重组

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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

  1. 发现一个“替换重排”:一组额外的碳氢键的形成和破坏
  2. 碳正离子稳定性:三级>二级> >小学
  3. 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
  4. “允许”碳正离子重排反应的例子通过氢化物发生的变化
  5. 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

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!

正常的取代反应叔卤代烷与重排和替换

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)

碳正离子稳定性高等>二级>主要重排

(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。

中等碳正离子重排叔碳正离子通过氢化物转移

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。

氢化列表允许重组主要二级主三级二级,三级和烯丙基的

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

rearrangment机制与氢化物sn1转变

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。

试着画这些置换反应机制转变

在下一篇文章:重排反应(2)-烷基转移


笔记


引用和进一步阅读

  1. 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

评论

评论部分

81的想法”重排反应(1)-氢化物转移

  1. 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!

  2. 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?

  3. 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。

  4. 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。

    1. 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。

  5. 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? ?

  6. 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

    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

    1. 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。

  7. 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!

  8. 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 !

  9. 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

    1. 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)。

  10. 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?

  11. 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?

  12. 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! !)

    1. 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。

  13. 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。

    韦恩·哈伦博士

  14. 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。

  15. 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 -…

    1. 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)。

  16. 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. 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…

    1. 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. .

  17. 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

    1. 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

  18. 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。

  19. 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? !)

    1. 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。

  20. 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)?

    1. 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。

  21. 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?

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