頻哪醇重排英文解釋翻譯、頻哪醇重排的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 pinacol rearrangement
分詞翻譯:
頻哪醇的英語翻譯:
【化】 pinacol; pinacone; tetramethyl ethylene ketone
重排的英語翻譯:
recomposition; reset
【計】 arrange; derangement; rearrangement
【化】 rearrangement
專業解析
頻哪醇重排 (Pinacol Rearrangement)
定義與核心概念
頻哪醇重排是一種酸催化反應,指鄰二醇(頻哪醇類化合物)在酸性條件下脫水,發生碳骨架重排,生成醛或酮(頻哪酮)的過程。該反應涉及烷基或芳基的1,2-遷移,伴隨羟基離去和羰基形成,是分子内親核重排的經典案例。
反應機理
- 質子化與脫水:鄰二醇中的一個羟基被酸質子化,形成氧鎓離子,隨後脫水生成碳正離子中間體(圖1)。
- 基團遷移與重排:相鄰碳上的取代基(如烷基、芳基)通過1,2-遷移穩定碳正離子,同時原碳正離子碳轉化為羰基碳(圖2)。
- 産物形成:遷移後釋放質子,生成穩定的醛或酮(圖3)。遷移基團的選擇遵循親核性順序:芳基 > 烷基(三級 > 二級 > 甲基),且遷移基團需與離去基團(羟基)處于反式共平面構象。
關鍵特點
- 催化劑:常用強酸(如硫酸、磷酸)或路易斯酸(如AlCl₃)。
- 底物要求:需為對稱或不對稱鄰二醇,遷移基團需具備親核遷移能力。
- 立體化學:重排過程保持遷移基團的構型(構型保留),但産物因羰基平面結構可能失去手性。
應用與意義
頻哪醇重排廣泛用于合成特定結構的醛、酮及天然産物中間體。例如:
- 制備難以直接合成的叔碳酮或α-季碳酮(圖4)。
- 在甾體、萜類化合物合成中構建季碳中心(圖5)。
術語詞源
“頻哪醇”(Pinacol)源于希臘語“pínax”(木闆),指最早發現的對稱鄰二醇——2,3-二甲基-2,3-丁二醇(頻哪醇)。其重排産物“頻哪酮”(Pinacolone)即3,3-二甲基-2-丁酮,成為該反應的名稱來源。
權威參考來源
- 《有機化學》(邢其毅等):高等教育出版社經典教材,系統闡述重排機理與立體化學(來源:高等教育出版社)。
- 《March’s Advanced Organic Chemistry》:John Wiley & Sons出版,詳述遷移基團選擇規則(來源:Wiley數據庫)。
- IUPAC金皮書:定義重排反應分類(來源:國際純粹與應用化學聯合會官網)。
- Whitmore早期研究:1930年代對碳正離子重排的開創性工作(來源:美國化學會志JACS)。
(注:因未搜索到可驗證鍊接,來源僅标注名稱,建議通過學術數據庫檢索原文。)
網絡擴展解釋
頻哪醇重排(Pinacol Rearrangement)是一種有機化學反應,指鄰二醇(頻哪醇類化合物)在酸性條件下脫水并發生碳骨架重排,生成羰基化合物(醛或酮)的過程。以下是詳細解釋:
1. 反應定義與基本過程
- 定義:鄰二醇(兩個羟基連在相鄰叔碳上)在酸催化下,通過脫水、碳正離子形成和基團遷移,最終生成酮或醛的反應。
- 典型示例:
2,3-二甲基-2,3-丁二醇(頻哪醇)在硫酸作用下,脫水重排為3,3-二甲基-2-丁酮(頻哪酮)。
2. 反應機理
反應機理分為分步機理和協同機理兩種,具體取決于底物結構和反應條件:
分步機理(常見于芳香族鄰二醇):
- 質子化與脫水:羟基被酸質子化,形成钅羊鹽中間體,隨後脫水生成碳正離子。
- 基團遷移:鄰近基團(如甲基、芳基或氫)發生1,2-遷移,形成更穩定的氧鎓離子(正電荷分散到氧原子上)。
- 去質子化:氧鎓離子失去質子,生成最終酮類産物。
協同機理(常見于脂肪族鄰二醇):
基團遷移與脫水過程協同進行,不形成遊離碳正離子中間體。
3. 反應驅動力
- 穩定性增強:
碳正離子通過基團遷移轉化為氧鎓離子,氧的孤對電子可穩定正電荷(八電子結構比六電子的碳正離子更穩定)。
- 遷移基團順序:
芳基 > 氫 ≈ 烯基 > 叔烷基 > 環丙基 > 仲烷基 > 伯烷基。
4. 反應特點
- 底物要求:需為鄰二醇(環狀或非環均可),且至少一個羟基連在叔碳上。
- 産物選擇性:
- 對稱底物生成單一産物;
- 不對稱底物可能生成混合物(由遷移基團穩定性決定)。
- 應用:合成叔烷基酮、螺環烴等複雜分子。
5. 補充說明
- 協同與分步的選擇:
芳香族二醇因碳正離子穩定性高,傾向分步機理;脂肪族二醇可能兩種機理共存。
- 立體化學:
遷移基團與離去羟基需處于反式共平面,以保證軌道有效重疊。
如需進一步了解具體實驗條件或遷移規則,可參考權威教材或文獻(如、5、9)。
分類
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