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【机理新解】异常Claisen重排

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这是分子内的异构重排过程:

现有文献将异常Claisen重排反应机理解析为:

上述机理解析式存在如下可商榷之处:

一是反应的命名过多过复杂。此反应是三个σ-迁移反应的串联过程,分别命名为[3,3]-σ重排、H原子迁移和[1,5]-氢原子迁移。而这三个σ-迁移在反应原理上并无任何区别与差异,而过多地使用名词毫无益处,只能使得问题复杂化并为读者的理解带来困难。对于六元环内三对电子的协同迁移,本文抽象地采用[3,3]-σ迁移同一概念,表示六元环内三对电子协同转移到三个位置,这样容易被读者理解与掌握。

二是代表一对电子转移的弯箭头的弯曲方向表述不够准确。弯箭头的起始点、终点与弯曲方向均是电子转移表达的要素,通过这些要素便能够判别产物结构。而在此机理解析过程中,无论是自A至B过程还是自C至D过程,均出现了弯箭头逆时针与顺时针的方向性错误。由这些错误的电子转移过程表述,只能推断出错误的分子结构。

三是自A至B过程中[3,3]-σ迁移的方向不对即便是三对电子的协同转移,也必须遵循极性反应三要素的一般规律,即分清环内六个元素的带电性质。在A分子内,氧原子毫无疑问是电负性最大的元素,它只能作为离去基得到电子后转化成亲核试剂再与缺电体亲电试剂成键。而现有的机理解析将其放在先失电子再得电子的缺电体-亲电试剂位置上,这颠倒了富电体-亲核试剂与缺电体-亲电试剂的位置,颠覆了电负性大小的排序。

此处必须注意:先得电子后再与缺电体成键是较大电负性基团的基本属性,属于离去基转化为亲核试剂的性质。而先失电子后再接收富电体上独对电子成键是较小电负性元素的基本属性,属于亲电试剂的性质。

综合如上讨论,将此异常Claisen重排反应机理重新解析如下:

这样,既抽象地简化了反应的命名,又规范了弯箭头弯曲方向及其意义,并清楚地体现了各个元素所具有的带电性质,符合电子转移的一般规律,符合极性反应三要素的一般原理。

参考文献:

[1] Hansen, H. J. In Mechanisms of Molecular Migrations; vol. 3, Thyagarajan, B. S., ed.; Wiley-Interscience: New York, 1971, pp 177-200. (Review).

[2] Kilenyi, S. N.; Mahaux, J. M.; Van Durme, E. J. Org. Chem. 1991, 56: 2591.

[3] Fukuyama, T; Li, T.; Peng, G. Tetrahedron Lett. 1994, 35: 2145.\

来源:化学工业出版社《有机人名反应机理新解》,转载需授权。

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