克拉姆规则用于不对称碳原子和羰基直接相连的醛酮进行亲核加成时,预测亲核试剂的主要进攻方向的规则。
克拉姆规则的定义Cram's rule,有机化学中,含有α-手性碳原子的手性脂肪羰基化合物( 醛、酮) 与亲核试剂的加成反应遵守克拉姆(Cram) 规则,反应产生新的手性中心,其规律是具有优势构象的产物为主要产物。12
克拉姆规则具体含义当羰基化合物中,羰基直接相连手性碳原子时,亲核试剂(Nu) 的进攻方向主要取决于α-手性碳原子上各原子( 团) 体积的相对大小。

式中L、M、S分别代表α -碳原子上连接的大、中、小( 体积) 原子( 团)。克拉姆(Cram) 认为,进攻试剂Nu -( 如氢化铝锂等) 对羰基加成的第一步就是其金属部分先与羰基氧原子配位,加大了氧原子一端的体积,使之定位于M与S之间,即反应物的优势构象为上式中所表示的构象式,加成的第二步即Nu -向最小原子或基团的一侧—S侧进攻最为有利,故产物1为优势产物,即克拉姆规则。例如:

得到的两个光学异构体中,从该侧进攻的应是土要产物。 进攻试剂的体积越大,选择性较好。1
克拉姆规则的简便使用克拉姆规则使用的困难在于不易准确书写反应物的优势构象。如果反应物的优势构象易于书写,则优势构象的产物也就易于判定,即可顺利使用克拉姆(Cram) 规则准确判定主要产物。这样,依据反应物的构型正确书写其构象式成为解决问题的关键。
在实际应用解题中,含有α-手性碳原子的手性脂肪羰基化合物直接给出的并非是优势构象式,一般是费歇尔(Fischer) 投影式,需要将其转换成优势构象式。单靠思维想象将所给费歇尔(Fischer) 投影式转换成优势构象式十分困难,且难于准确。依据反应物的立体构型保持不变的原则,可顺利将费歇尔(Fischer) 投影式转变为优势构象式。1
例如:

反应物为S构型,即(S)- 2 -苯基丙醛。依据在将构型式转变成优势构象式过程中立体构型不变的原则1:

次序规则:次序规则(Sequence rule),也称为顺序规则,是有机化学中判断取代基或基团优先次序的一个重要规则,最早是Cahn, R. S, Ingold, C. K和Prelog, V 为解决手性异构体命名问题,进行原子或原子团次序排列而提出的一个规则。其主要内容是: 由双键碳上直接相连的两个原子的原子序数的大小来决定,原子序数大者为优。若原子序数相同时,则比较相对原子质量数大小。若与双键碳原子直接相连的第一个原子相同,要依次比较第二个甚至第三个原子,依此类推,直到比较出优先顺序为止。
扎伊采夫(Zaitsev,也译作查依采夫等)规则1875年由A.M.扎伊采夫提出。在醇脱水或卤代烷脱卤化氢中,如分子中含有不同的β—H时,则在生成的产物中双键主要位于烷基取代基较多的位置,即含H较少β碳提供氢原子,生成取代较多的稳定烯烃。2-丁醇脱水时,主要产物是2-丁烯,1-丁烯是次要的:1-丁烯取代基与C=C双键的超共轭效应使前者较为稳定。亦可描述成:在β-消去反应中主要产物为双键上烷基取代基最多的烯烃(或最稳定的烯烃)。还是要特别强调,这并不是一个绝对的规则,只是相对来说“更容易”向规律描述的“方向”反应,规律描述生成的有机物在总体上占绝大多数而已。3
本词条内容贡献者为:
唐浩宇 - 教授 - 湘潭大学
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