人名反應 · 反應機構

Reimer–Tiemann 反應

Reimer–Tiemann 反應以氯仿與氫氧化鈉水溶液把苯酚轉變成水楊醛(2-羥基苯甲醛)。親電試劑是由鹼與氯仿產生的二氯碳烯 :CCl₂;苯氧離子主要以鄰位碳進攻它,CHCl₂ 基水解後得到醛。

Reimer–Tiemann 反應機構:鹼把 CHCl₃ 變成 :CCl₂,苯氧離子以鄰位碳進攻它,CHCl₂ 基水解後得到水楊醛。
Reimer–Tiemann 反應:總反應、每一步彎箭頭與重點。點一下即可在 MolDraw 中開啟並編輯。

總反應

苯酚 + CHCl₃ + NaOH(aq),60–70 °C,接著 H₃O⁺ → 水楊醛

由氯仿產生的二氯碳烯在酚氧離子的鄰位引入甲醯基。

逐步反應機構

  1. 二氯碳烯。NaOH 使 CHCl₃ 去質子化;CCl₃⁻ 再失去 Cl⁻
  2. 進攻碳烯。苯氧離子的鄰位碳發動進攻
  3. 互變異構。質子轉移使芳香環恢復

每一步都逐一核對電子:彎箭頭恰好得到圖中所畫的結構。

開啟並編輯此反應機構

重點

  • 首先,氫氧根移去氯仿的 C–H 質子,得到 CCl₃⁻。
  • 接著氫氧根把 CHCl₂ 基水解成 CHO;經酸處理得到水楊醛。
  • 以鄰位進攻為主;也會生成部分對位產物。
  • 二氯碳烯是缺電子的(單重態)碳烯:具有一對孤對電子與一個空軌域。
  • 以 CCl₄ 取代 CHCl₃,同樣的途徑會得到水楊酸。

JEE 與 NEET 考試重點

  • 親電試劑:二氯碳烯(:CCl₂),經 α-脫去生成:CHCl₃ + OH⁻ → CCl₃⁻ → :CCl₂ + Cl⁻。
  • 主產物為鄰位產物(水楊醛);也會生成部分對羥基苯甲醛。
  • 以 CCl₄ 取代 CHCl₃ 時,產物為水楊酸。
  • 此碳烯為單重態:具有一個空的 p 軌域(親電性)與一對孤對電子。

常見問題

Reimer–Tiemann 反應中的親電試劑是什麼?

二氯碳烯 :CCl₂。氫氧根移去氯仿的酸性質子得到 CCl₃⁻,後者再失去氯離子(α-脫去)。

為什麼鄰位產物是主產物?

在兩相系統中,苯氧離子的氧與鄰位碳都靠近鈉相對離子與碳烯,而且鄰位中間體受相鄰的 O⁻ 穩定;對位進攻也會發生,但為次要。

CHCl₂ 基如何變成 CHO?

氫氧根取代兩個氯(經由氯醇),偕二醇失去水後得到醛;酸化後得到中性的水楊醛。

在 MolDraw 中繪製

上方按鈕會把完整圖示(總反應、編號的反應機構與重點)以一般可編輯結構開啟。你可以更換取代基、替原子重新上色,或匯出 PNG、SVG 或 chemfig 程式碼用於筆記與投影片。同一張圖也收錄在「Templates」面板的「Name reactions」中。