中文名称:羟汞化反应
英文名称:hydroxy-mercury reaction
碳的不饱和键(包括双键和三键)与汞盐加成生成有机汞化合物的反应。[1]
例如:醋酸汞溶液和烯烃经环汞化、反式开环两步反应,生成有机金属化合物,反应方程式如下所示:
CH2=CH2+(CH3COO)2Hg+H2O→HO-CH2-CH2-HgOCOCH3
炔烃和水的加成常常用汞盐做催化剂。例如,乙炔和水的加成是在10%硫酸和5%硫酸汞水溶液中发生的。
水先与三键加成,生成一个很不稳定的加成物——乙烯醇(羟基直接和双键碳原子相连的化合物称为烯醇),乙烯醇很快发生异构化,形成稳定的羰基化合物。实验证据显示:炔烃和水加成的中间产物都有汞,因此有一种可能的机理如下式所示:
炔烃发生羟汞化反应机理1
炔烃发生羟汞化反应机理2
在反应中,催化剂汞离子先和三键形成环状π络合物(i),然后水分子进攻碳原子,并失去一个质子,生成烯醇式金属化合物(ii),进一步反应形成α碳原子上带有汞的酮式化合物(iii),经过酸水解得到最终产物。[2]
加在双键碳原子上的基团除了汞以外还有溶剂分子,溶剂为水则引入羟基,为甲醇则引入甲氧基,为乙酸则引入CH3COO基。
若与硼氢化钠反应,金属化合物中的碳汞键(C-Hg)被还原为碳氢键(C-H),得到醇、醚和酯该反应条件温和,产率高。
在不对称烯烃的羟汞化反应中,主要生成符合马氏原则的产物,汞加在双键上烷基较少的碳原子上(由碳正离子中间体的稳定性决定,但不发生重排),主要得到反应加成产物,属于亲电加成反应。
反应历程为形成三元环状过渡态,脱氢的产物。
1.反应较快(羟汞化反应一般只需要几分钟)。
2.产率较高(>90%)。
3.易操作,条件温和,Hg易处理(通过还原反应脱去)。
4.区域选择性好(马氏取向)。
5.无重排产物。
是实验室制备醇的一种方法。由于汞及其可溶性盐溶液均有毒,因此羟汞化反应的应用受到限制。
羟汞化反应不只局限于烯烃和水的反应,如果用炔烃代替烯烃也能经反应产生酮,再由互变异构体之间的转换成烯醇,最后行羟汞化反应产生醇类。如果用醇代替水,反应后就会产生醚类。这两者一样遵守马尔科夫尼科夫规则。
在醇存在下,使用乙烯基醚能使烷氧基(RO-)从醇转换成醚。羟汞化反应下,烯丙基醇与乙烯基醚可以得到R–CH=CH–CH2–O–CH=CH2,这是适于克莱森重排反应。