克莱森重排反应 ,有機反應的一種
有机反应 即涉及有机化合物 的化学反应 [ 1] ,是有机合成 的基础。几种基本反应类型为:加成反应 、消除反应 、取代反应 、周环反应 、重排反应 和氧化还原反应 。在有机合成当中,有机反应被广泛的应用于各种人造分子的合成。比如药物 、塑料 、食品添加剂 和合成纤维 等等。
早期的有机反应,包括有机燃料的燃烧 反应,以及制造肥皂所用的皂化反应 。当今有机反应已愈发复杂,其中几个获得诺贝尔化学奖 的反应为:1912年的格氏反应 、1950年的狄尔斯-阿尔德反应 、1979年的维蒂希反应 、2005年的烯烃复分解反应 、2010年的赫克反应 和2021年的不对称有机催化反应 。
命名及试剂
绝大多数的有机反应都以发现者的名字命名,因此很多有机反应也被称为人名反应 ,数目最少有1000个,可参见有關的列表 。除含有发现者的名字外,有机反应的名称中可能还包括反应类型(如重排反应 、还原反应 、合成 ),及反应底物 的名称(如吲哚 ),例如Fischer吲哚合成 和安息香缩合 。早期的人名反应如克莱森重排反应 (1912),較新的反应则如Bingel反应 (1993)。当反应名称繁冗时,常以简写称呼,如狄尔斯-阿尔德反应 则变为DA反应 ,由三名化學家共同合成研究的Corey-Bakshi-Shibata还原反应 ,就可以以首字母来簡化命名為CBS反应 。
有机反应中所使用的试剂 也是研究的热点。它们常被用于特定的反应中,比如:
基础知识
决定有机反应反应性的因素与其他化学反应 的类似,特别之处涉及:
有机化学中普遍存在同分异构 现象,因此为了合成具有某一特定结构的目标分子,需要引入区域选择性 、非对映异构选择性 和对映异构选择性 的概念。用伍德沃德-霍夫曼规则 可以判断周环反应 能否发生,而马氏规则 和扎伊采夫规则 则分别可作为亲电加成反应 和消除反应 的参考规则。
有机反应是药物 合成的基础。根据2006年的一份回顾,[ 2] 有机反应中,大约有20%涉及氮和氧原子上的烷基化 反应,20%涉及保护基 的引入和脱去,11%涉及新碳-碳键 的生成,10%涉及官能团 的互相转化。
机理
虽然有机反应的数目和反应机理 数可以有无限个,但这些反应和反应机理都符合一些规律。因此,可根据反应机理的类型,将各种有机反应进一步细分:
亲电加成反应 (EA)
亲核加成反应 (NA)
自由基加成反应 (RA)
亲核取代反应
亲核取代反应 ,SN 1 、SN 2 和SN i 机理
亲核芳香取代反应 (NAS)
亲核酰基取代反应
亲电取代反应 (ES)
亲电芳香取代反应 (EAS)
自由基取代反应 (RS)
1,2-重排反应
周环反应
复分解反应
加成聚合反应
逐步聚合反应
缩合反应 是两个反应物 结合,同时生成一个小分子如水 的反应。逆过程称作水解 。
依官能团分类
有机反应可大致依据反应物和产物中官能团 的种类而加以分类。例如,Fries重排反应 中,反应物为酯 ,而产物为醇 。
右表中列出了常见官能团的合成方法和一般反应:
其他
涉及杂环化合物 的有机反应常以杂环的元数及杂原子类型分类。此外,也可以反应物含有的碳-元素键类型来对有机反应进行分类,由此衍生出的有机化学重要分支如有机硫化学 、有机硅化学 、有机磷化学 和有机氟化学 。由此得到的很多内容与有机金属化学 有相当程度的重叠。
图例 与碳所成的化学键 系 有机化学重要研究对象 有广泛应用的领域 仅是学术研究的对象 尚未发现此类键
参考文献
^ Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis Laszlo Kurti, Barbara Czako Academic Press (March 4, 2005 ) ISBN 0-12-429785-4
^ Analysis of the reactions used for the preparation of drug candidate molecules John S. Carey, David Laffan, Colin Thomson and Mike T. Williams Org. Biomol. Chem., 2006 , 4, 2337 - 2347, doi :10.1039/b602413k
外部链接
参见