Реакция перестановки - Rearrangement reaction

А реакция перегруппировки это широкий класс органические реакции где углеродный скелет молекула переставлен, чтобы дать структурный изомер исходной молекулы.[1] Часто заместитель перемещается от одного атома к другому в той же молекуле. В приведенном ниже примере заместитель R перемещается от атома углерода 1 к атому углерода 2:

Также имеют место межмолекулярные перегруппировки.

Перегруппировка плохо представлена ​​простыми и дискретными переносами электронов (в текстах по органической химии представлены изогнутыми стрелками). Фактический механизм перемещения алкильных групп, как в Перегруппировка Вагнера-Меервейна, вероятно, включает перенос движущейся алкильной группы в текучей среде по связи, а не разрыв и образование ионной связи. В перициклических реакциях объяснение орбитальным взаимодействием дает лучшую картину, чем простой дискретный перенос электронов. Тем не менее, можно нарисовать изогнутые стрелки для последовательности дискретных переносов электронов, которые дают тот же результат, что и реакция перегруппировки, хотя они не обязательно реалистичны. В аллильная перегруппировка, реакция действительно ионная.

Три ключевые реакции перегруппировки: 1,2-перегруппировки, перициклические реакции и метатезис олефинов.

1,2-перегруппировки

Основная статья: 1,2-перегруппировка

1,2-перегруппировка - это органическая реакция, при которой заместитель перемещается от одного атома к другому в химическом соединении. При сдвиге 1,2 в движение участвуют два соседних атома, но возможны перемещения на большие расстояния. Изомеризация скелета обычно не встречается в лабораторных условиях, но является основой больших приложений в нефтеперерабатывающие заводы. Обычно алканы с прямой цепью превращаются в изомеры с разветвленной цепью путем нагревания в присутствии катализатора. Примеры включают изомеризацию н-бутан к изобутан и пентан к изопентан. Сильноразветвленные алканы имеют благоприятные характеристики сгорания для двигателей внутреннего сгорания.[2]

Изомеризация пентана

Дальнейшими примерами являются Перегруппировка Вагнера-Меервейна:

Вагнер-Меервейн

и Перестановка Бекмана,[3] что имеет отношение к производству определенных нейлон:[4]

Перестановка Бекмана

Перициклические реакции

Основная статья: перициклические реакции

Перициклическая реакция - это тип реакции с образованием и разрывом нескольких углерод-углеродных связей, в которых переходное состояние молекулы имеет циклическую геометрию, и реакция протекает согласованным образом. Примеры гидридные сдвиги

Сигматропные гидридные сдвиги

и Перестановка Клейзена:[5]

Перестановка Клейзена

Метатезис олефинов

Основная статья: Метатезис олефинов

Метатезис олефинов - это формальный обмен алкилиденовых фрагментов в двух алкенах. Это каталитическая реакция с карбен, или, точнее, карбеновый комплекс переходного металла промежуточные звенья.

Общий механизм метатезиса олефинов

В этом примере (этенолиз, пара винил соединения образуют новый симметричный алкен с вытеснением этилен.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Марш, Джерри (1985), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (3-е изд.), Нью-Йорк: Wiley, ISBN  0-471-85472-7
  2. ^ Карл Грисбаум, Арно Бер, Дитер Биденкапп, Хайнц-Вернер Фогес, Доротея Гарбе, Кристиан Паец, Герд Коллин, Дитер Майер, Хартмут Хёке (2002). «Углеводороды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a13_227.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  3. ^ Клейден, Джонатан; Гривс, Ник; Уоррен, Стюарт (2012). Органическая химия (2-е изд.). Издательство Оксфордского университета. п. 958. ISBN  978-0-19-927029-3.
  4. ^ Нуйкен, Оскар; Паск, Стивен (25 апреля 2013 г.). «Полимеризация с раскрытием кольца - вводный обзор». Полимеры. 5 (2): 361–403. Дои:10.3390 / polym5020361.
  5. ^ Зиглер, Фредерик Э. (декабрь 1988 г.). «Термическая, алифатическая перегруппировка Клейзена». Химические обзоры. 88 (8): 1423–1452. Дои:10.1021 / cr00090a001.