10.4
醇类可通过烯烃与水反应,利用三种合成路线制备:酸催化水合反应、羟汞化-脱汞反应以及硼氢化-氧化反应。
在烯烃的酸催化水合反应中,质子加成到双键中取代较少的碳原子上,形成更稳定的碳正离子。随后,羟基加成到双键中取代较多的一端,这一过程遵循马尔科夫尼科夫规则。
由于反应历程中涉及一个平面三角形的碳正离子中间体,水分子从任意一面进攻的概率均等,因此生成外消旋的醇混合物。
通过烯烃的羟汞化-脱汞反应合成醇时,不经过传统的碳正离子中间体。相反,双键对带正电荷的醋酸汞进行亲核进攻,形成一个三元汞鎓离子中间体,该中间体可被视为具有少量碳正离子特征的共振杂化体。
汞鎓离子的后续水合反应符合马尔科夫尼科夫规则。经过质子转移后,硼氢化钠将汞物种替换为质子,从而得到最终产物——醇。
醇类还可以通过硼氢化-氧化反应合成。在此反应中,硼烷加成到烯烃的双键上,形成烷基硼烷过渡态。
硼原子获得部分负电荷,而另一端的碳原子则获得部分正电荷。由于空间位阻效应,硼烷加成反应发生在取代较少的碳原子上,这也有助于稳定在取代较多的碳原子上形成的部分正电荷,从而生成烷基硼烷。
此外,另外两个烯烃分子依次加成,生成三烷基硼烷,后者经双氧水和氢氧化钠进一步氧化,得到反马氏产物。
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