
【化】 semipinacol rearrangement
half; in the middle; semi-
【计】 semi
【医】 demi-; hemi-; semi-; semis; ss
【经】 quasi
【化】 pinacol rearrangement
半频哪醇重排(Semipinacol Rearrangement)是一种重要的分子内重排反应,属于频哪醇重排(Pinacol Rearrangement)的变体。该反应通常发生在含有特定官能团(如β-卤代醇、β-羟基环氧化物或类似结构)的底物中,在酸性条件下发生碳骨架的重排,生成羰基化合物(醛或酮)。其核心特征是反应中仅涉及一个羟基(或类似基团)的参与,而频哪醇重排通常涉及邻二醇的两个羟基。
反应通式与驱动力
以β-卤代醇为例,反应在酸催化下进行:
反应驱动力源于生成更稳定的羰基化合物及释放环张力(若涉及环状中间体)。
迁移基团顺序
迁移倾向遵循:芳基 > 烷基 > 氢(与频哪醇重排一致),芳基迁移通常因生成的羰基与芳环共轭而更稳定。
立体化学
重排具有立体专一性,迁移基团需与离去基团(如卤鎓离子)处于反式共平面位置,确保σ键与空p轨道最佳重叠。例如,反式-2-卤代环己醇重排生成环扩张的环庚酮,而顺式异构体则不反应。
β-卤代醇重排
例如,1,2-溴代醇在Ag⁺催化下生成醛或酮:
$$ce{R1R2C(OH)CHBrR3 ->[text{Ag}^+] R1R2C=O + R3CHO}$$
来源:《有机化学机理》(Advanced Organic Chemistry)
环氧化物重排
环氧乙烷衍生物在Lewis酸(如BF₃)作用下开环重排:
$$ce{chemfig{*6((=O)-(-R)=-=--)} ->[text{BF}_3] chemfig{R-C(=O)-[::+60]CH_2-[::-60]CH_2-[::+60]CH_2}}$$
来源:《有机合成中的重排反应》
该反应广泛用于合成特定结构的羰基化合物,尤其在天然产物合成中构建季碳中心或中环酮类结构。例如,甾体化学中利用半频哪醇重排实现骨架修饰。来源:《天然产物全合成案例精选》
中文术语 | 英文术语 |
---|---|
半频哪醇重排 | Semipinacol Rearrangement |
β-卤代醇 | β-Halo alcohol |
邻基参与 | Anchimeric assistance |
碳正离子 | Carbocation |
迁移倾向 | Migratory aptitude |
半频哪醇重排(Semipinacol rearrangement)是有机化学中一类基于碳正离子中间体的分子内重排反应,属于频哪醇重排的衍生类型。以下为详细解释:
半频哪醇重排是指含有杂原子取代基(如卤素、氨基、硫醚基等)的邻位醇或环氧化物在酸性条件下的重排反应。这类底物的α-碳上带有易离去的杂原子基团(如-Cl、-NH₂、-SR等),取代了频哪醇重排中的羟基,因而被称为“半”频哪醇重排。
反应过程分为以下步骤:
半频哪醇重排广泛用于合成复杂酮类和螺环化合物。例如:
特征 | 频哪醇重排 | 半频哪醇重排 |
---|---|---|
底物结构 | 邻二醇(两个羟基) | 含杂原子取代基的邻醇或环氧化物 |
离去基团 | 羟基(需质子化) | 杂原子(如Cl⁻、NH₃⁺等) |
区域选择性 | 较低,产物可能混合 | 较高,因杂原子定向作用 |
碳正离子稳定性 | 依赖羟基的邻位稳定效应 | 依赖杂原子离去后的结构 |
总结来看,半频哪醇重排通过杂原子取代基的定向作用优化了反应路径,在合成中具有更高的可控性。如需进一步了解机理细节,和中的分步解析。
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