
【化】 Demjanov rearrangement; ring expansion
杰米扬诺夫重排(Demyanov Rearrangement) 是有机化学中一种重要的碳正离子重排反应,特指在酸性条件下,1,2-二氨基化合物(如1,2-二胺或β-氨基醇)经重氮化反应生成重氮盐后,进一步分解产生碳正离子,并伴随邻近烷基或氢的迁移,最终形成结构重排产物的过程。该反应由俄国化学家尼古拉·雅科夫列维奇·杰米扬诺夫(Nikolai Yakovlevich Demyanov)于20世纪初发现并系统研究,是扩环或缩环反应的关键策略之一。
重氮化与碳正离子生成
伯胺(-NH₂)在亚硝酸(HNO₂)作用下形成重氮盐(-N₂⁺),随后释放氮气(N₂)生成高反应活性的碳正离子。例如,环丁基甲胺重氮化后生成环丁基碳正离子。 $$ ce{R-CH2-NH2 + HNO2 -> R-CH2-N2+ -> R-CH2+ + N2} $$
烷基迁移与重排
碳正离子相邻碳上的烷基(或氢)发生1,2-迁移,推动环的扩张或收缩。以环丁基甲胺为例,甲基迁移导致环丁烷扩环为环戊烷: $$ ce{chemfig{4(--(<:[:-30]CH_2N_2^+)--)} -> chemfig{5(-----)}} $$ 该步骤遵循碳正离子稳定性规律(三级 > 二级 > 一级),迁移基团倾向从电子富集位点移向缺电子中心 。
反应类型 | 底物特征 | 重排驱动力 |
---|---|---|
杰米扬诺夫重排 | 伯胺(尤其环烷基甲胺) | 碳正离子稳定性优化 |
瓦格奈尔-梅尔外因重排 | 醇/卤代烃(中性/碱性条件) | 碳正离子重排 |
蒂芬欧重排 | 邻氨基醇 | 环氧乙烷中间体 |
杰米扬诺夫重排广泛应用于天然产物合成与药物化学,例如:
参考文献来源
杰米扬诺夫重排(Demjanov rearrangement)是一种有机化学反应,主要涉及脂肪族或脂环族伯胺与亚硝酸(HNO₂)作用时的结构重排现象。该反应由俄国化学家杰米亚诺夫(Demjanov)提出,以下是其核心要点:
以正丁胺为例,与亚硝酸反应会生成正丁醇、氯丁烷及丁烯的混合物。由于碳正离子中间体的不稳定性,可能发生多种副反应,导致产物复杂。
脂环族胺(如环丁胺)反应时,碳正离子中间体可能通过环的扩大或缩小形成不同环状醇。例如:
该反应与蒂森科反应(Tishchenko reaction)等重排反应不同,其核心特征是氮气释放引发的碳骨架变化。如需更详细机理或扩展应用,可参考有机化学教材或专业文献。
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