的佩恩重排是異構化，在堿性條件下，2,3-環氧基醇與構型反轉的異構體的2,3-環氧醇。氮雜和噻吩重新分布的氮雜環丙烷和噻吩也是已知的。
介紹
在堿性，質子條件下，2,3-環氧醇經歷重排，其中醇氧以環狀結構反轉打開環氧化物，形成異構的1,2-環氧醇。總的來說，Payne重排代表了環氧化物的遷移。雖然遷移本身是完全可逆的，但在Curtin-Hammett條件下的親核開口提供了衍生自單一環氧醇異構體的官能化二醇的良好收率。[2]重排后產生的新醇鹽的分子內親電捕獲也可用于驅動反應完成。在一些情況下，環氧化物異構體之間的熱力學差異足夠大以獲得合成有用產率的單一異構體，而不依賴于與捕獲相關的動力學差異。
（1）
需要強堿性條件來誘導平衡，這限制了轉化為缺乏堿不穩定功能的底物的合成效用。許多環氧醇平衡非常均衡;?
[3]然而，利用上述捕獲策略可能導致單一異構體的高產率。
機制與立體化學
流行機制
佩恩重排的基本機制涉及游離羥基的去質子化，對近端環氧化物碳的反向親核攻擊，以及新釋放的醇鹽的再質子化。該過程的每個步驟都是可逆的。[4]
（2）
一些觀察結果表明，這種機械圖片過于簡單。在非質子傳遞條件下，環氧化物遷移不會發生或非常緩慢
[3]?– 有人認為，在非質子條件下金屬離子與親核氧的配位會減緩親核攻擊。此外，當將外部親核試劑加入到平衡環氧化物異構體中時，開放產物的比例不反映溶液中環氧化物異構體的比例或它們的相對熱力學穩定性。
[5]?平衡環氧化物的
原位親核開口是Curtin-Hammett條件的一個例子 – 因為環氧化物相對于環氧化物開放的速率快速平衡，它是
開環的
動力學障礙控制觀察到的產品比例。在下面的實施例中，末端環氧化物的開環產物是主要產物，即使末端環氧化物本身在熱力學上比內部異構體更不穩定。
（3）
在重排之前，鹵代二醇可以用作2,3-環氧醇的前體。如果鹵化物側翼的兩個羥基不相等，則可能出現位點選擇性問題。通常，內部取代的環氧化物的形成比末端環氧化物的形成更快。
[6]這個想法可以用來預測
原位生成的環氧化物的遷移過程。
（4）
立體化學
佩恩重排在C-2處發生立體化學反轉。含有多個相鄰羥基的底物可以經歷“級聯”環氧化物遷移，在每個親核攻擊位點具有反轉。在一個實例中，在兩次環氧化物遷移，通過羧酸鹽打開環氧化物和所得內酯的水解之后，產生三個連續立體中心的反轉。[7]
（5）
范圍和限制
佩恩重新安排
可以從兩種平衡環氧化物的結構預測環狀和非環狀體系中的平衡位置。在非循環系統中，已經建立了這些規則[8]：
- 環氧化物環上的更大取代是有利的。
- 在二取代的環氧化物中，反式異構體優于順式異構體。
- 具有伯羥基的異構體是有利的。
- 環氧化物上的給電子取代基是穩定的并且吸電子取代基是不穩定的。
吡喃糖苷是研究最多的循環系統。吡喃糖苷和其他環狀環氧醇中環氧化物遷移的研究揭示了三個概括：
- 如在非環狀體系中，環氧環上的更多取代是有利的。
- 優選的異構體是具有更多假定量取代基的異構體。
- 分子內氫鍵和其他通過空間的相互作用在平衡比中不起作用。
構象鎖定的吡喃糖苷揭示了更多假性組的環狀底物的熱力學偏好。[9]
（6）
在非質子條件下，環氧化物異構體的親核開環可以用氫化物或有機銅酸鹽實現。親核攻擊通常在至少取代的碳上發生，產生更多取代的二醇產物。
[10]
（7）
在質子條件下，通常也有利于在最小替代位置開倉。可在質子條件下使用的親核試劑包括酚，仲胺，疊氮陰離子和硫化物。
[11]
（8）
單環氧化物異構體的分子間親核捕獲是困難的，因為環氧醇與親電子試劑的反應通常比遷移更快。然而，分子
內電子質通常對捕獲單一環氧異構體有效。例如，式（8）的原料中的第二個鄰近的環氧化物被單一環氧化物異構體捕獲，產生四氫呋喃。
[12]
（9）
Aza-和Thia-Payne重新排列
氮雜 – 佩恩重排可以在“向前”（環氧化物至氮丙啶）或“反向”（氮丙啶至環氧化物）方向上進行，這取決于所用的條件。電子貧乏的氮丙啶在氫化物堿存在下經歷反向重排[13]，而相應的環氧胺在三氟化硼醚合物存在下經歷正向重排。[14]
（10）
僅在向前方向（環氧化物到噻吩）中觀察到thia-Payne重排
，原位開放了噻吩。通過使用三烷基鋁試劑，可以在C-2處進行反向親核開環。
[15]
（11）
合成應用
硼化三醇的合成涉及稀有的遷移環氧化物的分離。重排產物的非對映異構體混合物進行合成的其余部分。[16]
（12）
斯波托爾全合成中的最后兩個步驟涉及分子內親電子捕獲衍生自重排環氧化物的醇鹽。中間體醇鹽對鄰近的甲磺酸鹽的侵蝕得到雙（環氧化物），脫芐基化得到目標化合物。
[17]
（13）
與其他方法比較
可用于制備2,3-環氧醇的其它方法具有以下優點：它們不以現有的2,3-環氧醇開始;?然而，它們往往涉及比環氧化物遷移更多的步驟。不對稱二羥基化可用于合成具有高立體選擇性的環氧醇，并且一些依賴于二羥基化的方法避免使用強堿性條件。[18]
（14）
導致在C-2處保留構型的另一種方法涉及環氧醇的環化，環氧化物開環，以及通過置換甲磺酸鹽重新閉合。
[11]
（15）
實驗條件和程序
典型條件
通過不定期氫氧化物打開末端環氧化物可在重排條件下發生;?如果不需要，則必須使用無水溶劑，試劑和玻璃器皿。新制備的甲醇鈉在甲醇中通常用于在不打開的情況下實現重排。親核開口可以通過在氯化鋰存在下使用疊氮化鈉，過量氫氧化物或銅酸鹽試劑來完成。親電捕獲在標準條件下在親電子試劑如芐基溴存在下進行。甲硅烷基鹵化物也已用作親電子捕獲劑。
為了防止環氧化物遷移，可以使用弱堿性條件。碳酸鉀水溶液和含水胺堿都不會引起環氧化物重排。當不需要環氧化物遷移時，低溫也是有益的。
示例程序[19]
（16）
如下制備（氰基）銅酸鹽（溶液A）的溶液：在0℃下在氬氣下向0.35g（3.91mmol）氰化銅（I）在5mL四氫呋喃中的懸浮液中滴加約5分鐘2.76mL甲基鋰的乙醚溶液（1.4M，3.86mmol）。將無色溶液在0°攪拌10分鐘，在30分鐘內溫熱至25°，然后再次冷卻至0°。另外，如下制備（±） – 順-4-芐氧基-2,3-環氧-1-丁醇的鋰鹽溶液（溶液B）：0.5g（2.58mmol）環氧樹脂的溶液在氬氣下，在-78℃下，向醇和0.90g（21.4mmol）氯化鋰在10mL四氫呋喃中的溶液中滴加1.65mL正丁基鋰的己烷溶液（1.56M，2.58mmol）。將溶液在-78°攪拌5分鐘，使其溫熱至0°，然后在該溫度下攪拌10分鐘。通過在0°下通過套管將溶液A加入到溶液B中，然后在2小時內升溫至室溫來進行反應。然后將反應混合物再攪拌12小時，然后小心地用5mL飽和氯化銨水溶液處理。將混合物攪拌1-2小時以幫助除去銅殘余物。然后加入乙醚（20mL），分離有機層。水相用20mL乙醚萃取兩次，合并的有機相用硫酸鎂干燥，過濾并濃縮，得到0.51g產物，為無色油狀物（95％），IR（膜）3400， 3100,3060,3030,2970,2930,2870,1600,1500,1465,1445,1385,1370,1320,1285,1210,1180,1120,1100,1075,1030,1020,980,905,830,750，
-1?;?
1?H NMR（CDCl?
3）δ0.90（t，J = 6.0Hz，3H），1.37-1.53??（m，2H），3.20（br s，2H），3.40-3.65（m，4H）， 4.48（s，2 H），7.29（s，5 H）。
