頻哪醇重排反應pinacol rearrangement,又稱“吶夸重排”,是一類親核重排反應,反應中,頻哪醇在酸性條件下發(fā)生消除并重排生成不對稱的,該反應可用于螺環(huán)烴的合成。
基本定義
頻哪醇在酸的作用下,發(fā)生重排,脫去一分子水,生成頻哪醇。
基本機理
反應時,頻哪醇在酸性條件下與一個質(zhì)子結(jié)合得到質(zhì)子化醇,質(zhì)子化醇隨后脫水生成碳正離子,含碳正離子的中間產(chǎn)物發(fā)生重排,生成不對稱的質(zhì)子化酮,該質(zhì)子化酮脫去質(zhì)子,生成重排產(chǎn)物。
一般而言,基團重排的能力為:芳基>烴基>氫,但有時氫原子的遷移會比烴基更快。
反應特點
(1)在不對稱取代的乙二醇中,一般能夠形成相對穩(wěn)定碳正離子的碳上的羥基(兩個羥基中電子云密度大)優(yōu)先質(zhì)子化脫水。
(2)如果形成的碳正離子的相鄰兩個碳上的基團不同,通常是供電子能力強的基團優(yōu)先遷移。重排時遷移基團的先后次序為,供電子芳基>苯基>烷基。
(3)遷移過程的立體化學是反式共平面遷移,即遷移基團與離去基團需要處于反面位置。
重要應用
可用于環(huán)的縮小,擴大,以及螺環(huán)化合物的形成:
知識擴展
半頻哪醇重排:α-碳原子上面有雜原子取代基(如鹵素,氨基,-SR等)的醇的重排反應。半頻哪醇重排選擇性更強,反應條件更溫和。
霍夫曼降解反應(又名霍夫曼重排,Hofmann rearrangement)指的是胺與次氯酸鈉或次溴酸鈉的堿溶液作用時,脫去基生成至少一個碳的伯胺反應:。由于在反應及過程中由于發(fā)生了親核重排,所以又稱為霍夫曼重排反應,具有光學活性的基團在重排后構(gòu)型不變。
柯提斯重排反應(Curtius rearrangement)是一類親核重排反應,反應中,羧酸與疊氮化物作用生成酰基疊氮化物再重排為異氰酸酯,異酸水解得到少一碳的伯胺,該反應可用于幾乎所有羧酸,是制備伯胺的方法之一。
施密特重排反應(Schmidt rearangement)指的是氫疊氮酸和羧酸在路易斯酸或硫酸的催化下重排生成異氰酸酯并水解生成少一碳伯胺的反應。在實際操作中,疊氮酸有毒且極易爆炸,因此往往使用疊氮化鈉、硫酸和反應物在三氯甲烷中進行反應,該反應的產(chǎn)率隨碳鏈的增長而增大,簡單的芳香族羧酸不太適用。
沃爾夫重排反應(Wolff rearrangement)指的是重氮酮在氧化銀或光照催化下重排生成烯酮的親核重排反應,重排過程中生成酮卡賓。沃爾夫重排反應生成的烯酮有很高的反應活性,可與水、醇、氨等反應生成對應的羧酸或羧酸衍生物。沃爾夫重排是阿恩特-艾斯特爾特反應(Arndt-Eistert reaction)的關鍵步驟。
參考資料 >