В органической химии реакция перегруппировки — это широкий класс органических реакций , в которых углеродный скелет молекулы перестраивается с образованием структурного изомера исходной молекулы. [1] Часто заместитель перемещается от одного атома к другому атому в одной и той же молекуле, поэтому эти реакции обычно являются внутримолекулярными. В приведенном ниже примере заместитель R перемещается от атома углерода 1 к атому углерода 2:
Происходят также межмолекулярные перегруппировки.
Перегруппировка не очень хорошо представлена простыми и дискретными переносами электронов (в учебниках по органической химии они представлены изогнутыми стрелками). Фактический механизм движения алкильных групп , как при перегруппировке Вагнера-Меервейна , вероятно, включает в себя перенос движущейся алкильной группы по жидкости по связи, а не разрыв и образование ионной связи . В перициклических реакциях объяснение орбитальными взаимодействиями дает лучшую картину, чем простой дискретный перенос электронов. Тем не менее, можно нарисовать изогнутыми стрелками последовательность дискретных переносов электронов, которые дают тот же результат, что и реакция перегруппировки, хотя это не обязательно реалистично. При аллильной перегруппировке реакция действительно ионная.
Тремя ключевыми реакциями перегруппировки являются 1,2-перегруппировки , перициклические реакции и метатезис олефинов .
1,2-перегруппировка — это органическая реакция, при которой заместитель перемещается от одного атома к другому в химическом соединении. При сдвиге 1,2 в движении участвуют два соседних атома, но возможны перемещения на большие расстояния. Скелетная изомеризация обычно не встречается в лаборатории, но является основой широкого применения на нефтеперерабатывающих заводах . Обычно алканы с прямой цепью превращаются в изомеры с разветвленной цепью при нагревании в присутствии катализатора. Примеры включают изомеризацию н-бутана в изобутан и пентана в изопентан . Сильно разветвленные алканы обладают благоприятными характеристиками сгорания для двигателей внутреннего сгорания. [2]
Другими примерами являются перегруппировка Вагнера-Меервейна :
и перегруппировка Бекмана , [3] которая имеет отношение к производству некоторых нейлонов : [4]
Перициклическая реакция — это тип реакции с образованием и разрывом множественных углерод-углеродных связей, при котором переходное состояние молекулы имеет циклическую геометрию, и реакция протекает согласованно. Примерами являются гидридные сдвиги.
и перегруппировка Клайзена : [5]
Метатезис олефинов представляет собой формальный обмен алкилиденовых фрагментов на два алкена. Это каталитическая реакция с карбеном или, точнее, промежуточными соединениями карбенового комплекса переходного металла .
В этом примере ( этенолиз) пара виниловых соединений образует новый симметричный алкен с вытеснением этилена .
1,3-перегруппировки происходят по 3 атомам углерода. Примеры:
