教你书写有机反应机理(1)

无论是科研还是学习有机化学,机理的书写都是非常重要的技能,我们先来给出一个例子,再来详细说说如何书写有机反应机理。难度并不大,有兴趣的读者不妨一试。(TMSOTf,三氟甲磺酸三甲基硅酯)
可以看到反应产生了高度对称的金刚烷骨架,这几乎是十碳阳离子重排中最常见的骨架之一。和底物比较,发现多出了两个苯基,这意味着溶剂参与了反应。
再来看反应条件,二氯甲烷体系,回流条件,意味着反应温度不会超过50摄氏度,从而反应基本不可能是自由基反应。这些线索都指向一个反应:Friedel —Crafts反应,这意味着反应中出现了两个碳正离子的中间体。
从底物结构不太容易看出官能团的关系,但是空间关系画出来之后就很明显了——双键和羰基在空间上具有很小的间隔:
从而反应的第一步就是羰基和三甲基硅基的结合,形成一个三级碳正离子和羰基阳离子的共振式,双键亲核进攻羰基阳离子,同样得到三级碳正离子,接着发生F-C烷基化反应,此时金刚烷骨架已经形成,再结合一个TMS,使OTMS离去,进行第二步F-C反应,得到产物。
从上面的例子我们得出一个重要的机理书写方法,即:先比较反应过程中的变化,再推测可能进行的反应,进而写出机理。在下一章我们将讨论如果骨架发生重排应该如何解决。
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