
【化】 semipinacol rearrangement
half; in the middle; semi-
【計】 semi
【醫】 demi-; hemi-; semi-; semis; ss
【經】 quasi
【化】 pinacol rearrangement
半頻哪醇重排(Semipinacol Rearrangement)是一種重要的分子内重排反應,屬于頻哪醇重排(Pinacol Rearrangement)的變體。該反應通常發生在含有特定官能團(如β-鹵代醇、β-羟基環氧化物或類似結構)的底物中,在酸性條件下發生碳骨架的重排,生成羰基化合物(醛或酮)。其核心特征是反應中僅涉及一個羟基(或類似基團)的參與,而頻哪醇重排通常涉及鄰二醇的兩個羟基。
反應通式與驅動力
以β-鹵代醇為例,反應在酸催化下進行:
反應驅動力源于生成更穩定的羰基化合物及釋放環張力(若涉及環狀中間體)。
遷移基團順序
遷移傾向遵循:芳基 > 烷基 > 氫(與頻哪醇重排一緻),芳基遷移通常因生成的羰基與芳環共轭而更穩定。
立體化學
重排具有立體專一性,遷移基團需與離去基團(如鹵鎓離子)處于反式共平面位置,确保σ鍵與空p軌道最佳重疊。例如,反式-2-鹵代環己醇重排生成環擴張的環庚酮,而順式異構體則不反應。
β-鹵代醇重排
例如,1,2-溴代醇在Ag⁺催化下生成醛或酮:
$$ce{R1R2C(OH)CHBrR3 ->[text{Ag}^+] R1R2C=O + R3CHO}$$
來源:《有機化學機理》(Advanced Organic Chemistry)
環氧化物重排
環氧乙烷衍生物在Lewis酸(如BF₃)作用下開環重排:
$$ce{chemfig{*6((=O)-(-R)=-=--)} ->[text{BF}_3] chemfig{R-C(=O)-[::+60]CH_2-[::-60]CH_2-[::+60]CH_2}}$$
來源:《有機合成中的重排反應》
該反應廣泛用于合成特定結構的羰基化合物,尤其在天然産物合成中構建季碳中心或中環酮類結構。例如,甾體化學中利用半頻哪醇重排實現骨架修飾。來源:《天然産物全合成案例精選》
中文術語 | 英文術語 |
---|---|
半頻哪醇重排 | Semipinacol Rearrangement |
β-鹵代醇 | β-Halo alcohol |
鄰基參與 | Anchimeric assistance |
碳正離子 | Carbocation |
遷移傾向 | Migratory aptitude |
半頻哪醇重排(Semipinacol rearrangement)是有機化學中一類基于碳正離子中間體的分子内重排反應,屬于頻哪醇重排的衍生類型。以下為詳細解釋:
半頻哪醇重排是指含有雜原子取代基(如鹵素、氨基、硫醚基等)的鄰位醇或環氧化物在酸性條件下的重排反應。這類底物的α-碳上帶有易離去的雜原子基團(如-Cl、-NH₂、-SR等),取代了頻哪醇重排中的羟基,因而被稱為“半”頻哪醇重排。
反應過程分為以下步驟:
半頻哪醇重排廣泛用于合成複雜酮類和螺環化合物。例如:
特征 | 頻哪醇重排 | 半頻哪醇重排 |
---|---|---|
底物結構 | 鄰二醇(兩個羟基) | 含雜原子取代基的鄰醇或環氧化物 |
離去基團 | 羟基(需質子化) | 雜原子(如Cl⁻、NH₃⁺等) |
區域選擇性 | 較低,産物可能混合 | 較高,因雜原子定向作用 |
碳正離子穩定性 | 依賴羟基的鄰位穩定效應 | 依賴雜原子離去後的結構 |
總結來看,半頻哪醇重排通過雜原子取代基的定向作用優化了反應路徑,在合成中具有更高的可控性。如需進一步了解機理細節,和中的分步解析。
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