药物合成反应卤化反应精选课件.ppt
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1、关于药物合成反应卤化反应第一页,本课件共有120页定义定义:分子中形成:分子中形成C-XC-X的反应的反应特点:引入卤原子可改变有机分子中的特点:引入卤原子可改变有机分子中的 性质,同时能转化成其它官能团。性质,同时能转化成其它官能团。目的:目的:1.1.制备药物中间体制备药物中间体 糖皮质激素醋酸可的松糖皮质激素醋酸可的松第二页,本课件共有120页2 2、制备具不同生理活性的含卤素有机、制备具不同生理活性的含卤素有机 药物药物氯霉素氯霉素诺氟沙星诺氟沙星 第三页,本课件共有120页一、不饱和烃的卤加成(炔、烯)一、不饱和烃的卤加成(炔、烯)二、烃类卤取代二、烃类卤取代 芳香环上的卤取代芳香环
2、上的卤取代 烯丙位、苄位上的卤置换烯丙位、苄位上的卤置换 卤卤化化反反应应的的类类型型第四页,本课件共有120页三、醛酮羰基三、醛酮羰基-位卤置换位卤置换四、醇、酚、醚四、醇、酚、醚的卤置换的卤置换五、五、羧酸的卤置换羧酸的卤置换六、其它卤置换六、其它卤置换第五页,本课件共有120页加成反应加成反应:发生在有双键或叁键的物质中。发生在有双键或叁键的物质中。加成反应进行后,重键打开,加成反应进行后,重键打开,原来重键两端的原子各连接上一原来重键两端的原子各连接上一 个新的基团。个新的基团。取代反应:有机化合物受到某类试剂的进攻,取代反应:有机化合物受到某类试剂的进攻,致使分子中一个基致使分子中一
3、个基(或原子或原子)被这被这 个试剂所取代的反应。个试剂所取代的反应。第六页,本课件共有120页亲电取代反应亲电取代反应a.反应底物反应底物:富电子源,给别的反应物提供:富电子源,给别的反应物提供电子。电子。b.亲电试剂亲电试剂:缺电子化合物。:缺电子化合物。c.亲电取代反应亲电取代反应:一个正性基团(亲电试剂):一个正性基团(亲电试剂)取代另一个正性基团(离去取代另一个正性基团(离去基团)。基团)。第七页,本课件共有120页亲核取代反应亲核取代反应a.反应底物反应底物:中心碳原子带正电荷,缺电子。:中心碳原子带正电荷,缺电子。b.亲核试剂亲核试剂:负性基团或者能提供电子对的中:负性基团或者能
4、提供电子对的中性分子。性分子。c.亲核取代反应亲核取代反应:一个负性基团(亲核试剂):一个负性基团(亲核试剂)取代另一个负性基团(离去取代另一个负性基团(离去基团)。基团)。第八页,本课件共有120页卤代反应的机理卤代反应的机理亲电加成(不饱和烃的卤加成)亲电加成(不饱和烃的卤加成)亲电取代(芳烃、羰基亲电取代(芳烃、羰基位卤取代位卤取代)亲核取代(醇羟基、羧羟基卤置换)亲核取代(醇羟基、羧羟基卤置换)自由基反应(饱和烃、苄位等)自由基反应(饱和烃、苄位等)第九页,本课件共有120页第二节第二节 不饱和烃的卤加成反应不饱和烃的卤加成反应 概述概述 A.加卤素加卤素B.不饱和羧酸的卤内酯化不饱和
5、羧酸的卤内酯化C.加卤化氢加卤化氢第二节第二节 不饱和烃的卤加成反应不饱和烃的卤加成反应第十页,本课件共有120页D.加次卤酸加次卤酸E.加硼烷加硼烷(硼氢化硼氢化-卤解卤解)第十一页,本课件共有120页第一节第一节 不饱和烃的卤加成反应不饱和烃的卤加成反应 一、不饱和烃加卤素一、不饱和烃加卤素 1.X2对烯烃的加成对烯烃的加成活性:活性:FCIBrI+F2反应太剧烈(副产物多,反应太剧烈(副产物多,C-F稳定)稳定)CH2=CH2+Br2BrCH2CH2Br+Cl2ClCH2CH2Cl+I2ICH2CH2I(I2贵,一般用贵,一般用NaI代替发生置换反应代替发生置换反应大都为自由基反应,且为
6、可逆反应。大都为自由基反应,且为可逆反应。光敏性,室温易消除光敏性,室温易消除)一、不饱和烃加卤素一、不饱和烃加卤素第十二页,本课件共有120页(1)卤素对烯烃加成的两种可能的机理)卤素对烯烃加成的两种可能的机理 桥型卤正离子桥型卤正离子第十三页,本课件共有120页开放式碳正离子和卤素负离子的离子对形式开放式碳正离子和卤素负离子的离子对形式第十四页,本课件共有120页(2)不同因素对加成机理的影响)不同因素对加成机理的影响A.A.烯烃上的取代基对加成的影响烯烃上的取代基对加成的影响 与预期形成的与预期形成的碳正离子碳正离子的稳定性有关的稳定性有关第十五页,本课件共有120页B.不同卤素对加成的
7、影响不同卤素对加成的影响第十六页,本课件共有120页C.烯烃的结构和空间障碍对立体化学的影响烯烃的结构和空间障碍对立体化学的影响 无位阻的脂肪直链烯烃无位阻的脂肪直链烯烃第十七页,本课件共有120页 脂环烃脂环烃第十八页,本课件共有120页D.在亲核溶剂中反应的影响在亲核溶剂中反应的影响第十九页,本课件共有120页一方面:一方面:在非极性非质子性溶剂中进行(在非极性非质子性溶剂中进行(CS2、CF4)增加卤化物,提高二卤代物比例。增加卤化物,提高二卤代物比例。第二十页,本课件共有120页相反:相反:利用一些方法可以制备利用一些方法可以制备-卤代醇或衍生物卤代醇或衍生物92%8%80%第二十一页
8、,本课件共有120页制备卤醇的一些方法:制备卤醇的一些方法:A.用用N-卤代酰胺作卤化剂,减少卤负离子。卤代酰胺作卤化剂,减少卤负离子。B.添加氧化剂,使卤负离子变成卤素分子。添加氧化剂,使卤负离子变成卤素分子。C.用醋酸银和碘生成亲电性更强物质。用醋酸银和碘生成亲电性更强物质。第二十二页,本课件共有120页E.其其它它重排反应重排反应-针对双键上有季碳取代的烯烃针对双键上有季碳取代的烯烃制备双键上有吸电子基的烯烃(游离基历程)制备双键上有吸电子基的烯烃(游离基历程)第二十三页,本课件共有120页第一节第一节 不饱和烃的卤加成反应不饱和烃的卤加成反应 一、不饱和烃加卤素一、不饱和烃加卤素2、卤
9、素对炔加成、卤素对炔加成 -得反式二卤烯烃得反式二卤烯烃第二十四页,本课件共有120页小小结:结:1)亲电加成反应历程有两种,都是分两步进行)亲电加成反应历程有两种,都是分两步进行的,作为第一步都是形成带正电的中间体(一种的,作为第一步都是形成带正电的中间体(一种是碳正离子,另一种是鎓离子)。是碳正离子,另一种是鎓离子)。2)由于形成的中间体的结构不同,第二步)由于形成的中间体的结构不同,第二步加负性基团时,进攻的方向不一样,中间体加负性基团时,进攻的方向不一样,中间体为鎓离子时,负性基团只能从反面进攻,中为鎓离子时,负性基团只能从反面进攻,中间体为碳正离子时,正反两面都可以。间体为碳正离子时
10、,正反两面都可以。第二十五页,本课件共有120页第一节第一节 不饱和烃的卤加成反应不饱和烃的卤加成反应 二、不饱和酸卤内酯反应二、不饱和酸卤内酯反应 二、不饱和酸卤内酯反应二、不饱和酸卤内酯反应第二十六页,本课件共有120页可以将不饱和羧酸转化为其它方法难以制可以将不饱和羧酸转化为其它方法难以制得的内酯或半缩醛。得的内酯或半缩醛。第二十七页,本课件共有120页1、次卤酸及其酯为卤代剂、次卤酸及其酯为卤代剂三、与不饱和烃和次卤酸(酯),三、与不饱和烃和次卤酸(酯),N-N-卤代酰胺卤代酰胺 的反应的反应第二节第二节不饱和烃的卤加成反应不饱和烃的卤加成反应三、不饱和烃和次卤酸(酯),三、不饱和烃和
11、次卤酸(酯),N-卤代酰胺的反应卤代酰胺的反应 a.氯气或溴素和中性或含汞盐的碱性水溶液氯气或溴素和中性或含汞盐的碱性水溶液b.次氯酸盐在酸性条件下次氯酸盐在酸性条件下第二十八页,本课件共有120页次卤酸叔丁酯次卤酸叔丁酯遵循马氏定则遵循马氏定则:卤素加成在双键取代较少的一端。卤素加成在双键取代较少的一端。AcO-第二十九页,本课件共有120页马氏规则马氏规则:不对称烯烃与卤化氢等极性试剂进行不对称烯烃与卤化氢等极性试剂进行 加成时,试剂中带正电荷的部分加成时,试剂中带正电荷的部分E E+总是总是加到含氢较多的双键碳原子上,试剂中加到含氢较多的双键碳原子上,试剂中带负电荷的部分(带负电荷的部分
12、(Nu-)Nu-)总是加到含氢较总是加到含氢较少的双键碳原子上。少的双键碳原子上。第三十页,本课件共有120页2、N-卤代酰胺为卤化剂卤代酰胺为卤化剂 较常用的卤化剂较常用的卤化剂N-卤代乙酰胺卤代乙酰胺N-溴代琥珀酰亚胺溴代琥珀酰亚胺第三十一页,本课件共有120页机理机理a.酸催化下酸催化下,遵循马氏法则。,遵循马氏法则。b.N-卤代酰胺提供卤正离子,负离子来自反应溶剂。卤代酰胺提供卤正离子,负离子来自反应溶剂。第三十二页,本课件共有120页甾体烯烃难溶于水,用甾体烯烃难溶于水,用二氧六环二氧六环作溶剂。作溶剂。例:例:或用或用DMSO作溶剂(作溶剂(Dalton反应反应)-在干燥的溶剂中能
13、消除成在干燥的溶剂中能消除成-溴酮溴酮第三十三页,本课件共有120页与炔的反应与炔的反应第三十四页,本课件共有120页四、卤化氢对不饱和烃的加成反应四、卤化氢对不饱和烃的加成反应遵循马氏法则(注意和前面区别):遵循马氏法则(注意和前面区别):氢加到含氢较多的双键一端,而卤素加到氢加到含氢较多的双键一端,而卤素加到取代较多的碳原子上。取代较多的碳原子上。第二节第二节 不饱和烃的卤加成反应不饱和烃的卤加成反应 四、卤化氢对不饱和烃的加成反应四、卤化氢对不饱和烃的加成反应 1.HX对烯烃的加成对烯烃的加成第三十五页,本课件共有120页机理:机理:离子对机理:离子对机理:同向产物同向产物第三十六页,本
14、课件共有120页三分子协同反应机理:三分子协同反应机理:对向产物对向产物第三十七页,本课件共有120页反马氏法则:反马氏法则:卤素加到含氢较多的双键一端,而氢加到卤素加到含氢较多的双键一端,而氢加到取代较多的碳原子上。取代较多的碳原子上。问题:问题:对比反应的条件有何不同?结合反应机理对比反应的条件有何不同?结合反应机理加以说明。加以说明。第三十八页,本课件共有120页自由基机理自由基机理(当存在自由基引发剂时当存在自由基引发剂时):发生超共轭稳定发生超共轭稳定第三十九页,本课件共有120页2.HX对炔烃的加成对炔烃的加成另:另:HF和烯烃和烯烃反应剧烈反应剧烈HF/Py需要特殊容器需要特殊容
15、器易生成多聚物等副产物易生成多聚物等副产物不常应用不常应用常用:常用:HX气体或其饱和有机溶剂,气体或其饱和有机溶剂,KI/H3PO4第四十页,本课件共有120页五、不饱和烃的硼氢化五、不饱和烃的硼氢化-卤解反应卤解反应 定义:定义:首先将烯烃进行硼氢化,然后用卤解反应转化首先将烯烃进行硼氢化,然后用卤解反应转化 成卤代饱和烃或卤代烯烃。成卤代饱和烃或卤代烯烃。常用硼氢化试剂:常用硼氢化试剂:B2H6、BH3/THF、BH3/DMS第一节第一节 不饱和烃的卤加成反应不饱和烃的卤加成反应 五、硼烷的加成五、硼烷的加成 第四十一页,本课件共有120页顺式硼氢化顺式硼氢化R BR2第四十二页,本课件
16、共有120页硼氢化硼氢化-卤解反应具有区域和立体选择性卤解反应具有区域和立体选择性位阻效应位阻效应第四十三页,本课件共有120页第二节第二节 烃类的卤取代反应烃类的卤取代反应一、脂肪烃的卤取代反应一、脂肪烃的卤取代反应1.饱和脂肪烃的卤取代反应饱和脂肪烃的卤取代反应第二节第二节 烃类的卤代反应烃类的卤代反应 一、脂肪烃的卤取代反应一、脂肪烃的卤取代反应 反应条件反应条件:高温、光照或过氧化物引发:高温、光照或过氧化物引发第四十四页,本课件共有120页机理:机理:自由基历程自由基历程 碳自由基的稳定性碳自由基的稳定性卤素活性越大,反应选择性越差卤素活性越大,反应选择性越差第四十五页,本课件共有1
17、20页例例 第四十六页,本课件共有120页例例第四十七页,本课件共有120页例例 第四十八页,本课件共有120页2.不饱和烃的卤取代反应不饱和烃的卤取代反应 卤代烯烃卤代烯烃 由炔烃的氢卤化或硼氢化得到由炔烃的氢卤化或硼氢化得到第四十九页,本课件共有120页卤代炔烃卤代炔烃反应条件:在强碱或者格氏试剂作用下转化为反应条件:在强碱或者格氏试剂作用下转化为炔烃碳负离子,然后和卤素发生卤炔烃碳负离子,然后和卤素发生卤卤素卤素-金属交换。金属交换。第五十页,本课件共有120页超共轭效应超共轭效应:这是一种这是一种,-共轭共轭(一种超共轭作用一种超共轭作用):即:即:C C上上 电子云可部分离域到电子云
18、可部分离域到 轨道上,结果使烯烃分子更稳定。轨道上,结果使烯烃分子更稳定。第五十一页,本课件共有120页3.烯丙位和苄位碳原子上卤取代反应烯丙位和苄位碳原子上卤取代反应 机理:机理:第五十二页,本课件共有120页自由基引发剂自由基引发剂光照、过氧化物、偶氮二异丁腈光照、过氧化物、偶氮二异丁腈卤化剂卤化剂N-卤代酰胺卤代酰胺NBS副反应最少,选择性最好。副反应最少,选择性最好。在在非极性惰性溶剂非极性惰性溶剂中进行。中进行。第五十三页,本课件共有120页亚甲基比甲基易卤代亚甲基比甲基易卤代苄位、烯丙位上有吸电子基时苄位、烯丙位上有吸电子基时-难难苄位、烯丙位上有推电子基时苄位、烯丙位上有推电子基
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