有机合成碳碳键的形成.pptx

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1、(一)反应分类(现有的反应从机理上分三类)自由基反应：太活泼，难于定向控制合成少应用离子反应：电子受体电子给体（亲电）（亲核）协同反应：环加成的重要方法。第1页/共125页(二)用于形成新的CC键的反应：1.亲核取代反应中电子给体（亲核试剂）：碳负离子或潜在的碳负离子都是金属化合物（由卤代烃得到）C4H9MgBr RCH=CHMgBr phMgX 格式试剂（给电子）R2CuLi RX Li Rli+Cu R2CuLi RC三C-+MgX +Na第2页/共125页2.一些吸电子基位上的H在碱存在下转变成烯醇盐型电子给体：第3页/共125页为了保证烯醇盐有足够的浓度，必须根据H活性大小，选择合适的

2、碱。第4页/共125页第5页/共125页4.亲核取代反应：-第6页/共125页5.负碳离子对羰基的亲核加成最主要的一大类反应第7页/共125页第8页/共125页第9页/共125页6.芳环上的亲电取代：第10页/共125页离子型反应自由基型反应 协同反应（周环反应）亲电反应亲核反应碳碳键形成的反应类型(三)小结：第11页/共125页活泼甲基、亚甲基化合物：活泼甲基、亚甲基化合物：在在a a a a位具有羰基、酯基、硝基、氰基、砜基或芳基等取代基位具有羰基、酯基、硝基、氰基、砜基或芳基等取代基的化合物的化合物。由于这些不饱和基团的存在，使与其相连接的碳原子上的氢原子相对地显酸性，从而可在碱存在下，

3、形成碳负离子，参与反应。官能团的活性顺序：二、含活泼氢的化合物第12页/共125页*AcidichydrogenatomsareunderlinedApproximateaciditiesofactivemethylenecompoundsandothercommonreagents*第13页/共125页（一）乙酰乙酸乙酯的利用第14页/共125页（1）Claisen酯缩合反应一个含a-H的酯和另一个相同或不相同的酯，在碱性条件下：Na，醇钠，氨基钠，发生反应，得到产物b-酮酸酯在a位形成C离子1.制备第15页/共125页第16页/共125页(2)交叉的Claisen缩合反应一个含a-H的酯和

4、另一个不含a-H的酯，在碱性条件下：Na，醇钠，氨基钠，发生反应，得到产物b-酮酸酯例：苯甲酸酯，糠酸酯 甲酸乙酯 草酸二乙酯碳酸二乙酯第17页/共125页工艺条件：不含a-H的酯,在反应时高浓度有利含a-H的酯低浓度有利加料方式：将含a-H的酯的稀溶液，滴加到不含a-H的酯中，可以最大程度抑制酯的自身缩合。温度较低有利，异酯缩合的活化能较低碱性条件下：Na，醇钠，氨基钠，发生反应，得到产物b-酮酸酯第18页/共125页具有结构的 化合物可以脱去CO加热第19页/共125页第20页/共125页第21页/共125页实例：Na(69g,3mol)甲苯(400mL)无水乙醚(1L)覆盖无水乙醇(17

5、5 mL)冷却滴加：丙酸乙酯(306g,3mol)草酸二乙酯(438g,3mol)低温，室温，3h乙酸（33%）洗，乙醚萃取，蒸馏114-116oC得产物。第22页/共125页小结：可以制备：乙酰乙酸乙酯丙二酸酯b-酮酸酯a-酮酸第23页/共125页思考：第24页/共125页制含有苯环的酯第25页/共125页酮也可以与无a-氢的酯也能发生交叉的 Claisen缩合反应第26页/共125页第27页/共125页2Dieckman缩合反应分子内的Claisen缩合二元羧酸酯第28页/共125页4乙酰乙酸乙酯在合成中的应用（1）分解规律:稀碱溶液中水解成酮-成酮分解 浓碱溶液中水解成酸-成酸分解第29

6、页/共125页酮式分解（成酮分解）：第30页/共125页酸式分解（成酸分解）第31页/共125页利用亚甲基活性（2）烷基化亚甲基取代：亚甲基取代,一级卤代烷产率高,三级卤代烷和芳香卤代烃不能使用.第32页/共125页第33页/共125页a卤代酮，卤代酸酯第34页/共125页与环氧乙烷反应得到环内酯第35页/共125页第36页/共125页第37页/共125页规律:一般先上大基团，后上小基团先上不活泼的，后上活泼的基团第38页/共125页g-二酮,用卤代酮g-酮酸,用卤代酯第39页/共125页用酰卤反应，一般不用醇钠，可用NaHNaH,得到b-二酮（3）与酰氯反应第40页/共125页用酰氯进行酰化

7、酰氯进行酰化时,常用醇镁作缩合剂,并在惰性溶剂惰性溶剂中进行,以防酰氯与醇发生反应。第41页/共125页（二）丙二酸二乙酯的利用第42页/共125页1.制备第43页/共125页2.应用(1)卤代烷:利用亚甲基的活泼性,H可被烃基取代,再水解得到一元或二元酸,一级卤代烃可用,二级、三级卤代烃及芳卤不用。先大后小，先不活泼的后活泼的。第44页/共125页制备第45页/共125页第46页/共125页(2)二卤代烷一分子丙二酸二乙酯可以制备环烷烃一元羧酸第47页/共125页第48页/共125页两分子丙二酸二乙酯得到二元羧酸第49页/共125页（3）I2第50页/共125页（4）卤代酸酯b羰基羧基，易脱

8、羧，得到二元酸第51页/共125页（5）与酰卤反应，制备b酮酸酯，b酮第52页/共125页也常用镁作为助剂，水解时，用稀硫酸或对甲苯磺酸的乙酸溶液。还可以合成用傅克反应难以制备的酮：第53页/共125页（6）发生Knoevenagel-Doebner反应Knoevenagel Condensation;DoebnerModification第54页/共125页巴豆醛主要发生1，2加成第55页/共125页（7）发生Michael反应第56页/共125页第57页/共125页第58页/共125页（8）与脲缩合第59页/共125页第60页/共125页（9）与环氧化合物的反应：缩合g-内酯第61页/共1

9、25页第62页/共125页3.小结：1，3二羰基化合物b酮酸酯Claisen酯缩合b-羟基醛或酮（1，3氧化）羟醛缩合b羟基酸酯（ZnCH2COOC2H5）Reformartsky反应b二酮 与碳酸二乙酯，a,b-不饱和化合物 ClaisenSehimdt芳醛与脂肪族醛、酮在NaOH水溶液作用第63页/共125页（三）其他含活泼氢的化合物1b-二酮乙酰丙酮,丙二酸酯,乙酰乙酸乙酯Pka=9Pka=13 Pka=11K2CO3EtONa,NaHEtONa,NaH第64页/共125页缺点,容易发生二烃基化 第65页/共125页2.氰乙酸乙酯的烃化反应Pka=9缺点,也容易发生二烃基化第66页/共1

10、25页3.腈不太活泼CH2(CN)2pKa=11,CH3CNpKa=25可采用NaNH2,NaH发生亲核取代反应二烃基化反应需要较高的温度 第67页/共125页醛酮的a-氢,酸性弱,易发生羟醛缩合反应.其一含a-氢,另一不含a-氢否则产物混和.第68页/共125页（三）.烯胺的烃化反应1963年,G.Stork使用醛和叔丁基胺形成烯胺sichiff碱p-TsOH,甲苯带水(Dean and Stark apparatus),或用无水K2CO3除水 第69页/共125页第70页/共125页第71页/共125页优点(1)不需要碱或其他催化剂,减少羰基的自身缩合(2)可以制备单烷基化产物(3)对于不

11、对称的酮,取代发生在取代基较少的位置 烯胺的Michael反应:取代基少的位置酮的Michael反应:取代基较多的位置 第72页/共125页第73页/共125页第74页/共125页在有支链的一侧，烯醇负离子稳定在有支链的一侧，烯醇负离子稳定。第75页/共125页酰基化:可在碳上酰基化,并用于增长碳链第76页/共125页合成昆虫激素的中间体-乙酰基己酸第77页/共125页三、麦克尔麦克尔Michael Michael 反应反应(一)概述碱性条件碱性条件,活泼亚甲基化合物与活泼亚甲基化合物与a,ba,ba,ba,b-不饱和羰基化合不饱和羰基化合物发生物发生1,4-1,4-加成反加成反应 SO2Ph

12、，1.（Michael受体）a,b-不饱和羰基化合物，a,b-不饱和腈等A：CHO,COR,COOR,COAr，CONR2，NO2，CN，SO2Ph，SOPh吸电子基团+第78页/共125页2.亲核试剂：活泼甲基和亚甲基化合物乙酰乙酸乙酯丙二酸酯乙酰丙酮b-酮酸酯醛酮腈 硝基化合物 第79页/共125页3.碱:醇钠、氨、胺4溶剂：苯类、醇类、二氧六环通式：第80页/共125页（二）应用 1制备1，5双官能团化合物?第81页/共125页第82页/共125页2Robinson环化第83页/共125页第84页/共125页Hajos的应用：Hajos获得了具有手性的Hajos酮,并完成了天然睾丸酮的全

13、合成紫杉醇的合成维生素D3的合成 第85页/共125页Robinson环化的实例 第86页/共125页第87页/共125页第88页/共125页第89页/共125页3烯醇硅醚烯醇硅醚的Michael加成反应羰基的Michael加成反应，除了直接通过现场生成的烯醇或烯醇负离子进行外，也可通过烯醇硅醚或烯胺进行。TiCl4促进的Michael反应可在很低的温度下进行，副反应少，收率高。第90页/共125页四、羟醛缩合反应1自身缩合Soxhlet索氏提取器使收率570 第91页/共125页第92页/共125页2交叉的醛或酮的缩合第93页/共125页苯甲醛与苯乙酮缩合的查尔酮（Chalcone）查尔酮类

14、化合物具有多种药理作用和生物活性,同时它也是一种新型的有机非线性光学材料。以它为母体的化合物存在于甘草、红花等多种天然植物体中，是植物体内合成黄酮的前体，其本身也有重要的药理作用。查尔酮具有抗蛲虫作用，抗过敏作用，表现了多种药理作用，类黄酮化合物中的查尔酮，具有化学预防和抗肿瘤活性.第94页/共125页得到反式烯第95页/共125页在取代基较少的a-C位置OH-条件下在取代基较多的a-C位置H条件下第96页/共125页碱性条件下，a-H的酸性占主导，动力学控制酸性条件下，烯醇的稳定性占主导，热力学控制。第97页/共125页甲醛与含活泼a-H羰基化合物，在强碱作用下缩合：羟甲基化反应羟甲基化反应

15、 制备季戊四醇季戊四醇：涂料工业重要原料第98页/共125页3胺甲基化反应（MannichMannich）醛酮与甲醛和胺（仲、伯胺）缩合得到Mannich碱。通常加入少量的酸，保持一定的酸性。第99页/共125页历程：第100页/共125页应用较广，醛酮，羧酸，酯，酚或其他含芳香体系（如杂环等）的活泼氢，制备氨基酮。托品酮：1903年，19步合成出。总收率0.75%。1917年Robinson用Mannich反应合成出。收率17%。丙酮二羧酸、丁二醛和甲胺仅一步就合成了托品酮(颠茄酮)。莨菪，颠茄,一步反应法：第101页/共125页tropinone 托品酮第102页/共125页1氨甲基化总是

16、发生在取代基较多的a-C上，酸性条件，形成取代基较多的位置的烯醇较稳定。第103页/共125页2可分解得到a,b-不饱和羰基化合物，并增加了一个碳原子。3在医药和生物碱的合成中有着广泛的应用价值，因而越来越被合成化学家所重视。草绿碱芦苇中可以提取得到的生物碱。可以制备色氨酸。也可以制备b-甲基吲哚。第104页/共125页Mannich碱受热受热可发生消除反应得到烯，再经加氢得到增加一个碳的化合物。第105页/共125页第106页/共125页甲基酮和环己酮在Mannich反应中常用。第107页/共125页利用NH的Mannich反应：使用绕丹宁制备生物活性衍生物。第108页/共125页五、羧酸衍

17、生物比较常见的Claisen酯缩合1Reformatsky反应有机锌化物：有机镁化物可与酯反应。第109页/共125页b羧酸酯第110页/共125页第111页/共125页2Darzen反应制备a,b环氧酸酯：氯代酸酯在醇钠的作用下，与醛酮发生反应得到再温和的条件下水解脱羧得烯醇式结构，最后异构化为增加一个碳的醛。第112页/共125页第113页/共125页由b-紫罗兰酮与氯乙酸乙酯制备维生素A的中间体第114页/共125页布洛芬(Ibuprofen)的合成第115页/共125页a卤代腈、a卤代酮均可以发生Darzen反应，用相转移催化剂可以在水相中进行。第116页/共125页3Perkin反应

18、芳醛（不含aH）与酸酐在碱性（羧酸钾）条件下加热缩合，得到a,b-不饱和芳酸。芳基上有吸电子基时，反应易于发生，有给电子基时，反应难以发生。肉桂酸的合成：第117页/共125页4Knoevenagel反应含有活泼的CH2（丙二酸酯、丙二酸、乙酰乙酸乙酯，氰乙酸乙酯）可以与醛酮在氨或仲、伯胺、六氢吡啶条件下，与不含aH的醛反应缩合得到a,b-不饱和酸。制备香豆素衍生物。第118页/共125页5安息香缩合多为芳醛，较少脂肪醛在KCN作用下得到a-羟基酮安息香的制备?第119页/共125页机理第120页/共125页不对称的a羟基酮第121页/共125页第122页/共125页2.第123页/共125页第124页/共125页感谢您的观看！第125页/共125页