九十六种化学反应机理

一、Arbuzov艾伯佐夫反应三、Baeyer-villiger拜耳-维立格反应五、Birch伯奇还原七、Bucherer反应九、Berthsen,A.Y吖啶合成法十一、Chichibabin反应十三、Claisen-Schmidt反应十五、Clemmensen还原十七、Cope消除反应十九、Curtius反应二十一、Dakin反应二十三、Edvhweiler-Clarke反应二十五、Favorskii反应二十七、Friedel-Crafts烷基化反应二十九、Fries重排三十一、Gabriel合成法三十三、Gattermann-Koch反应三十五、Hantzsch合成法三十七、Hell-Volhard-Zelinski反应三十九、Hofmann烷基化四十一、Hofmann重排（降解）四十三、Hunsdiecker反应四十五、Knoevenagel反应二、Arndt-Eister反应四、Beckmann重排六、Bouveault-Blanc还原八、Bamberger,E.重排十、Cannizzaro反应十二、Claisen酯缩合反应十四、Claisen重排十六、Combes喹啉合成法十八、Cope重排二十、Crigee,R反应二十二、Elbs反应二十四、Elbs,K过硫酸钾氧化法二十六、Favorskii重排二十八、Friedel-Crafts酰基化反应三十、Fischer,O-Hepp,E重排三十二、Gattermann反应三十四、Gomberg-Bachmann反应三十六、Haworth反应三十八、Hinsberg反应四十、Hofmann消除反应四十二、Houben-Hoesch反应四十四、Kiliani氯化增碳法四十六、Koble反应四十八、Kolbe,H.SyntbexisofNitroparsffini合成四十七、Koble-Schmitt反应四十九、Leuckart反应五十一、Mannich反应五十三、Michael加成反应五十五、NorrishⅠ和Ⅱ型裂五十七、Orton,K.J.P重排五十九、Pschorr反应六十一、Prins,H.J反应六十三、Perkin,W.H反应六十五、Reformatsky反应六十七、Reppe合成法六十九、Rosenmund还原七十一、Riley,H.L氧化法七十三、Schiemann反应七十五、Skraup合成法七十七、Stepen还原-氰还原为醛七十九、Strecker氨基酸合成法八十一、Schiemann,G.反应八十三、Tiffeneau-Demjanov重排八十五、Thorpe,J.F.缩合八十七、Ullmann反应八十九、Vilsmeier反应九十一、Williamson合成法九十三、Wagner-Meerwein重排九十五、Wittig-Horner反应五十、Lossen反应五十二、Meerwein-Ponndorf反应五十四、Martius,C.A.重排五十六、Oppenauer氧化五十八、Paal-Knorr反应六十、Prileschajew,N反应六十二、Pinacol重排六十四、Pictet-Spengler异喹啉合成法六十六、Reimer-Tiemann反应六十八、Robinson缩环反应七十、Ruff递降反应七十二、Sandmeyer反应七十四、Schmidt反应七十六、Sommelet-Hauser反应七十八、Stevens重排八十、异喹啉合成法八十二、Schmidin,J.乙烯酮合成八十四、Tischenko,V.反应八十六、Tollens,B.缩合八十八、Urech,F.羟腈合成法九十、VanEkenstein,W,A重排九十二、Wacker反应九十四、Wittig反应九十六、Wohl递降反应Arbuzov反应亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷作用，生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烷：卤代烷反应时，其活性次序为：R'IR'BrR'Cl。除了卤代烷外，烯丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a-或b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时，总是先脱除含碳原子数最少的基团。本反应是由醇制备卤代烷的很好方法，因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制得：如果反应所用的卤代烷R'X的烷基和亚磷酸三烷基酯(RO)3P的烷基相同（即R'=R），则Arbuzov反应如下：这是制备烷基膦酸酯的常用方法。除了亚磷酸三烷基酯外，亚膦酸酯RP(OR')2和次亚膦酸酯R2POR'也能发生该类反应，例如：反应机理一般认为是按SN2进行的分子内重排反应：反应实例Baeyer----Villiger反应反应机理过酸先与羰基进行亲核加成，然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上，同时发生O-O键异裂。因此，这是一个重排反应具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应，重排产物手性碳原子的枸型保持不变，说明反应属于分子内重排：不对称的酮氧化时，在重排步骤中，两个基团均可迁移，但是还是有一定的选择性，按迁移能力其顺序为醛氧化的机理与此相似，但迁移的是氢负离子，得到羧酸。反应实例酮类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或三氟过氧乙酸等氧化，可在羰基旁边插入一个氧原子生成相应的酯，其中三氟过氧乙酸是最好的氧化剂。这类氧化剂的特点是反应速率快，反应温度一般在10~40℃之间，产率高。Arndt-Eister反应酰氯与重氮甲烷反应，然后在氧化银催化下与水共热得到酸。反应机理重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮（1），（1）在氧化银催化下与水共热，得到酰基卡宾（2），（2）发生重排得烯酮（3），（3）与水反应生成酸，若与醇或氨（胺）反应，则得酯或酰胺反应实例Beckmann重排肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排，生成相应的取代酰胺，如环己酮肟在硫酸作用下重排生成己内酰胺反应机理在酸作用下，肟首先发生质子化，然后脱去一分子水，同时与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上，所形成的碳正离子与水反应得到酰胺。迁移基团如果是手性碳原子，则在迁移前后其构型不变，例如：反应实例Birch还原伯奇还原反应（Birch还原）是指用钠和醇在液氨中将芳香环还原成1,4-环己二烯的有机还原反应。此反应最早由澳大利亚化学家ArthurJohnBirch(1915–1995)在1944年发表。[1]Birch还原的重要性在于：尽管剩下的双键（非芳香性）更为活泼，该反应却能停留在环己双烯上，而不继续还原。芳香化合物用碱金属(钠、钾或锂)在液氨与醇(乙醇、异丙醇或仲丁醇)的混合液中还原,苯环可被还原成非共轭的1,4-环己二烯化合物..使用Birch还原的一个例子是还原萘反应机理钠溶于液氨中会形成一个电子盐的亮蓝色溶液，化学式为[Na(NH3)x]e。溶剂化电子会与芳香环加成，形成一个自由基负离子。溶液中的醇此时作为质子试剂提供一个氢原子。对大多数反应物来说，氨上的氢酸性还不够。如下图所示。如果是取代芳香化合物，当取代基是羧基等吸电子基时，能够稳定碳负离子并生成最少取代的烯烃；当取代基是供电子基时，则生成取代最多的烯烃。热力学不稳定的非共轭1,4-加成产物往往产率超过热力学稳定的1,3-加成产物，这是由于共轭的戊二烯负离子中间体HOMO的最大轨道系数是在中间那个碳原子上，导致生成的1,4-环己双烯没有办法经过平衡移动而生成更加热力学稳定的产物，因此，生成的是动力学稳定产物。Birch烷基化在卤代烃的存在下，上文提到的碳负离子也可以发生亲核取代反应生成新的碳-碳键。如下图所示，在Birch还原中生成的负离子中间体可以被一个合适的亲电试剂捕获，例如卤代烃：根据逆合成分析，前者即是后者的合成子。在下图所示反应中，1,4-二溴丁烷被加入到苯甲酸叔丁酯中，最后生成烷基化的1,4-环己双烯产物。如下图反应实例Bouveault---Blanc还原脂肪族羧酸酯可用金属钠和醇还原得一级醇。α，β-不饱和羧酸酯还原得相应的饱和醇。芳香酸酯也可进行本反应，但收率较低。本法在氢化锂铝还原酯的方法发现以前，广泛地被使用，非共轭的双键可不受影响。反应机理首先酯从金属钠获得一个电子还原为自由基负离子，然后从醇中夺取一个质子转变为自由基，再从钠得一个电子生成负离子，消除烷氧基成为醛，醛再经过相同的步骤还原成钠，再酸化得到相应的醇。反应实例醛酮也可以用本法还原，得到相应的醇:Bucherer反应萘酚及其衍生物在亚硫酸或亚硫酸氢盐存在下和氨进行高温反应，可得萘胺衍生物，反应是可逆的。反应时如用一级胺或二级胺与萘酚反应则制得二级或三级萘胺。如有萘胺制萘酚，可将其加入到热的亚硫酸氢钠中，再加入碱，经煮沸除去氨而得。反应机理本反应的机理为加成消除过程，反应的第一步（无论从哪个方向开始）都是亚硫酸氢钠加成到环的双键上得到烯醇（Ⅱ）或烯胺（Ⅵ），它们再进行下一步互变异构为酮（Ⅲ）或亚胺（Ⅳ）:反应实例Cannizzaro反应不含α-氢原子的脂肪醛、芳醛或杂环醛类在浓碱作用下醛分子自身同时发生氧化与还原反应，生成相应的羧酸(在碱溶液中生成羧酸盐)和醇的有机歧化反应。反应机理首先发生碱对羰基的亲核加成，四面体型中间体再与强碱作用，失去一个质子变为双负离子（坎尼扎罗中间体）。由于氧原子带有负电荷，具有供电性，使得邻位碳原子排斥电子的能力大大增强。两个负离子中间体都可与醛作用，碳上的氢带着一对电子以氢负离子的形式转移到醛的羰基碳上，形成一个醇盐负离子和一个羧酸根负离子。坎尼扎罗反应中的水可以参与反应，生成氢气，也证实了氢负转移的过程。Berthsen,A.Y吖啶合成法二芳基胺类与羧酸在无水ZnCl2存在下加热起缩合作用，生成吖啶类化合物。反应机理反应实例Chichibabin反应杂环碱类，与碱金属的氨基物一起加热时发生胺化反应，得到相应的氨基衍生物，如吡啶与氨基钠反应生成2-氨基啶，如果α位已被占据，则得γ-氨基吡啶，但产率很低。本法是杂环上引入氨基的简便有效的方法，广泛适用于各种氮杂芳环，如苯并咪唑、异喹啉、丫啶和菲啶类化合物均能发生本反应。喹啉、吡嗪、嘧啶、噻唑类化合物较为困难。氨基化试剂除氨基钠、氨基钾外，还可以用取代的碱金属氨化物：反应机理反应机理还不是很清楚，可能是吡啶与氨基首先加成，（Ⅰ），（Ⅰ）转移一个负离子给质子给予体(AH)，产生一分子氢气和形成小量的2-氨基吡啶（Ⅱ），此小量的（Ⅱ）又可以作为质子的给予体，最后的产物是2-氨基吡啶的钠盐，用水分解得到2-氨基吡啶：反应实例吡啶类化合物不易进行硝化，用硝基还原法制备氨基吡啶甚为困难。本反应是在杂环上引入氨基的简便有效的方法，广泛适用于各种氮杂芳环，如苯并咪唑、异喹啉、吖啶和菲啶类化合物均能发生本反应。Claisen酯缩合反应含有α-氢的酯在醇钠等碱性缩合剂作用下发生缩合作用，失去一分子醇得到β-酮酸酯。如2分子乙酸乙酯在金属钠和少量乙醇作用下发生缩合得到乙酰乙酸乙酯。二元羧酸酯的分子内酯缩合见Dieckmann缩合反应。常用的碱性缩合剂除乙醇钠外，还有叔丁醇钾、叔丁醇钠、氢化钾、氢化钠、三苯甲基钠、二异丙氨基锂（LDA)和Grignard试剂等。反应机理乙酸乙酯的α-氢酸性很弱（pKa-24.5),而乙醇钠又是一个相对较弱的碱（乙醇的pKa~15.9），因此，乙酸乙酯与乙醇钠作用所形成的负离子在平衡体系是很少的。但由于最后产物乙酰乙酸乙酯是一个比较强的酸，能与乙醇钠作用形成稳定的负离子，从而使平衡朝产物方向移动。所以，尽管反应体系中的乙酸乙酯负离子浓度很低，但一形成后，就不断地反应，结果反应还是可以顺利完成。反应实例如果酯的α-碳上只有一个氢原子，由于酸性太弱，用乙醇钠难于形成负离子，需要用较强的碱才能把酯变为负离子。如异丁酸乙酯在三苯甲基钠作用下，可以进行缩合，而在乙醇钠作用下则不能发生反应：两种不同的酯也能发生酯缩合，理论上可得到四种不同的产物，称为混合酯缩合，在制备上没有太大意义。如果其中一个酯分子中既无α-氢原子，而且烷氧羰基又比较活泼时，