ANDT-EISTERT反应.pdf

1. Arndt－Eistert 反应 醛、酮与重氮甲烷反应，失去氮并重排成多一个 CH2基的相应羰基化合物，这个反应对 于环酮的扩环反应很重要。 O CH2N2 O- CH2NN －N 2 重排 O 2. Baeyer－Villiger 氧化 应用过氧酸使酮氧化成酯。反应中在酮的羰基和相邻的碳原子之间引人一个氧原子。如 由樟脑生成内酯 O CH3 CH3 CH3O O CH3 CH3 H2SO5 有时反应能生成二或多过 氧化物，但环状酮转变为内酯能得到单一的预期产物。合适的酸为过硫酸（Caro’s 酸） 、 过氧苯甲酸、三氟过氧乙酸。除环酮外，无环的脂肪、芳香酮也可发生此反应。二酮生 成酸酐类、α、β－不饱和酮得到烯醇酯类。 3. Bechamp 还原（可用于工业制备） 在铁、亚铁盐和稀酸的作用下，芳香族硝基化合物能还原成相应的芳香胺。 C6H5-NO2 2Fe 6HCl C6H5-NH2 2FeCl3 2H2O。 当某些盐（FeCl2、FeCl3、FeSO4、CaCl2等）存在时，所用酸无论是过量还是少量，甚 至在中性溶液中都能够进行这种还原。此方法适用于绝大部分各种不同结构的芳香族化 合物，有时也用来还原脂肪族硝基化合物。 4. Beckmann 重排 醛肟、酮肟用酸或路易斯酸处理后，最终产物得酰胺类。单酮肟重排仅得一种酰胺，混 酮肟重排得两种混合酰胺。 但一般质子化羟基的裂解和基团 R 的转移是从相反的位置同 时进行的。 N OH R R R NHR O N R R OH R NHR O 无论酯酮肟和芳酮肟都会发生此反应。环酮肟重排得内酰胺，这在工业生产上很重要， 利用此反应可帮助决定异构酮肟的结构。 5. Beyer 喹啉类合成法 芳香伯胺与一分子醛及一分子甲基酮在浓盐酸或 ZnCl2存在下， 反应生成喹啉类化合物。 NH2 N H R R H N R R RCHORCOCH3 HCl － H 2 这是对 Doebner-Miller 喹啉合成法的改进。 Doebner-Miller 合成法由芳胺和不饱和醛或酮 反应得到喹啉衍生物。 NH2 N H CH3 H NCH3 － H 2 CH3 O 2CH3CHO 6. Blanc 氯甲基化反应 芳香族化合物苯、萘、蒽、菲、联苯及衍生物，在 ZnCl2（或 NH4Cl、AlCl3、SnCl4、 H2SO4、H3PO4 ）存在下，用甲醛和极浓盐酸处理，发生芳香化合物的氯甲基化反应。 HCHOHCl ZnCl2 H2O CH2Cl 对于取代烃类， 取代基 的性质对反应能力影响很 亲电取代，烷基，烷氧基一般使反应速度增加，而卤素、 羧基特别是硝基 用乙醛得到氯乙基化。在某些情况下用相应当醛可有氯丙基 代 替 HCl，溴甲基化以及在特殊情况下的碘甲基化都可发生。氯甲基化试剂除 HCHO/HCl 外，也可用 H2COMe2/HCl 或 MeOCH2Cl 来代替。这个反应在有机合成上甚为重要， 因导入氯甲基后进一步可转化为-CH2OH,-CHO,-CH2CN,-CH2NH2及-CH3等基团。 7. Bouvealt 合成法 N,N-二烷基甲酰胺与一分子格氏试剂在干醚的存在下发生作用，生成的中间产物再经水 解，可得醛类化合物，R’MgX 中 R’基团越大，醛的产率越高。 R2N H O RMgX 干醚 R2N R OMgX H HX RCHO MgX2R2NH 8. Bouvealt－Blanc 还原法 酯用金属钠和乙醇还原得到伯醇，脂肪酸酯类易被还原，α、β－不饱和酯类产生相应 的饱和醇类。 R OR O C2H5OH Na RCH2OHROH 常用乙醇作溶剂， 但要维持较高沸点， 可用丁醇。也可用 LiAlH4来还原。 9. Bucherer 反应 在亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐水溶液存在下，萘、酚、萘胺中的羟基在加热加压时，能发 生可逆的交换作用。 OH NH2 NH42SO3, NH3, 150, ℃6atm Na2SO3, H2O 10. Cannizzaro 反应（见 P291－292） 11. Chichibabin 吡啶类合成法 醛、酮类与氨或胺类在 Al2O3等催化剂存在下，加压加热，脱氢脱水，生成吡啶类化合 物。 NCH33CH3CHO NH33H2O H2 此法不易得纯产物， 还有其他化合物生成。 12. Chichibabin 对称合成法 碳酸二乙酯与三分子格氏试剂反应，中间产物经水解得到对称叔醇类。 H5C2O OC2H5 O 3RMgX ROH R R 如果格氏试剂用量不足，与一分 子 RMgX 反应生成酸，与二分子 RMgX 反应生成酮。 H5C2O OC2H5 O RMgX R H5C2O H5C2O OMgX R OC2H5 O H2O RCOOH C2H5OH R R O RMgX R H5C2O R OMgXR OC2H5 O －MgXOC 2H5 13. Chichibabin 胺化反应 含氮杂环碱类，如吡啶，喹啉或其衍生物与金属胺基化物在一起加热，则起胺化反应， 生成氨基衍生物。产率一般为50％～100％。 N NNHNaNNH2 NaNH2 溶剂 105－ 110, ℃66－ 76 H2O 水解 反应中副产物很多4-氨基吡啶，2,6－二氨基吡啶，2,4,6－三氨基吡啶，2,2’－联吡啶 等。产物随温度、溶剂性质、氨基钠用量而异。Bechamp 还原法不适用于制备氨基吡啶 类，因为吡啶类在一般情况下很难硝化，所以此反应是吡啶环中直接引入氨基的有效方 法。 14. Chugaev 反应 该反应制备烯烃类。黄原酸酯在 120～200℃时热解，顺利产生烯烃，相应 醇和氧硫 化碳。黄原酸酯在热解前制备不须离析 除黄原酸酯外，其他的酯氨基甲酸酯，碳 酸酯和羧酸酯 热解。特别是使用大分子量的羧酸酯（棕榈酸酯）的烯烃提供了有 利条件。 因为这些酯本身沸点高， 而热解温度较低 （约 300℃） ， 在液相中简单加热即可。 15. Claisen 重排 烯醇或酚类的烯丙醚在加热时，易起重排反应。烯丙基由氧原子上转移到碳原子上，这 与弗利斯重排有相似之处。 CH2CHCH2 OH OCH2CHCH2 200℃ OCH2CHCH2OH CH2CHCH2 200℃ ； ClOCH2CHCH2 Cl OH CH2CHCH2 250℃ 醚分子中， 如临位未被取代则不起重排反应，产生复杂的热分解作用。此反应是在苯环引入丙基的 简易方法，因为烯丙基可还原成丙基。 16. Claisen 缩合反应P352354 17. Claisen－Schmidt 反应P287 18. Clemmensen 还原P291 19. Cope 消除反应 这个反应是由氧化叔胺消除羟胺来产生烯烃。反应在低温进行且产量较高，当加热到 120℃时，具有光学活性的纯氧化叔胺 1-（N,N-二甲氨基）-3-苯基丁烷就得到具有旋光 性的纯 3-苯基丁烯-1，而且总是定量进行。 CH3 N O- C6H5 H CH3 CH3 * CH3 CH2 H5C6 CH32NOH * △ 20. Criegee 氧化法 乙二醇类在稀醋酸或苯溶液中，室温时用四乙酸铅进行很温和的氧化，两个相连的各带 有游离羟基的碳原子之间的碳链就断裂，得到定量的醛酮类。此法用于研究醇类结构及 制备醛酮类且产率很高。 R2CCR2 OHOH PbAcO4 RR O RR O RHCCHR OHOH PbAcO4 RCHORCHO 21. Curtius 降解 库尔修斯降解是羧酸的迭氮化合物经加热脱氮重排成异氰酸酯，再经水解得伯胺类。若 反应在惰性溶剂中进行，可以得到异氰酸酯，并能将它分离出来。 RN - O NN -N2 △ 重排 OCN-R H2O RNHCOOHRNH2 - CO2 R N O 22. Darzens－Claisen 反应 在无水惰性溶剂中，在碱性缩合剂的作用下，酸性强的α－卤代脂肪酸酯作为亚甲基部 分和醛、酮反应，首先生成氯代醇酸酯，随即裂解放出氯化氢得到 2,3-环氧酸酯，其再 经水解脱羧便得到醛 O H2CCOOR Cl C2H5ONa C OH H C Cl COOR －HCl CCH O COOR CCH O COOH CHCHO - CO2 水解 △ 除α－氯代酸酯外，其他的 C－H 酸性化合物如邻和对硝基甲苯，环戊二烯等也能作为 亚甲基部分与醛、酮反应。无水惰性溶剂为醚、苯或二甲苯。醛、酮可以是脂肪族、芳 香族，也可以是α、β－不饱和醛酮，此反应对于形成 C－C 键的制备上很重要。 23. Delepine 反应 六亚甲基四胺与卤代烷反应，生成季胺盐。在稀酸作用下，其水解为伯胺。 C6H12N4 RCH2I[ RCH2－NC6H12N3 ] I 3HCl, C2H5OH 6H2O RCH2－NH3I 6HCHO 3NH4Cl RCH2－NH3I NaOH RCH2NH2 溶剂为氯仿。卤代烷的反应活性为RIRBrRCl，水解用 95％乙醇和稀盐酸，最后能 得到纯伯胺。 24. Dieckmann 缩合 含有δ或ε位活泼亚甲基的二羧酸二酯在碱性催化剂存在下，分子内起“Claisen 缩合” 反应，环化成β－酮酸酯类，其再经水解、脱羧而生成环酮类，当 n2,3 时收率最高， 高级二羧酸酯的缩合产率很低。 CH2n CH2COOR CH2COOR CH2n H C C H2 C2H5ONa COOR CO 水解 - CO2 △ CH2n H C C H2 COOH CO CH2n H2 C C H2 CO 25. Diels－Alder 反应 P83-84 26. Etard 反应 具有侧链的芳烃，特别是甲基芳烃，在 CS2中用二分子铬酰氯氧化，中间产物经水解得 芳醛。 CH3CHO CrO2Cl2 如果分子中有多个甲基，只可氧 化一个，这是本反应的特征。 27. Favorskii 重排 α-卤代酮用碱处理，消除卤素重排得羧酸 X-CH2-COR NaOH R-CH2-COOH NaX 环状α－卤代酮也可得到羧酸， 同时缩环 O H Cl H COOH NaOH -NaCl 环氧醚类和羟基缩酮类为副产 物。在此条件下，二卤代酮也可发生重排，产生α、β－不饱和酸 28. Feist－Benary 合成法 此法用来合成呋喃类化合物，在吡啶或氨存在下，α-氯化羰基化合物或α,β-氯醚类与 1,3-二羰基化合物发生缩合反应，生成呋喃类化合物。 RC CH2 Cl O H2CCOOR C CH3 O O R COOR CH3 HOC2H5 Cl CH2 Cl HC O CH2 Cl O COOC2H5 CH3 - C2H5ClCH3COCH2COOC2H5 - H2O, - HCl 吡啶或氨 - H2O, - HCl ＋ 29. Fischer 吲哚类合成法 醛和酮的苯腙类与 ZnCl2一起加热，发生重排，分子内缩合，脱氨环化等作用，最后生 成吲哚类化合物。 N H N CH H2C R N H NH CH HC R NH2 C CH R NH2 N H CH C - NH3 R 大量脂肪醛酮和醛酸、酮酸及其酯的芳腙都能发生这个反应。但用这个方法，由乙醛的 苯腙不能制得吲哚。通常，β-酮酯的苯腙的能得到吡唑啉酮。ZnCl2、CuCl 和溴代物或 其他重金属卤代物，H2SO4、HCl-酒精溶液或冰醋酸都可用作催化剂。 30. Friedel－Crafts 酰基化反应 P276, P131-132 31. Friedel－Crafts 烷基化反应 P130-131 芳烃与烷基卤试剂在路易斯酸存在下，生成烷基芳烃。 RCl AlCl3 R HCl 烷基化试剂除卤代烷外，醇类、烯烃、甲 苯 磺 酸 烷 基 酯 亦 可 。 各 种 路 易 斯 酸 的 催 化 效 应 AlCl3FeCl3 SbCl5SnCl4BF3TiCl4ZnCl2。醇类至少需 1mol 路易斯酸作催化剂。因为反应中生成 的水使等摩尔的催化剂失去活性，对于卤代烷和烯烃来说，催化量就已足够。酚类的反 应较令人满意（P258～259） ，而低碱度的芳烃如硝基苯、吡啶都不能反应。 32. Fries 重排 在当量数 AlCl3存在下，加热脂肪或芳香羧酸苯基酯，酰基发生重排反应，脂肪酸苯基 酯比芳香酸苯基酯更易进行。根据反应条件，重排可以到邻位，也可以到对位。在低温 （100℃以下）时主要形成对位产物，在高温时一般得到邻位产物。 H3C OH COCH3 OH H3C COCH3 H3C O CH3 O AlCl3 165℃ 20℃ 催化剂除 AlCl3外，也可用 BF3、ZnCl2、FeCl3。催化剂不同，生成邻、对位异构体的比 例也不同。用硝基苯作溶剂有利于重排，可在低温时进行。氯苯、CS2、CCl4可用作溶 剂。但没有溶剂反应也可以进行。原料结构影响异构体的相对比例。此反应对于合成酰 基酚类很重要。 33. Gabriel 氨基酸合成法 P454 邻苯二甲酰亚胺钾与α－卤代脂肪酸作用，生成物经水解得到氨基酸。 NK O O N O O R COOC2H5 X R COOC2H5 -KX 3H2OH △ COOH COOH C2H5OH R NH2 COOH 34. Gabriel 伯胺合成法 P372－373 35. Gattermann 醛类合成法 酚类或酚醚类与无水 HCN 和 HCl 混合物在无水 AlCl3或 ZnCl2存在下发生反应， 生成的 中间物经水解，醛基便导入羟基、烷氧基的邻位或对位。 OHCHO OH OHC OH HCNHCl AlCl3 OCH3H3COCHO HCN HCl AlCl3 40 - 50℃ Gattermann 合成法不仅适用于酚类和酚醚类，也适用于某些杂环化合物，如呋喃、吡咯 和吲哚的衍生物（但未经取代的不能反应） ，也适用于噻吩。醛基总是优先进入活化基 团的对位，具有明显的选择性，只有对位被占据才发生邻位取代。 CH3 CH3CHO N H N H CHO HCNHCl AlCl3 100, ℃39 HCNHCl 40℃ 36. Gattermann－Adams 合成法 这是 Gattermann 醛类合成法的改进。由盐酸作用于 ZnCN2，从而释放出 HCN，避免使 用无水氰化氢。 OH CH3 CHCH32 OH CHCH32 CHO CH3 ZnCN2HClAlCl3 99 37. Gattermann－Koch 合成法 P276 38. Grignard 反应 P185－186 39. Hantzsch 吡咯类合成法 在氨或伯胺类作用下，α－卤代甲基酮和乙酰乙酸乙酯进行环化反应，再消除 HCl 和 H2O，产生吡咯羧酸酯。 COOC2H5 CH2 CH3C O Cl CH2 C OR NH3 -HCl -H2O N H R H3C C2H5OOC 40. Hantzsch 吡啶类合成法 CH2 ROOC H3C O R O H H N H H COOR CH2 CH3O COOR CH H3CNH2 RH COOR OCH3 N HN RH ROOCCOOR CH3H3C R ROOCCOOR CH3H3C HNO2 乙酰乙酸酯和氨或伯胺及醛类反应，可得到二氢吡啶，其再用亚硝酸脱氢，产生吡啶类 衍生物。此反应对吡啶类衍生物的合成是非常有用的。 41. Hinsberg 反应 P378 42. Hoesch 合成法 这是 Gattermann 醛类合成法的改进。Hoesch 用腈代替氢氰酸，便得到酮。 OHOH OHOH R NH.HCl OHOH R O N H N H R NH.HCl N H R O HCl RCN RCN 43. Hoffmann 胺降解 胺类经过彻底甲基化后，生成季胺盐。其再经 AgOH 作用，生成相应的季胺氢氧化物。 将此在 100～200℃时加热分解，产生叔胺、烯烃。反应中通过亲核羟基离子的作用，使 带有最少数烷基的β－碳原子上失去一个质子而生成水，裂解出叔胺得到烯烃。 H3C H2 C H2 C N C H2 CH3 CH3H3C H2CCH2H3CN CH3 CH2CH2CH3H2O OH 在各种取代的季胺化合物中，甲基比具有两个或多个碳原子的烷基有较大的韧性。因此 一 般 不 能 被 消 除 。 对 于 没 有 β － 者 也 不 发 生 消 除 ， 而 是 取 代 。 CH34NOH CH33N CH3OH 130135℃ 44. Hoffmann 烷基化反应 卤代烷与氨或胺的反应。反应最后产物是一个复杂的混合物。如果混合物的沸点有一点 的差距，可用分馏的方法将其一一分离，这适用于工业上大规模的制备。 H3N RXH3NR X RNH3 NH3RNH2 NH4RNH2 RXR2NH2 X R2NH2 NH3 R2NH NH4R2NH RXR3NH X R3NH NH3R3N NH4 也可利用原料摩尔比不同，控制反应温度、时间和其他条件，使其中某一个胺为主要产 物。脂肪卤代烷的反应速度RIRBrRCl。仲、叔卤代烷易与氨作用失去一分子卤化 氢成为烯。芳香卤代物一般不易与氨或胺发生反应，只有在高温高压及催化剂存在时或 卤素的邻、对位有一个或多个强吸电子基团存在时，才可发生此反应。 C6H5ClNH3C6H5NH2 Cl NO2 NHCH3 NO2 CH3NH2 CU2O, 200℃ 60atm C2H5OH 160℃ 此法可制备一级、二级、三级胺，但不易得到纯化合物。 45. Hoffmann 酰胺降解 P339 46. Hoffmann 消除反应 仲烷基、叔烷基进行消除反应时，被消除对质子系来自带有最少烷基的β－碳原子上， 产生的烯烃在其双键上具有最少数目的烷基。 H3C H2 CCCH3 CH3 OH H3C H2 CC CH2 CH3 - H2O 这种消除叫 Hofmann 消除或 Hofmann 定向。这种烯烃叫 Hofmann 烯烃。 47. Knoevenagel 反应 P354 48. Kolbe 烃合成法 此法通过电解羧酸盐制备烷烃。一般使用高浓度羧酸钠盐，在中性或弱酸性溶液中进行 电解。用铂电极于较高的分解电压和较低的温度下进行反应，阳极处产生烷烃和二氧化 碳，阴极处产生 NaOH 和 H2。羧酸原子数不宜太多或太少，最好在 10 个左右。 2CH3COONa 2H2OC2H6 2CO2 2NaOH H2 如果用两种羧酸钠的混 合溶液进行反应，生成三种不同的烷烃，其性质相近，难以分离，故无制备意义。用二 元羧酸酯盐的水溶液进行电解，可得到二元羧酸酯，这在制备上是可行的。 H2C H2C COONa COONa H2C H2C H2 CCOOR H2 CCOOR 2 2CO2 49. Kolbe 腈合成法 碱性氰化物与卤代烷的无水醇溶液在一起加热，便生成腈。通常利用此反应合成多一个 碳原子的羧酸。RX NaCN RCN NaX 反应中异腈为副产物，可由其特殊 气味识别。形成异腈的量取决于所用金属氰化物的性质。如 AgCN 得到 100％异腈， CuCN56，CaCN211，ZnCN22.6，用 KCN、NaCN 仅有少量的异腈产生。 烷基化试剂反应速度RIRBrRCl，伯烷基仲烷基，叔烷基易发生异构反应，一般不 用。 50. Kolbe－Schmitt 反应 在绝对无水的情况下，干燥的 CO2和苯酚钠在压热器中加热 180200℃，生成大约 25 水杨酸钠盐，其再酸化即得水杨酸。 ONaONa COONa OHOH COOH H CO22 Schmitt 对此反应进行改良，在低温 125℃、47atm 时反应，几乎可得理论量的水杨酸。