第26章羰基的亲核加成2课件.ppt

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1、第26章羰基的亲核加成2第1页，此课件共54页哦 含不饱和键的化合物及活泼的小环化合物均可发生加成反应加成反应。根据反应历程大体可分为三类：均裂加成、异裂加成和环加成。均裂加成即自由基加成(第二十七章)环加成是一类周环反应(第二十九章)本章重点讨论异裂本章重点讨论异裂C=O双键的加成反应双键的加成反应。第2页，此课件共54页哦一、醛酮的一、醛酮的一、醛酮的一、醛酮的亲核加成亲核加成第3页，此课件共54页哦 1、醛酮与金属氢化物络合的反应醛酮与金属氢化物络合的反应醛酮与金属氢化物络合的反应醛酮与金属氢化物络合的反应(还原成醇还原成醇还原成醇还原成醇)PhCHO PhCOPh PhCOMe MeC

2、OMe 环己酮环己酮很快很快1 1 7.6 80异丙醇中异丙醇中,0NaBH4还原的相对速度：还原的相对速度：第4页，此课件共54页哦1)非对映选择性非对映选择性 空阻差别大时，主要得从空阻小的方向进攻的产空阻差别大时，主要得从空阻小的方向进攻的产物。空阻差别不大时，主要得稳定产物。物。空阻差别不大时，主要得稳定产物。NaBH4 LiAlH486%92%14%8%空间位阻差别不大空间位阻差别不大空间位阻差别大空间位阻差别大第5页，此课件共54页哦樟脑樟脑异冰片异冰片(外型外型)冰片冰片(内型内型)(90%)(10%)从内侧进攻得外从内侧进攻得外型产物，型产物，产物稳产物稳定。定。进攻空间位阻小

3、进攻空间位阻小的方向得到稳定的方向得到稳定产物产物从外侧进攻从外侧进攻得内型产物。得内型产物。产物不稳定。产物不稳定。第6页，此课件共54页哦LiAlH4,35 MeCram anti-Cramc74%26%CramCramCramCram规律：在生成占优势的产物的过渡状态下，试剂从规律：在生成占优势的产物的过渡状态下，试剂从规律：在生成占优势的产物的过渡状态下，试剂从规律：在生成占优势的产物的过渡状态下，试剂从C C C C上最大上最大上最大上最大的基团的反位（的基团的反位（的基团的反位（的基团的反位（antiantiantianti）进攻）进攻）进攻）进攻 无环酮的无环酮的无环酮的无环酮的

4、位是手性碳时，试剂从环的两个非对映面进攻，生成的位是手性碳时，试剂从环的两个非对映面进攻，生成的位是手性碳时，试剂从环的两个非对映面进攻，生成的位是手性碳时，试剂从环的两个非对映面进攻，生成的产物产量不等。产物产量不等。产物产量不等。产物产量不等。t-Bu98%2%第7页，此课件共54页哦）对映选择性）对映选择性 LIALHLIALH4 4与手性配体生成手性试剂与手性配体生成手性试剂(617617)LiAlHLiAlH4 4（S）BINAL（S）BINALH（S）BINALHt （S）98%Bu （S）100%第8页，此课件共54页哦2 2、醛酮醛酮与格氏试剂或有机锂化合物的反应与格氏试剂或有

5、机锂化合物的反应（复习）（复习）也可使用有机锂化合物也可使用有机锂化合物第9页，此课件共54页哦在有机合成中常用的格氏试剂和有机锂试剂，但应用范围有一在有机合成中常用的格氏试剂和有机锂试剂，但应用范围有一定的区别定的区别格氏试剂的使用有一定限制格氏试剂的使用有一定限制（课本（课本P618）可换成可换成有机锂试剂有机锂试剂第10页，此课件共54页哦3 3 3 3、醛、醛与磷叶立德的亲核加成与磷叶立德的亲核加成1 1）叶立德）叶立德叶立德类似有两种表示形式：叶立德类似有两种表示形式：B：n-BuLi PhLi NaOEt t-BuOK NaNH2 NaOH.当当R为吸电子基团时，为吸电子基团时，C

6、H或或CH2上酸性增强，上酸性增强，则用弱碱。则用弱碱。反则强碱反则强碱第11页，此课件共54页哦2 2）WittigWittig反应反应(具有广泛用途具有广泛用途)P620)P620脂肪、脂环、芳脂肪、脂环、芳香族醛酮香族醛酮未稳定的磷叶立未稳定的磷叶立德德90%以上顺以上顺式烯烃式烯烃第12页，此课件共54页哦机理动力学控制动力学控制第13页，此课件共54页哦将三苯基膦替换为三邻甲苯基膦三邻甲苯基膦可以提高顺位选择性*反应中生成的锂盐对顺式转变有催化作用体积增大体积增大第14页，此课件共54页哦 比较稳定的维蒂希试剂通常含有能够稳定类似碳负离子的碳上的负电荷的基团，例如在碳上含有羰基的Ph

7、3P=CHCOOR、Ph3P=CHPh。它们比简单的叶立德要稳定，且一般不与酮反应。第15页，此课件共54页哦Horner-Emmons(Wittig-Horner)亚磷酸烷基酯与卤代烷反应生成烷基磷酸酯，称为Arbuzov反应不活泼叶立德，产物主要为E-型（反式）烯烃第16页，此课件共54页哦应用u与消除反应（例如卤代烃的脱卤化氢反应）不同的是，消除反应得到由查依采夫规则决定的结构异构体的混合物，而维蒂希反应维蒂希反应得到双键固定双键固定的烯烃。u很多醛和酮都可发生该反应，但羧酸衍生物（如酯）反应性不强。因此大多数情况下，单、二和三取代的烯烃都可以较高产率通过该反应制得。羰基化合物可以带着-

8、OH、-OR、芳香-NO2甚至酯基官能团进行反应。第17页，此课件共54页哦应用第18页，此课件共54页哦得到顺式产物第19页，此课件共54页哦二、二、羧酸衍生物与亲核试剂的反应羧酸衍生物与亲核试剂的反应酯水解的反应机理酯水解的反应机理(BAC2或或 AAC2）AAC2第20页，此课件共54页哦快快快快快快慢慢慢慢快快快快快快R R的大位阻导致的的大位阻导致的A AACAC1 1：酸性单分子酰氧断裂酸性单分子酰氧断裂AAC1第21页，此课件共54页哦 酚或伯醇的乙酸酯在浓硫酸中的水解也是照AAC1机理进行的，而在稀硫酸中的机理为AAC2。BAC1未发现需要能形成稳定的C+离子如叔烷基、烯丙基、

9、苄基等AA11第22页，此课件共54页哦BA11机理只在中性溶液或者弱碱性溶液中进行AA12 和和BA12都很少见，因为亲核试剂更容易进攻酰基都很少见，因为亲核试剂更容易进攻酰基而不是烷基而不是烷基第23页，此课件共54页哦酯水解机理结论酯水解最常见的机理为BAC2、AAC2、AA11酸催化酸催化碱催化碱催化双分子AAC2BAC2单分子AAC1无无BAC1单分子（烷氧键断裂）AA11BA11双分子（烷氧键断裂，很少见）AA12BA12第24页，此课件共54页哦羧酸及其衍生物的活化P626一、酰氯二、酸酐三、其它第25页，此课件共54页哦三、烯醇盐的反应三、烯醇盐的反应X=H、R，ORM+=Li

10、、Na+,K+P 6291.1.1.1.烯醇盐烯醇盐烯醇盐烯醇盐第26页，此课件共54页哦）烯醇盐的区域选择性）烯醇盐的区域选择性631第27页，此课件共54页哦不对称酮在不同条件下两种烯醇盐的比例第28页，此课件共54页哦立体选择性第29页，此课件共54页哦2）烯醇盐的两可亲核性烯醇盐的两可亲核性95%5%可在氧或碳上起亲核取代反应可在氧或碳上起亲核取代反应在氧上起亲核取代反应在氧上起亲核取代反应在氧上起亲核取代反应在氧上起亲核取代反应第30页，此课件共54页哦3）烯醇盐生成的其他方法烯醇盐生成的其他方法烯醇锂与甲基酮的络合物烯醇锂与甲基酮的络合物第31页，此课件共54页哦双烯醇负离子的生成

11、第32页，此课件共54页哦 复习：几类烯醇负离子的反应复习：几类烯醇负离子的反应复习：几类烯醇负离子的反应复习：几类烯醇负离子的反应氢氘交换氢氘交换氢氘交换氢氘交换a a a a卤代卤代卤代卤代羟醛缩合羟醛缩合羟醛缩合羟醛缩合亲核试剂亲核试剂亲核试剂亲核试剂2.2.2.2.烯醇盐与羰基化合物的反应烯醇盐与羰基化合物的反应烯醇盐与羰基化合物的反应烯醇盐与羰基化合物的反应第33页，此课件共54页哦羟醛缩合反应复习-定向羟醛缩合反应Charles-Adolphe Wurtz 亚历山大亚历山大鲍罗丁鲍罗丁 第34页，此课件共54页哦 复习：几类烯醇负离子的反应复习：几类烯醇负离子的反应复习：几类烯醇负

12、离子的反应复习：几类烯醇负离子的反应烷基化烷基化烷基化烷基化酰基化酰基化酰基化酰基化共轭加成共轭加成共轭加成共轭加成(Michael(Michael(Michael(Michael加成加成加成加成)醛、酮或酯醛、酮或酯醛、酮或酯醛、酮或酯第35页，此课件共54页哦酮直接烃化的副产物是多烃化酮直接烃化的副产物是多烃化避免多烃化方法：烯醇盐滴加到烃化剂中避免多烃化方法：烯醇盐滴加到烃化剂中第36页，此课件共54页哦第37页，此课件共54页哦Claisen Claisen（酯）缩合（两个相同酯之间的缩合）（酯）缩合（两个相同酯之间的缩合）（酯）缩合（两个相同酯之间的缩合）（酯）缩合（两个相同酯之间的

13、缩合）b-b-b-b-羰基酯羰基酯羰基酯羰基酯（1,31,3-二羰基类化合物）二羰基类化合物）二羰基类化合物）二羰基类化合物）其它常用碱其它常用碱其它常用碱其它常用碱 NaH,NaNHNaH,NaNH2 2,LDA,Ph,LDA,Ph3 3CNa,t-BuOKCNa,t-BuOK （弱亲核性强碱）（弱亲核性强碱）（弱亲核性强碱）（弱亲核性强碱）请注意所用碱请注意所用碱请注意所用碱请注意所用碱的结构的结构的结构的结构 复习：酯的酰基化复习：酯的酰基化复习：酯的酰基化复习：酯的酰基化酯缩合反应酯缩合反应酯缩合反应酯缩合反应第38页，此课件共54页哦 Claisen Claisen 缩合举例：缩合举

14、例：缩合举例：缩合举例：乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯第39页，此课件共54页哦 Claisen Claisen 缩合机理缩合机理缩合机理缩合机理稳定的烯醇负离子稳定的烯醇负离子稳定的烯醇负离子稳定的烯醇负离子第40页，此课件共54页哦1 1）甲基酮的烯醇盐与芳醛的反应（）甲基酮的烯醇盐与芳醛的反应（Claisen-SchmidtClaisen-SchmidtClaisen-SchmidtClaisen-Schmidt反应反应反应反应）酸催化在亚甲酸催化在亚甲基上缩合基上缩合碱催化在甲碱催化在甲基上缩合基上缩合其他一些Claisen反应第41页，此课件共54页哦 Zimmer

15、man-Traxler反应过渡态模型反应过渡态模型:环己烷上的构象分析理论环己烷上的构象分析理论Aldol condensation其他一些Claisen反应第42页，此课件共54页哦u羟醛结构单元存在于许多分子（包括天然产物和合成分子）中。u羟醛反应之所以应用广泛是因为它将两个相对简单的分子结合成一个较复杂的分子，通过形成两个新的手性中心，增加了分子复杂性。u现代化学方法学不仅可以做到羟醛反应的高收率，而且能够控制反应产物的相对和绝对立体化学构型。这种选择性合成特定的立体异构体非常重要，因为不同的立体化学异构体可能具有完全不同的化学或生物特性。第43页，此课件共54页哦2）烯醇盐的酰化烯醇盐

16、的酰化分子内的分子内的ClaisenClaisen缩合缩合ickmannickmann缩合缩合用于合成五六员环用于合成五六员环用于合成五六员环用于合成五六员环其他一些Claisen反应第44页，此课件共54页哦-无取代酯基易无取代酯基易转变为烯醇转变为烯醇缩合反应缩合反应可逆可逆第45页，此课件共54页哦四、烯胺负离子的反应四、烯胺负离子的反应-C上无取上无取代为烯胺代为烯胺烯胺酰化水解，产物烯胺酰化水解，产物二酮二酮第46页，此课件共54页哦亚胺负离子是烯醇盐的类似物，比烯醇盐更容易进行烯醇化。第47页，此课件共54页哦annichannich反应反应1917年，罗伯特鲁宾逊以丁二醛、甲胺和

17、3-氧代戊二酸为原料，在仿生条件下，利用了曼尼希反应，仅通过一步反应便得到了托品酮，托品酮的合成是曼尼希反应的经典例子，被认为是全合成中的经典反应之一。第48页，此课件共54页哦 结论结论:有有-H-H 的醛、酮、羧酸、羧酸酯、脂肪族硝基化合物和邻位的醛、酮、羧酸、羧酸酯、脂肪族硝基化合物和邻位没取代基的酚都可以与仲胺和醛生成没取代基的酚都可以与仲胺和醛生成annich碱。碱。第49页，此课件共54页哦 机理第50页，此课件共54页哦产物曼氏碱比较稳定，以它作原料，经甲基化与Hofmann消除反应，或在蒸馏时和碱作用下发生的分解反应，可以得到,-不饱和酮。第51页，此课件共54页哦由于曼尼希由于曼尼希反应在生物反应在生物碱的合成中碱的合成中有广泛的应有广泛的应用价值而受用价值而受到合成化学到合成化学家们的极大家们的极大的重视。的重视。第52页，此课件共54页哦Mannich碱的应用止痛 抗癌第53页，此课件共54页哦炸药及其推进剂高能单质炸药中暴热最高的第54页，此课件共54页哦