反应物分子中的一个基团在分子范围内从某位置迁移到另一位置的反应。常见的迁移基团是烃基。一般是反应物分子中先形成一个活性中心,从而促使有关基团迁移,这种过程也有协同(见协同反应)完成的情况。
通过形成一个环状结构过渡态的周环反应,反应物分子中某些共价键发生断裂并协同地形成另一些共价键(见伍德沃德-霍夫曼规则)。
二、基团迁移重排反应 迁移基团的原来位置称为迁移起点,迁移后的位置称为迁移终点,当两者为相邻原子时是1,2-迁移作用。这类反应又可按价键断裂方式分为异裂和均裂,前者重要得多,其中尤以缺电子重排最为重要。
其他重排反应:
类似的缺电子重排反应很多,其中最有代表的是:通过在迁移终点形成正碳离子的瓦格纳-米尔魏因重排反应和通过在迁移终点形成缺电子氮原子的贝克曼重排反应、霍夫曼重排反应(N-烷基苯胺的氢卤酸盐在加热时重排成氨基烷基苯的反应)等。
富电子重排反应 在迁移终点形成一个富电子活性中心后,促使迁移基团不带键裂电子对而转移,例如法沃斯基重排:α-卤代酮在强碱作用下重排,生成碳架不同的羧酸酯,反应通过富电子活性中心负碳离子进行。
此外,有些芳香族化合物在酸的作用下,也会发生异裂重排反应(见异裂反应),例如N-硝基苯胺和N-磺酸基苯胺分别在酸的作用下生成邻或对硝基苯胺和氨基苯磺酸的重排反应、酚的羧酸酯在三氯化铝作用下生成邻或对酚酮的弗利斯重排和氢化偶氮苯在酸的作用下生成联苯胺的联苯胺重排。
频哪醇重排是:羟基质子化水离去,出一个碳正离子,然后发生碳正离子重排,碳碳键迁移得到一个更稳定的碳正离子,然后羟基孤对电子打回来,换成酮。氧具有稳定碳正离子的能力,频哪醇重排的驱动力还是生成更稳定的碳正离子(由一个符合八隅体的氧正代替了碳正)。
频哪醇重排反应pinacol rearrangement,又称“呐夸重排”,是一类亲核重排反应,反应中,频哪醇在酸性条件下发生消除并重排生成不对称的酮,该反应可用于螺环烃的合成。
半频哪醇重排:
α-碳原子上面有杂原子取代基(如卤素,氨基,-SR等)的醇的重排反应。半频哪醇重排选择性更强,反应条件更温和。
霍夫曼降解反应(又名霍夫曼重排,Hofmann rearrangement)指的是酰胺与次氯酸钠或次溴酸钠的碱溶液作用时,脱去羰基生成少一个碳的伯胺反应:R-CONH₂ + NaOX + 2NaOH——→R-NH₂ +Na₂CO₃+ NaX +H₂O。
由于在反应及过程中由于发生了亲核重排,所以又称为霍夫曼重排反应,具有光学活性的基团在重排后构型不变。
霍夫曼降解反应机理图如下:
霍夫曼酰胺降解(Hofmann降解)又称霍夫曼重排反应,是指一级酰胺在溴(或氯)和碱的作用下转变为少一个碳原子的伯胺的有机化学反应。
这一反应以其发现者奥古斯特·威廉·冯·霍夫曼命名。其过程为溴和氢氧化钠混合后有部分生成次溴酸钠,次溴酸钠将一级酰胺转化为中间产物异氰酸酯,异氰酸酯水解,放出二氧化碳,同时生成比反应物少一个碳原子的伯胺。
奥古斯特·威廉·冯·霍夫曼的简介:
霍夫曼1818年4月8生于德国的吉森, 18岁时进入吉森大学学习法律,但他最感兴趣的课程不是法律,而是哲学,尤其是自然哲学。
在霍夫曼学习期间,吉森大学的李比希实验室和李比希的讲学、实验吸引了许多学生听课多霍夫曼就是这些听讲的学生之一。
他被李比希的讲课迷住了,决心放弃法律专业改学化学。霍夫曼找到李比希,说明了他的想法,同时又和校方进行了交涉。最终,霍夫曼戍了李比希的得意学生。
霍夫曼于1892年5月5日逝世、临终前还在工作。那天的上午他做了学术报告,下午在学院审查了两个学生的学术论文,晚上在家中招待了几位来访的客人。
临睡前,他突然觉得不适,当医生赶来时,他呼吸急促,面色苍白。也许知道自己不行了,他艰难地向助手述说了应撰写的最后一篇论文。当晚,他就停止了呼吸。
霍夫曼去世时,享年74岁。他的逝世,给科学界带来了巨大的悲哀。德国化学会为了纪念霍夫曼,把他们的会址命名为“霍夫曼之家”。
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