簡介
克萊森重排反應最經典的形式是烯丙基苯基醚在高溫(> 200°C)下重排,得到鄰烯丙基苯酚。反應的機理是σ[3,3]重排(這也是最早發現的σ[3,3]重排反應),中間產物4-烯酮不穩定(無芳香性),會互變異構為有芳香性的酚。機理
這個反應的特點是高度的區域選擇性,產物大部分是鄰位的。這一點與弗里斯重排(酚酯的醯基到鄰對位)很相似(右圖)。而當苯環的兩個鄰位都被“堵”住的時候,反應產物是對位烯丙基取代物。這是因為中間產物發生了一個科普重排反應所致(右圖)。
審視整個過程可以看到:克萊森重排反應的驅動力是生成熱力學穩定的取代度最大的“烯烴”。
交叉反應表明:克萊森重排是嚴格的分子內反應。用碳14標記的烯丙基醚(標記γ碳)為反應原料,重排後碳14原子與苯環相連,雙鍵位置發生轉移。兩個鄰位上都有取代基的烯丙基酚,發生兩次重排後,則恢復了原來位置,則仍是α碳原子與苯環相連。
拓展
克萊森重排起初是在芳香化合物中發現的,這與當時(20世紀初期)合成化學家主要注意力集中的範圍局限在芳香烴上有關。後來發現該反應可以拓展到非芳香化合物上,這種拓展非常重要,因為克萊森重排反應立刻變成了一種非常有用的反應。在醚類化合物中,如果存在烯丙氧基與碳碳雙鍵相連的結構,就有可能發生克萊森重排。
現代有機合成在克萊森反應的啟發下催生出了眾多的“變體”:包括貝勒斯(Bellus)變體、埃申莫瑟(Eschenmoser)變體、艾蘭德(Ireland)變體和強生(Johnson)變體等。
異常克萊森重排反應
簡介異常克萊森重排是正常的克萊森重排的產物進一步重排,使β-碳原子與環相連的反應。最早發現於1971年。正常克萊森重排是直接得到醇或者酚,而異常克萊森重排是先得到酮,再發生氫轉移,同時伴隨烯丙基的重排,最終生成酚。機理
首先發生正常的克萊森重排,然後經過三元環中間體,得到產物: