首页化学工程制药工程药物合成反应 04 重排反应.ppt

04 重排反应.ppt

页数:66页文件大小:1.75 MB来源: 药物合成反应ppt课件

本课件为药物合成反应课程的第五章,先给出重排反应的定义与机理分类,再按重排起点与终点原子的不同,依次讲解碳到碳、碳到杂原子、杂原子到碳的重排以及σ键迁移重排的代表反应与迁移规律。

药物合成反应第五章重排反应封面页,标示英文名称Rearrangement Reaction与本章主题
重排反应定义与分类页,给出重排起点原子A、终点原子B与重排基团W的含义及离子型、自由基与周环三类机理
Wagner-Meerwein重排定义页,说明醇或卤代烃在酸催化取代消除及烯烃亲电加成时发生的碳正离子重排
查看本课件的文字版(共 66 页,供检索与复制)

第1页:第五章 重排反应章节封面

第五章 重排反应 Chapter 5: Rearrangement Reaction

本章按重排起讫原子的不同,讲述碳到碳、碳到杂原子、杂原子到碳以及 σ 键迁移四类重排反应。

第2页:重排反应的定义与分类

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。
符号
A 为重排起点原子,B 为重排终点原子,W 为重排基团。

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(σ-键迁移重排)。

第3页:Wagner-Meerwein重排的定义

第一节 从碳原子到碳原子的重排:一、Wagner-Meerwein 重排

定义
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。

第4页:碳正离子的形成方式

1、形成 C+ 的形式

  • a 卤代烃:Ag+、AlCl3。
  • b 含 —NH2:重氮化放氮。
  • c —OH:加 H+ 后脱水(—H2O)。

第5页:迁移基团的迁移顺序

2、迁移基团的迁移顺序:本页以图示给出不同基团迁移能力的强弱顺序,建议对照原课件图片补充。

第6页:苯基迁移速度的比较

迁移速度比较:苯的迁移速度为甲基的 3000 倍。本页以图示给出具体比较数据,建议对照原课件图片补充。

第7页:Wagner-Meerwein重排实例

Wagner-Meerwein 重排反应实例:本页以反应式图示给出典型底物的重排产物与骨架变化,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第8页:Wagner-Meerwein实例(续)

Wagner-Meerwein 重排反应实例(续):本页继续以反应式图示给出不同底物的重排结果,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第9页:Pinacol频纳醇重排

二、频纳醇重排(Pinacol):邻二醇(或邻二官能团)化合物经重排合成酮的方法。本页以图示给出重排机理,建议对照原课件图片补充基团迁移与脱质子步骤。

第10页:四取代乙二醇的重排

1、四取代乙二醇的重排

  • a 四个取代基相同,得单一产物。
  • b 结构对称,得单一产物。

第11页:四取代乙二醇重排的情形C

四取代乙二醇重排(C):本页以反应式图示给出取代基不同时的迁移选择与产物,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第12页:四取代乙二醇重排的情形D

四取代乙二醇重排(d):本页以反应式图示给出另一组取代类型底物的重排产物,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第13页:羟基位于脂环上的连乙二醇

(e)羟基位于脂环上的连乙二醇:本页以反应式图示给出脂环邻二醇重排导致环系变化的结果,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第14页:Semipinacol半频纳醇重排

Semipinacol 重排:本页以反应式图示给出半频纳醇重排的底物类型与产物,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第15页:二苯乙醇酸型重排的机理

三、二苯基乙二酮——二苯乙醇酸型重排:本页以图示给出 α-二酮经芳基迁移生成二苯乙醇酸(α-羟基酸)的重排历程,建议对照原课件图片补充。

第16页:二苯乙醇酸型重排的特点

二苯乙醇酸型重排的特点

  • ①用碱(无机碱醇溶液)得羧酸盐;若用有机碱(CH3ONa、t-BuOK)则得酯。
  • ②与酮的结构有关,本页以图示给出适用的酮结构范围。

第17页:二苯乙醇酸型重排应用实例

二苯乙醇酸型重排应用实例:本页以反应式图示给出该重排在药物及中间体合成中的应用,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第18页:二苯乙醇酸型重排应用实例(续)

二苯乙醇酸型重排应用实例(续):本页继续以反应式图示给出不同 α-二酮底物的重排产物,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第19页:Favorskii重排的定义

四、Favorskii(法沃尔斯基)重排:α-卤代酮类化合物在碱性条件下发生重排,α-基团迁移到卤素所在位置。本页以反应式图示呈现,建议对照原课件图片补充。

第20页:Favorskii重排机理

Favorskii 重排机理:本页以图示给出经环丙酮中间体再开环的重排历程,建议对照原课件图片补充。

第21页:Favorskii重排(续)

Favorskii 重排(续):本页继续以反应式图示给出不同 α-卤代酮底物的重排产物,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第22页:Favorskii重排实例(续)

Favorskii 重排实例(续):本页以反应式图示给出环状 α-卤代酮底物发生缩环重排的结果,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第23页:Wolff重排与增碳合成

五、Wolff 重排和 Arndt-Eistert:Wolff(沃尔夫)重排 / Arndt-Eistert:α-重氮酮重排成乙烯酮,是 Arndt-Eistert 合成的基元步骤。本页以反应式图示呈现,建议对照原课件图片补充。

第24页:Arndt-Eistert合成

阿恩特-埃斯特尔特(Arndt-Eistert)合成:本页以反应式图示给出由羧酸经酰氯、重氮酮再 Wolff 重排实现增碳的完整路线,建议对照原课件图片补充。

第25页:Wolff重排(续)

Wolff 重排(续):本页以反应式图示给出乙烯酮中间体在水、醇、胺作用下分别生成羧酸、酯与酰胺的转化,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第26页:Wolff重排实例(续)

Wolff 重排实例(续):本页继续以反应式图示给出 Wolff 重排在合成中的应用实例,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第27页:Curtius反应的定义

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。本页以反应式图示呈现,建议对照原课件图片补充。

第28页:Curtius反应实例

Curtius 反应实例:本页以反应式图示给出由羧酸经酰基叠氮制备少一个碳原子胺的实例,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第29页:Schmidt反应的定义

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;其中以羧酸与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 Hofmann 重排、Curtius 反应相比,本反应胺的收率较高。

第30页:Schmidt反应的立体化学

Schmidt 反应的立体化学:当 R 为手性碳原子时,重排后手性碳原子的构型不变。本页以反应式图示给出实例,建议对照原课件图片补充。

第31页:Beckmann重排的机理

第二节 由碳原子到杂原子的重排:1、Beckmann 重排

定义
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
本页以图示给出肟羟基质子化脱水、基团反式迁移再水解的生成酰胺历程。

第32页:Beckmann重排的催化剂

(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33页:Beckmann重排中肟的结构影响

(2)肟的结构

  • 脂环酮肟发生扩环反应,生成内酰胺。
  • 芳酯(香)酮肟不易发生异构化,得芳胺重排产物。

第34页:Beckmann重排的应用

Beckmann 重排的应用:本页以反应式图示给出 Beckmann 重排在制备内酰胺等方面的应用,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第35页:Hofmann重排的定义

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。本页另以反应式图示呈现,建议对照原课件图片补充。

第36页:Hofmann重排机理

Hofmann 重排机理:本页以图示给出 N-卤代酰胺脱质子、基团迁移生成异氰酸酯再水解的历程,建议对照原课件图片补充。

第37页:α-碳带取代基的Hofmann重排

当酰胺基的 α-碳上有羟基、氨基、卤素、烯键时:本页以反应式图示给出这些特殊底物在 Hofmann 重排中的表现与产物,建议对照原课件图片补充。

第38页:Hofmann重排的立体化学

Hofmann 重排的立体化学:当酰胺基的 α-碳上有手性时,重排后构型不变。本页以反应式图示给出实例,建议对照原课件图片补充。

第39页:分子内成环的Hofmann重排

分子内成环:当酰胺分子的适当位置有羟基、氨基存在时,可以成环。本页以反应式图示给出成环实例,建议对照原课件图片补充。

第40页:二元酸酰亚胺的Hofmann重排

二元酸的酰亚胺:本页以反应式图示给出二元酸酰亚胺进行 Hofmann 重排的产物与特点,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第41页:Stevens重排

第三节 从杂原子到碳原子的重排:一、Stevens 重排

定义
季铵盐(α-位有吸电子基)在碱催化条件下重排生成叔胺的反应,即连有活泼亚甲基的季铵盐的重排。
机理
本页以图示给出叶立德形成与基团迁移的历程。

第42页:Stevens重排(续)

Stevens 重排(续):本页继续以反应式图示给出不同季铵盐底物的重排产物,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第43页:Stevens重排实例(续)

Stevens 重排实例(续):本页以反应式图示给出含硫等杂原子叶立德的相关重排实例,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第44页:Wittig重排的定义

二、Wittig 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。本页以反应式图示呈现,建议对照原课件图片补充。

第45页:Wittig重排实例

Wittig 重排实例:本页以反应式图示给出不同醚类底物的烷基位移产物与迁移顺序,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第46页:σ键迁移重排的定义

σ 键迁移反应
又称 σ 重排反应,是指共轭体系中 σ 键从一端迁移到另一端的重排。

第四节 σ 键迁移重排:本节讲述 Claisen 重排、芳香族 Claisen 重排与 Cope 重排。

第47页:Claisen重排

一、Claisen 重排:烯丙基乙烯基醚经 σ 键迁移生成羰基化合物。本页以反应式图示呈现,建议对照原课件图片补充。

第48页:Claisen重排:烯丙醇与乙烯醚反应

①烯丙醇 + 乙烯醚反应:本页以反应式图示给出由烯丙醇与乙烯醚制备烯丙基乙烯基醚并进行 Claisen 重排的路线,建议对照原课件图片补充。

第49页:Claisen重排:烯丙醇与原甲酸酯反应

②烯丙醇与原甲酸酯、羧酮(醛)反应:本页以反应式图示给出该路线制备重排前体的过程,建议对照原课件图片补充。

第50页:Claisen重排实例(续)

Claisen 重排实例(续):本页以反应式图示给出不同底物的重排产物与立体化学结果,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第51页:羧酸烯丙酯与烯醇硅醚的Claisen重排

③羧酸烯丙酯与烯醇硅醚:本页以反应式图示给出羧酸烯丙酯转化为烯醇硅醚后进行 Claisen 重排的路线,建议对照原课件图片补充。

第52页:芳香族Claisen重排

二、芳香族 Claisen 重排:本页以反应式图示给出烯丙基芳基醚重排生成邻(或对)烯丙基酚的过程,建议对照原课件图片补充。

第53页:Cope重排

三、Cope 重排:本页以反应式图示给出 1,5-二烯类化合物发生 σ 键迁移重排的实例,建议对照原课件图片补充。

第54页:Curtius反应定义(源文件重复页)

Curtius(库尔悌斯)反应(源文件重复页):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。本页内容与本章前述 Curtius 反应定义页重复,源文件自身如此,保留未删。

第55页:Curtius反应机理

Curtius 反应机理:本页以图示给出酰基叠氮受热分解、基团迁移生成异氰酸酯的历程,建议对照原课件图片补充。

第56页:Curtius反应实例(源文件重复页)

Curtius 反应实例(源文件重复页):本页以反应式图示给出由羧酸经酰基叠氮制备胺的实例,内容与本章前述实例页重复,源文件自身如此,保留未删。

第57页:Schmidt反应定义(源文件重复页)

Schmidt(施密特)反应(源文件重复页):羧酸、醛或酮分别与等摩尔的叠氮酸(HN3)在强酸存在下发生分子内重排,分别得到胺、腈及酰胺;以羧酸与叠氮酸作用直接得到胺的反应最为重要,胺的收率高于 Hofmann 重排与 Curtius 反应。本页内容与本章前述 Schmidt 反应页重复,保留未删。

第58页:Schmidt反应机理

Schmidt 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。本页以图示呈现,建议对照原课件图片补充。

第59页:Schmidt反应立体化学(重复页)

Schmidt 反应的立体化学(源文件重复页):当 R 为手性碳原子时,重排后手性碳原子的构型不变。本页内容与本章前述页重复,保留未删。

第60页:Schmidt反应实例

Schmidt 反应实例:本页以反应式图示给出由羧酸经 Schmidt 反应制备胺的实例,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第61页:Schmidt反应(续)

Schmidt 反应(续):本页以反应式图示给出醛、酮底物经 Schmidt 反应生成腈与酰胺的产物,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第62页:Curtius反应续页(源文件仅有图片)

Curtius 反应(续):本页仅提取到标题内容,建议对照原课件图片补充。

第63页:Curtius反应定义(重复页)

Curtius 反应(源文件再次重复页):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。本页为本章第三次出现的同内容页,源文件自身如此,保留未删。

第64页:Curtius反应定义(末段重复页)

Curtius 反应(源文件末段重复页):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。本页内容与前述页重复,位于源文件末段,保留未删。

第65页:Stevens重排末页(源文件重复页)

第三节 从杂原子到碳原子的重排:一、Stevens 重排(源文件末段重复页):本页仅提取到章节标题,位于源文件末段,建议对照原课件图片补充。

第66页:Favorskii重排末页(重复页)

第一节 从碳原子到碳原子的重排:四、Favorskii 重排(源文件末段重复页):本页仅提取到章节标题,位于源文件末段,建议对照原课件图片补充。

顶部目录