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重排反应(1)-氢化物转移
最后更新:2022年11月29日|
重排反应:替代氢化反应与变化
在这篇文章中我们将介绍几个例子碳正离子的反应形式…但后来发生了一件有趣的事情。一对相邻的成键的电子(即一个碳氢键)与空的p轨道相互作用,在你知道它之前,碳氢键已经和一个新的,更稳定的碳正离子形成了!然后攻击碳正离子的亲核试剂,取代反应(SN1)与重排!
表的内容
- 发现一个“替换重排”:一组额外的碳氢键的形成和破坏
- 碳正离子稳定性:三级>二级> >小学
- 如果一个不太稳定的碳正离子可以转化为一个更稳定的碳正离子通过碳氢键的迁移,然后重排是可能的
- “允许”碳正离子重排反应的例子通过氢化物发生的变化
- SN1氢化反应与转变:箭头推动机制
1。发现一个“替换重排”:一组额外的碳氢键的形成和破坏
为亲核取代,形式和打破债券的模式非常简单。你打破C -(离去基团)和C -形式(亲核试剂)。一个直接的交换。但每隔一段时间你可能会看到一个“怪异”取代反应。如果你仔细看看债券和债券形成的模式打破了在第二反应下面,有一个额外的设置!
换句话说,这是一个氢已经取代反应。我们称这些运动“重组”,很快就会明白这么做的原因。
最大的问题是,发生什么事了?这是怎么发生的?
2。碳正离子稳定性:三级>二级> >小学
事实证明,通过碳正离子反应,有时会进行重组。和回顾置换反应,回忆年代N通过碳正离子中间体1反应。(看到帖子:SN1机制)
在本帖里,我们将经历当你期望看到重排反应。
让我们回想一下碳正离子。他们是碳原子与6个电子轴承一个正电荷。换句话说,他们缺乏电子- 2电子缺乏一个完整的八隅体。
所以才有意义碳正离子变得更加稳定增加电子捐赠基团的数量。烷基组是一个完美的例子。这就是为什么碳正离子稳定性随你从小学,中学到三级。(看到帖子:碳正离子的稳定性)
(同样值得指出碳正离子也稳定的共振,使正电荷离域或“分散”在更大区域的分子)。
3所示。如果一个不太稳定的碳正离子可以转化为一个更稳定的碳正离子通过碳氢键的迁移,然后重排是可能的
这和重组什么?事实证明,如果一个情况的存在不稳定的碳正离子可以转换成一个更稳定的碳正离子。然后一个重排是可能的。
一个,一个不稳定的碳正离子重排途径可以转化为更稳定的碳正离子被称为氢化物的转变。看下图。
我们有一个在这个反应二次碳正离子左边。在这种重排反应,对碳氢键的电子转移到空的p轨道碳正离子。在这个反应的过渡态,有部分碳氢键C3和部分碳氢键C2。
过渡态是一刹那的像接力赛跑,一个短跑运动员把接力棒传递给另一个短跑运动员,他们都有他们的手。
然后,随着C2-H键缩短和C3-H键削弱,我们最终得到的碳正离子C3(一个叔碳正离子)产品更稳定。
请注意,我们只需要一个箭头显示这发生!
4所示。“允许”碳正离子重排反应的例子通过氢化物发生的变化
这里有一些例子“允许”的重排反应。注意我们总是从较低取代碳正离子更取代碳正离子。一个例外是处于社会底层的人;新碳正离子重排是有利的,因为共振稳定。
5。的年代N1与氢化反应转变:箭头推动机制
现在我们准备展示的重排反应发生N1。记得的第一步N1是离去基团叶子给一个碳正离子。
在下面的案例中,形成碳正离子二次,有一个三级碳在隔壁。因此,一个重排可以发生给更稳定的三级碳正离子,然后被亲核试剂(水在本例中)。
最后,水是deprotonated中性酒精。这是一个一个的例子年代N1与重排反应。
我给一些年代的例子N1下面的反应与重组。看看你能不能画的机制!在下一篇文章我们将讨论一个稍微不同的重组与置换反应通路。
笔记
引用和进一步阅读
- 分子内重排的共同基础
弗兰克·c·惠特莫尔
美国化学学会杂志》上1932年54(8),3274 - 3283
DOI:10.1021 / ja01347a037
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嗨,詹姆斯。这是我的小问题,如果我有一个看起来像(CH3) 3-CH2-CH2 +结构,它允许我将阳离子从右到左叔阳离子或不呢?需要两次重排。谢谢你!
有例子多个氢化物和/或烷基转移可以发生。最著名的例子是羊毛甾醇的生物合成。https://en.wikipedia.org/wiki/Lanosterol
甲基氢化和变化稳定SN1反应吗?比如,如果最初SN1反应不会发生由于离去基团被附加到一个主碳,会有更高的机会如果发生碳正离子可以重新排列是二级或三级碳正离子吗?
一些经典的实验对这些变化由惠特莫尔用新戊醇、新戊二卤化物。https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01347a037
我们如何判断是否会发生烷基转移氢化或转变?
有更多可以形成稳定的碳正离子通过烷基或氢化物转移?然后重排可能是可能的。寻找一个仲碳邻叔或季碳。
的碳正离子重排sn1率测定过程的一部分吗
速率决定步骤形成的初始碳正离子。
你能共享一个参考碳正离子重排你部分5所示,从外环己烷在里面吗?
AFAIK这是不可能的,而环扩张将会发生,因为你画的重排将通过一个不稳定的斯皮罗过渡状态,虽然我可能是错的。我从来没有见过这样的重排;来到这里看到这个之后你的另一个页面。
像许多重排问题,这些都是完全是虚构的。
真诚的我希望我能找到更多文献例子对应于实际考试的问题。然后我就给他们看的。他们很难找到。
重组是更可能发生在本科中期问题比在任何反应容器。
为什么不饱和碳正离子系统不进行重排,即使他们获得稳定
当类型的衬底给重新安排产品替代亲核的反应?
寻找一个二级(或主要)碳正离子邻叔或季碳。
氢化或甲基转移可能发生SN1和SN2反应机制?
氢化物和甲基的变化只发生在SN1反应机制。
甚至可以主要碳正离子形式?我问这个,因为我看到一些问题,最主要的碳正离子的形式,然后一个甲基或氢化物发生转变。我觉得反应需要大量的能量投入主要碳正离子形成。
好问题。他们是已知的,但只有在非常奇异的条件。看到例如https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja00326a006
它更有可能(像你暗示)重排伴随着损失更多的离去基团的协同过程。
可以氢化物叔碳正离子之间发生转移到另一个附近的叔碳?
简单的答案是“不”,因为有两个叔碳正离子之间没有明显的精力充沛的动力(而不是一个二级碳正离子被转换为三级碳正离子)。
更复杂的(真实)的回答是,“有时”,可以有大致相等的平衡两个碳正离子的稳定性。反应是有用的,但是,必须有一个强大的动力,最终导致热更稳定的产品。
谢谢你的回复。确切的问题是下面哪个选项将显示更大的反应对SN1反应:
我。氯化苄
二世。(2 -氯乙基)苯
现在二世的初始碳正离子。不是共振稳定而即是与苯共振。
但在二碳正离子重排后。它变成了一个苄基的碳正离子(高度共振稳定),还有一个电子捐赠集团(甲基)稳定。
所以我认为二世。应该更活性的碳正离子中间体比我更稳定。
但是我的书说,氯化苄对SN1将更加被动。
这是你承担什么? ?
下面哪个烷基卤化物将朝着SN1反应有更大的反应吗?
一个碳正离子苄基的
或
后的苄基的碳正离子形成碳正离子重排(从初级碳正离子苄基的碳正离子)? ? ?
请回复
我必须看到的结构,但是如果发生重排,很可能一个non-resonance-stabilized二级碳正离子,不太可能比苄基的碳正离子电离。
为什么一个叔碳正离子比中小学更稳定?什么有更多的C原子连接与稳定?
碳正离子electron-poor物种缺乏一个完整的八隅体。他们有些稳定捐赠邻近原子的电子密度。氢可怜的捐赠者,因为他们拥有的唯一电子与碳氢键σ键。另一方面烷基(取代基碳)有一个完整的八隅体的电子,这些电子可以部分捐赠给electron-poor碳正离子,这将导致一个更稳定的碳正离子的物种。
越临近含碳的邻居碳正离子(主要<次要<三级)了更多的电子密度可以捐赠给electron-poor碳正离子。你可以把它有点像一个可怜的人被一个有钱的邻居给贷款。
氢化物转移可以发生在环氧在酸性条件下的反应吗?
是的,看看Meinwald重排的环氧化合物催化的醛路易斯酸。
谢谢你詹姆斯。你使每个概念很简单
好的,谢谢Adithya。
先生. .在三级碳正离子重排可能发生
是的,但是通常必须有一个驱动力否则你会得到产品的混合物。
碳正离子重排可能发生在一个三级…一个叔碳正离子迁移到另一个叔碳正离子。
它可以发生…比如级联的变化发生环化后角鲨烯氧化物羊毛甾醇。https://en.wikipedia.org/wiki/Lanosterol
如果我们添加H-Br烯烃和两岸的烯烃碳碳,可以形成更稳定的碳正离子但涉及一个甲基氢化和其他涉及到转变,转变的途径做时我们会遵循机制和增加质子在第一步?
谢谢你!
在其他条件保持不变的情况下,氢将迁移速度比什么都快。
问候詹姆斯,是一般的1,3氢化物发生变化?
它肯定不是!
詹姆斯,
谢谢,谢谢,谢谢一百万! ! ! ! !
氢化物feom 1日转移到4日碳吗
Ph-CH2-CH + = CH2
将N REARRENGEMENT
有毛病你的结构。
甲基和氢化物转移哪个优先?
氢化物转移更快。
为什么双键的环己烯不会打破Br₂、紫外线和热吗?我预期的产品是bromocyclohexane但3-bromocyclohex-1-ene !
听起来像烯丙基溴化条件。//m.deriinvest.com/2013/11/25/allylic-bromination/
你好,
请帮我与下列问题
碳和氢债券能源约为413焦每摩尔。可行等氢化物发生变化吗?因为我觉得更多的精力花在打破碳氢键比释放的能量通过碳正离子稳定。
其次,我们如何证明氢化物从一个分子转移到其他如Meervein-pondroff-verley反应?
谢谢
你必须平衡打破债券的精力充沛的“成本”的充满活力的“获得”形成一个新的键。被打破的碳氢键的键的强度通常是在10千卡每摩尔的碳氢键的键的强度形成。
我们所说的“不稳定”的各种碳正离子(如二次、芳基等)是另一个单词为高的电子亲和能,这意味着更多的“不稳定”相邻的碳正离子,更多的能量将它完成时释放其八隅体。如果产生的碳正离子转变的电子亲和能相对较低(如三级或烯丙基的),那么净能量增益可以相当可观。比如从一个典型的二次碳正离子典型的叔碳正离子可以价值约18千卡每摩尔。(基于气相rh键离解的能量。看到224年3月先进的有机化学5 p。表5.2)。
如果我1号环己烷碳正离子(环己烷的正电荷3 C),会有1 - 4、1 - 3氢化物转移furninsh叔碳正离子吗?
可能顺序碳氢键发生变化,所以一个1,2 -转变可能是紧随其后的是另一个1,2 -转变。在非常罕见的例子可能transannular变化将会发生的例子1,4或者1,5班在环己烷。但这是不可能
的迁移趋势b / w氢化物,甲基苯基美元
你好,我是有点困惑于碳正离子重排。你怎么知道这将是一个氢化或甲基转移?
只要你从一个不太稳定的碳正离子到一个更稳定的碳正离子,一个好的经验法则是氢化物转移速度比烷基转移。
对于sn1反应为什么离去基团不已经被附加到之前是最稳定的碳正离子的替代组考虑到如果sn1反应要发生离去基就已经能够离开衬底的?
说如果我们有一个中间Br-CH2-CH ch3 (+)。将正电荷转向CH2将由中介的溴效果稳定吗?(有许多问题在我的书中,这是没有完成! !)
没有办法存在作为一个自由碳正离子。Br将组成一个三人bromonium离子,不会容易发生重排。
在某些情况下,比如如果你取代了CH3例子与Ph值,那么生成的碳正离子是相当稳定的,在这种情况下,通常的观察”反“选择性溴化是观察。
随着投入有机化学家
我个人在实验室能够除去活性炭氢化物在1100 c。
这里的问题与这个博士化学家碳最初在两个电子共价键,因此删除氢化物叶子一个电子在碳。
1,这意味着碳有七个电子。
2化学家很奇怪!他们称之为碳正离子。
哇
韦恩·哈伦博士
所以变化只发生在当一个仲碳形成?我问这个,因为如果一个主要生成碳正离子不是E2脱水或脱卤作用机制,然后如果接受转变如何生成吗?所以我认为变化只发生在E1脱水和脱卤反应。
*我只谈论现在消除反应。
更有可能的转移伴随着损失离去基团。你能想到的迁移组是有点像一个移动到相邻的碳亲核试剂,离去基团取代。这将导致一个新的碳正离子,可以进行消除。
这是一个途径
如果基础/亲电试剂需要中和碳正离子是相当大的,位阻?重排仍然会有利吗?如对一个叔碳正离子post-rearrangment H2PO4 -…
质子是最简单的一步,和这些质子酸(pKa小于0)。不应该成为一个问题。记住你不是deprotonating第三位置,你deprotonating碳相邻。
是氢化/ /甲基转移特性仅SN1反应或这也可能发生在E1吗?
它可以随时发生生成碳正离子。可以通过损失发生的离去基团的步骤开始E1 / SN1或者它也可以发生在增加酸烯烃(如果你覆盖)。
为什么2 - methylbromopropane与氢氧化钠反应生成2产品? ?
变化只发生在相邻的碳原子之间吗?例如,如果碳1和3之间的转变创造了一个更稳定的碳正离子,但是1和2之间的转变创造了一个不稳定的碳正离子,从1到3的转变还会发生?或重排只发生如果转向相邻碳产生更稳定的碳正离子?谢谢
1和3之间的转移或1和4是禁止错发生转移轨道重叠之间发生了碳氢键和C +空轨道。
这将是困难的,3日和4日. .
但随着链变长就可以弯曲和C +碳氢键附近。所以,1、5变化发生…
没错,谢谢Harmeet。
我有同样的问题。答案是否定的,这里有一个简要的说明:http://web.pdx.edu/ wamserc / C334F10 / rearrangements.pdf
这是一个很好的页面,谢谢!
之间哪个更稳定:苄基+和(CH3) C +
比烷基苄基碳水化合物阳离子总是比较稳定由于共振。
所以(Ph) ch2 +。是更稳定的…。但同时记住(Ph) +也最不稳定. .
Hii ! !它是可能的,如果一个主要生成碳正离子和方面,我们有一个2度碳和2度碳方面我们有4度有点像(ch3) 3 - c -ch2-ch2 + . .那么有没有可能直接3度生成碳正离子(有点像同步变化)? ? ?谢谢
可以有多个氢化物转移,如果这就是你问的。事实上有多个氢化羊毛甾醇生物合成的重要分子的变化:http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/reaction/terp/lanost.html
我认为,你需要有一个转变氢化物原子在邻居碳……所以我们不能有一个三级的转变虽然我们可以有一个中等的转变
尽管氢化物转移似乎我好的方法在合成提供捷径,我经常想知道为什么你看不到他们,经常和为什么我学到了他们在我的化学教育相对较晚。我认为这是因为他们经常发生碳正离子,只有形成稳定的时候。和氢化物发生变化增加碳正离子的稳定性,所以没有很多的范围。脂肪族化合物这只允许改变从二级到三级碳正离子。
他们也很unselective,如果有多个邻国氢化可以捐赠的,很难控制哪一个将会发生。加上有副反应(如消除)
可能是一个愚蠢的问题,但是多个氢化物和或甲基转移允许吗?如果是什么理由/如果不是为什么?
想当我解决一些棘手的sn1环开口和东西(甚至我怎么看到了吗? !)
多个变化当然是可能的,他们可能发生,但通常只会发生,如果每个转变生成一个先后更稳定的碳正离子。
例如,你可能不会看到一个转变,如果涉及到把一个叔碳正离子变成二次碳正离子。
先生,
如果一个手性中心生成?
例如,
(C2H5) (CH3) CH - C ((Cl) (CH3) (C3H8) - - - - - > (C2H5) (CH3) CH - C + (CH3) (C3H8)
2-hydride转变- - - - - - > (1)(C2H5) (CH3) C +——CH (CH3) (C3H8)
R / S构型的碳正离子重排(反转或保留或两者)?
因为一个碳正离子是刨床产生的异构中心与亲核试剂反应后将外消旋混合物或甚至(R)和(S)的位置碳正离子。这可以用额外的影响变得更加复杂分子的立体化学考虑从其他部分不涉及阳离子或分子有限的自由度。
我们能做氢化物和烷基转移多次为了获得稳定的碳正离子还是只允许一次?
有可能为多个氢化/烷基转移发生。一个惊人的例子是在羊毛甾醇的生物合成:http://en.wikipedia.org/wiki/Lanosterol
我们能做multple转变为了得到一个稳定的碳正离子或转变是只允许一次?
多个可以发生变化。多变化的特别惊人的例子,检查维基百科对羊毛甾醇是由角鲨烯。