频哪醇重排英文解释翻译、频哪醇重排的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 pinacol rearrangement
分词翻译:
频哪醇的英语翻译:
【化】 pinacol; pinacone; tetramethyl ethylene ketone
重排的英语翻译:
recomposition; reset
【计】 arrange; derangement; rearrangement
【化】 rearrangement
专业解析
频哪醇重排 (Pinacol Rearrangement)
定义与核心概念
频哪醇重排是一种酸催化反应,指邻二醇(频哪醇类化合物)在酸性条件下脱水,发生碳骨架重排,生成醛或酮(频哪酮)的过程。该反应涉及烷基或芳基的1,2-迁移,伴随羟基离去和羰基形成,是分子内亲核重排的经典案例。
反应机理
- 质子化与脱水:邻二醇中的一个羟基被酸质子化,形成氧鎓离子,随后脱水生成碳正离子中间体(图1)。
- 基团迁移与重排:相邻碳上的取代基(如烷基、芳基)通过1,2-迁移稳定碳正离子,同时原碳正离子碳转化为羰基碳(图2)。
- 产物形成:迁移后释放质子,生成稳定的醛或酮(图3)。迁移基团的选择遵循亲核性顺序:芳基 > 烷基(三级 > 二级 > 甲基),且迁移基团需与离去基团(羟基)处于反式共平面构象。
关键特点
- 催化剂:常用强酸(如硫酸、磷酸)或路易斯酸(如AlCl₃)。
- 底物要求:需为对称或不对称邻二醇,迁移基团需具备亲核迁移能力。
- 立体化学:重排过程保持迁移基团的构型(构型保留),但产物因羰基平面结构可能失去手性。
应用与意义
频哪醇重排广泛用于合成特定结构的醛、酮及天然产物中间体。例如:
- 制备难以直接合成的叔碳酮或α-季碳酮(图4)。
- 在甾体、萜类化合物合成中构建季碳中心(图5)。
术语词源
“频哪醇”(Pinacol)源于希腊语“pínax”(木板),指最早发现的对称邻二醇——2,3-二甲基-2,3-丁二醇(频哪醇)。其重排产物“频哪酮”(Pinacolone)即3,3-二甲基-2-丁酮,成为该反应的名称来源。
权威参考来源
- 《有机化学》(邢其毅等):高等教育出版社经典教材,系统阐述重排机理与立体化学(来源:高等教育出版社)。
- 《March’s Advanced Organic Chemistry》:John Wiley & Sons出版,详述迁移基团选择规则(来源:Wiley数据库)。
- IUPAC金皮书:定义重排反应分类(来源:国际纯粹与应用化学联合会官网)。
- Whitmore早期研究:1930年代对碳正离子重排的开创性工作(来源:美国化学会志JACS)。
(注:因未搜索到可验证链接,来源仅标注名称,建议通过学术数据库检索原文。)
网络扩展解释
频哪醇重排(Pinacol Rearrangement)是一种有机化学反应,指邻二醇(频哪醇类化合物)在酸性条件下脱水并发生碳骨架重排,生成羰基化合物(醛或酮)的过程。以下是详细解释:
1. 反应定义与基本过程
- 定义:邻二醇(两个羟基连在相邻叔碳上)在酸催化下,通过脱水、碳正离子形成和基团迁移,最终生成酮或醛的反应。
- 典型示例:
2,3-二甲基-2,3-丁二醇(频哪醇)在硫酸作用下,脱水重排为3,3-二甲基-2-丁酮(频哪酮)。
2. 反应机理
反应机理分为分步机理和协同机理两种,具体取决于底物结构和反应条件:
分步机理(常见于芳香族邻二醇):
- 质子化与脱水:羟基被酸质子化,形成钅羊盐中间体,随后脱水生成碳正离子。
- 基团迁移:邻近基团(如甲基、芳基或氢)发生1,2-迁移,形成更稳定的氧鎓离子(正电荷分散到氧原子上)。
- 去质子化:氧鎓离子失去质子,生成最终酮类产物。
协同机理(常见于脂肪族邻二醇):
基团迁移与脱水过程协同进行,不形成游离碳正离子中间体。
3. 反应驱动力
- 稳定性增强:
碳正离子通过基团迁移转化为氧鎓离子,氧的孤对电子可稳定正电荷(八电子结构比六电子的碳正离子更稳定)。
- 迁移基团顺序:
芳基 > 氢 ≈ 烯基 > 叔烷基 > 环丙基 > 仲烷基 > 伯烷基。
4. 反应特点
- 底物要求:需为邻二醇(环状或非环均可),且至少一个羟基连在叔碳上。
- 产物选择性:
- 对称底物生成单一产物;
- 不对称底物可能生成混合物(由迁移基团稳定性决定)。
- 应用:合成叔烷基酮、螺环烃等复杂分子。
5. 补充说明
- 协同与分步的选择:
芳香族二醇因碳正离子稳定性高,倾向分步机理;脂肪族二醇可能两种机理共存。
- 立体化学:
迁移基团与离去羟基需处于反式共平面,以保证轨道有效重叠。
如需进一步了解具体实验条件或迁移规则,可参考权威教材或文献(如、5、9)。
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