3PhCH CHOHCH3PhCHCHOCH3HPh2C C(CH3)2OHOHH2SO4H2OZnCl2Ph2C C(C

37、H3)2OHHPh2C(CH3)COCH3Ph2C C(CH3)2OHHPhCOC(CH3)2PhCPh2OHOHH2SO4OPhPh99%O HO HH2SO4O主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.2.2 Beckmann重排3.2 酸催化分子重排酸催化分子重排 RNCRRNOHC RHRNOH2C RH2ORNC RH2ORNCRH2OHRNCROHNCROHRHHNOHHHNHOH110oCHHNHOHHHNHO110oCC6H5CHCH3CNCHCH3OHCH3H2SO4H NC6H5CH3O=C*NH2OHr.t.Bpy/BF4/PCl3353k, 2h转化率100选择性99ONHONH

38、O主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.2.3 烯丙基重排烯丙基重排3.2 酸催化分子重排酸催化分子重排 CH2CH2123123HH2OCl/CH2=CHCH2OHCH2=CHCH2ClCH=CH2CH2=CHClHHH2OH2OOHH2OCH3CH=CH CH2CH3CH=CHCH2ClCH3CH=CH CH2OH2CH3CH=CH CH2OHCH3 CHCH=CH2CH3 CHCH=CH2CH3 CHCH=CH2(C2H5)2NH + CH2=CH CH CH3Cl:(C2H5)2N苯CH2CH=CHCH3苯:(C2H5)2NH+CH2ClCH=CHCH3(C2H5)2N CH2CH=CHCH

39、3主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.2.4 联苯胺重排联苯胺重排3.2 酸催化分子重排酸催化分子重排 联苯胺（联苯胺（Benzidine）重排是指氢化偶氮苯化合物重排成）重排是指氢化偶氮苯化合物重排成4，4-二氨基联苯的反应。二氨基联苯的反应。 N H N HN H2H2NH反应速度反应速度=k氢化偶氮苯氢化偶氮苯H+2NHNHH2NHHNHHNNHHHHNN.NHHNHHHH.NN.HHHHHHHHHHHHH2NNH2H2H2NNH2主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.2.4 联苯胺重排联苯胺重排3.2 酸催化分子重排酸催化分子重排 已经知道，两种不同的氢化偶氮苯在同一体系中发生重排时，反应已经知

40、道，两种不同的氢化偶氮苯在同一体系中发生重排时，反应不发生交叉重排，这说明联苯胺重排是分子内重排过程：不发生交叉重排，这说明联苯胺重排是分子内重排过程：HNHNHNHNCH3H3CH2NNH2H2NNH2H3CCH3H2NNH2H3CH+不产生NHNHHCH3H3CNHCH3H3CH2N 当对位有取代基封闭时，重排可以发生在氨基的邻位。如果其中苯环只当对位有取代基封闭时，重排可以发生在氨基的邻位。如果其中苯环只有一个对位被封闭，重排产物叫做对半联苯胺，如果两个对位都被封闭，产有一个对位被封闭，重排产物叫做对半联苯胺，如果两个对位都被封闭，产物叫做邻半联苯胺。物叫做邻半联苯胺。 NHNHH3CH

41、NHH3CNH2主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.2.4 联苯胺重排联苯胺重排3.2 酸催化分子重排酸催化分子重排 N=NN=NNH2SO3NaSO3NaNH2刚 果 红N=NN=NNH2SO3NaH3CSO3NaNH2CH3直接红N=NN=NSO3NaNH2HONaO3SSO3NaNaO3S直接天兰OHNH2主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.2.5 Schmidt重排重排3.2 酸催化分子重排酸催化分子重排 在强酸存在下，羧酸、酮、醛等与叠氮酸作用，生成伯胺、酰胺在强酸存在下，羧酸、酮、醛等与叠氮酸作用，生成伯胺、酰胺或腈反应称为施密特（或腈反应称为施密特（Schmidt）重排反应。）重排反应。

42、HN3CO2N2R COOH+H2SO4C6H6R NH2+HN3H2SO4C H3(C H2)4C O O HC H3(C H2)4N H270% 75%CO O HN H2CH2CO O HCO O HCH2HN3H2SO4C O O HN H2H N3(H2S O4)C H C l3NH2COOHCOOHCOOHHN3H2SO4NH2HN3H2SO4H3COHH3CCOOHH3COHH3C主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.2.5 Schmidt重排重排3.2 酸催化分子重排酸催化分子重排 Schmidt重排反应历程为：重排反应历程为： RC OHOOH2SO4RC OH2ORC OHOHR

43、 C=O+H2OR C=O+HN3HORNCNN:N2R C N :R N=C=OR NH2+CO2H2O主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.2.5 Schmidt重排重排3.2 酸催化分子重排酸催化分子重排 OR C RR C O N H RH N3N2+H2SO4+ORCRRCONHRHN3N2+H2SO4+R CONHRORCRHN3+R C ROHNNN:N2R C ROHN:RN=CROHRCONHR重排反应速率为：重排反应速率为：二烷基酮二烷基酮烷基芳基酮烷基芳基酮二芳基酮二芳基酮主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.2.5 Schmidt重排重排3.2 酸催化分子重排酸催化分子重排 芳基烷

44、基酮重排，一般是芳基移位至氮原子上芳基烷基酮重排，一般是芳基移位至氮原子上 HN3+C6H5COCH3H2SO4C6H5NHCOCH377%OHN3HNHOOOOHN3HNHOCH3COCH3HN32+H2SO4CNNNNH3CH3C1, 5-二 甲基 四唑HN3, H2SO4N2HN3-H2OCardiazole（用作强心剂）OHNONOHNNNN若若HNHN3 3过量过量(2(2个物质的量以上个物质的量以上) )，则生成，则生成“四唑四唑”产物产物 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇3.2.5 Schmidt重排重排3.2 酸催化分子重排酸催化分子重排 醛发生醛发生SchmidtSchmidt重排反应生成腈重排反应生成腈 若若HNHN3 3过量过量(2(2个物质的量以上个物质的量以上) )，则生成，则生成“四