Favorskii重排反应

有机人名反应

Favorskii重排反应，也称作法沃斯基重排反应，是α-卤代酮在碱作用下重排为羧酸衍生物（如羧酸、酯和酰胺）的反应。

发展历史

1894年，俄国化学家Favorskii, A. J.首次报道了α-卤代酮在碱作用下会发生重排并得到相应的羧酸衍生物。这个反应后来被称作Favorskii重排反应。

到了1939年，B. Tchoubar等人发现α-氯代环己基苯基酮在乙醚中用粉末氢氧化钠处理后，会得到约40%的1-苯基环己烷甲酸。1952年，C.L. Stevens 和 E. Farkas在回流的二甲苯中重复相同的反应时，他们获得了更高的收率。他们预测重排的过程涉及含卤碳原子的反转。这个反应涉及到一种α位不含氢的卤代酮的Favorskii重排反应，也被称为准Favorskii重排反应(quasi-Favorskii rearrangement)。

1971年，Wenkert, E.等人发现，不仅是α-卤代酮可以发生Favorskii重排反应，β-卤代酮经过一个四元环中间体重排也可以发生类似于Favorskii重排反应，他们将其称为同型Favorskii重排反应(Homo-Favorskii rearrangement)。

反应内容

定义

在碱的作用下，至少有一个α-H的α-卤代酮在亲核试剂（如醇，胺或水）的存在下会发生以环丙烷作为中间体的碳架重排反应，最终产生酸或羧酸衍生物（酯或酰胺），这个反应我们一般称为Favorskii重排反应。

反应特征

Favorskii重排反应所需要的碱一般为氢氧化物、醇盐、酚盐等，卤素原子为氯溴碘时均可以进行，可以制备出多支链羧酸衍生物。

重排过程中，链状α-卤代酮产生链状羧酸衍生物，而环状α-卤代酮（应为6~10碳环）则会产生少一个碳的环状羧酸衍生物。这个反应既有区域选择性又有立体选择性。不对称的α-卤代烃在反应中通过环丙烷中间体的断裂，通常生成热力学上更稳定的产物。除了α-卤代酮，其它α-取代酮像α-羟基酮，α-甲苯磺酰基酮和α-，β-环氧基酮，经碱处理后均可发生Favorskii重排反应。原料若为α, α'-二卤代酮，产物为β-不饱和羧酸衍生物。另外，α-卤代酮亚胺也可发生Favorskii重排反应，但其活性比其对应的a-卤代酮更弱，Favorskii重排反应受取代基结构和反应条件（碱，溶剂和温度）影响较大，带卤素的碳上有烷基或芳基存在时，重排反应会更快进行。

反应机理

Favorskii重排反应的反应机理为：首先在氯原子另一侧形成烯醇负离子，负离子进攻另一侧的碳原子，氯离子离去，形成一个环丙酮中间体。受亲核试剂进攻，羰基打开，打开三元环，得到羧基邻位的碳负离子，最后获得一个质子得到产物。

意义价值

Favorskii重排反应提供了一种制备多支链羧酸及其衍生物的重要方法，也可以通过该反应进行缩环反应，制备出比α卤代环酮少一个碳的环状羧酸衍生物。该反应产率通常较高，由于经过环状中间体结构，化学选择性和立体选择性均较高，在有机合成，药物研发，新材料制备方面有着广阔的应用。例如，甾体激素类药物氢化可的松的合成，其中一步关键性的步骤就涉及到Favorskii重排反应。

衍生反应

Favorskii重排反应还有两种重要的形式。当卤素在β位置时，Favorskii重排反应同样也会经过一个环丁烷中间体发生，这个反应称为Homo-Favorskii重排反应；当卤代酮α位没有任何氢原子时，反应会发生碳和卤素原子的整体交换，被称为quasi-Favorskii重排反应。

反应举例

1994年，H. Takeshita等人利用Diels-Alder环加成、Favorskii重排和[2π+2π]光环加成等关键性步骤完成了六环笼状化合物hexacyclo[6.4.2.02,7.03,11.06,10.09,12]tetradecene的全合成。桥头α-卤代酮的Favorskii重排以88%的产率制备得到相应的桥头羧酸。接着，将酸转化为相应的过氧化叔丁酯，随后将其光环化。最后一步是将过氧化叔丁酯在对二异丙基苯中在150°C下加热2小时来去除桥头羧酸官能团。

1994年，E. Lee等人报道了衍生自(+)-香芹酮的氯醇经过立体选择性Favorskii重排，得到高度取代的环戊烷羧酸衍生物。之后，他们将该中间体继续转化为(+)-二氢荆芥内酯。在室温下以甲醇为溶剂用甲醇钠中处理THP保护的氯醇时，Favorskii重排具有优异的立体选择性(10:1)和高产率。有趣的是，这个重排过程主要产物是热力学稳定性较差的环戊烷羧酸衍生物。

2002年，M. Koreeda等人完成了三环化合物(±)-kelsoene的全合成。其关键步骤是γ-酮甲苯磺酸酯的碱催化Homo-Favorskii重排，以制备出目标分子的4-5稠环部分。双环5-6稠合γ-酮甲苯磺酸酯用过量的叔丁醇钾处理，使其在室温下不到2分钟的时间内完成Homo-Favorskii重排。由于亲核溶剂体积太大，无法打开环丁酮中间体，使它们的分离成为可能。异构环丁酮的混合物用对甲苯磺酸处理后转化为可分离的环丁酮的1:1混合物，然后通过相应的甲苯磺酰腙除去酮官能团得到最终的目标产物。

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