高等有機(jī)合成化學(xué) 04.4 重要化合物的切斷分析

1、2022-4-1714.4 重要化合物的重要化合物的切斷分析切斷分析2022-4-172醇的切斷醇的切斷v醇的羥基是合成中關(guān)鍵官能團(tuán)醇的羥基是合成中關(guān)鍵官能團(tuán)v醇是連接烴類化合物如烯烴、炔烴、鹵代烴等與醇是連接烴類化合物如烯烴、炔烴、鹵代烴等與醛、酮、羧酸以及衍生物等羰基化合物的橋梁醛、酮、羧酸以及衍生物等羰基化合物的橋梁ROH醇氧化氧化醛酮羧酸酯烯alkene醚鹵代烴RXRORRCOORRCO2HRCHORCOCl或(RCO)2OPX3或HX消除反應(yīng)2022-4-173PhOHPhCOOEt+MgBr2+COOEtPhPhPhOHEtOOEtO+PhMgBr32022-4-174羥基羰基化合

2、物的切斷羥基羰基化合物的切斷v羥基羰基化合物可用羥基羰基化合物可用羥醛縮合反應(yīng)羥醛縮合反應(yīng)來制備：來制備：氫原子的醛、酮，在稀酸或稀堿的催化下，縮氫原子的醛、酮，在稀酸或稀堿的催化下，縮合成合成羥基醛、酮。羥基醛、酮。CH3COCH3H+H3CCCH3OH-H+H3CCCH2OHH3CCCH2OHCH3CH3COH+H3CCH2COHCH(CH3)2OH-H+H3CCH2COCOHCH3CH32022-4-175CH3CHO+CH3COCH3CH3CHCH2COCH3OH稀NaOH , 低溫25自縮合: 低產(chǎn)率H3CCHOH3CCHO+HCOHCH2CHOH3C HOH OHOHO+OHCHO

3、CHO+CH2O2022-4-176，不飽和醛、酮的切斷不飽和醛、酮的切斷v羥基醛、酮脫水得到羥基醛、酮脫水得到，不飽和醛、酮的不飽和醛、酮的切斷。切斷。R2R1OR3R1R2O+H2CO2022-4-177通過分子內(nèi)的羥醛縮合的方法通過分子內(nèi)的羥醛縮合的方法v環(huán)狀環(huán)狀，不飽和酮不飽和酮v五員、六員環(huán)酮更容易形成五員、六員環(huán)酮更容易形成v溫和條件下（通常是堿），羥醛縮合產(chǎn)生醇，在較激烈的反應(yīng)溫和條件下（通常是堿），羥醛縮合產(chǎn)生醇，在較激烈的反應(yīng)條件下（酸或堿）則產(chǎn)生烯酮條件下（酸或堿）則產(chǎn)生烯酮OOOOHOOHOOOHO+2022-4-178克萊森史密特（克萊森史密特（ClaisenClais

4、en-Schmidt-Schmidt）反應(yīng)）反應(yīng)CHO+C CH2CH3OH3CC6H5CHCHCOCH2CH399%H2O,NaOHCHO+ C6H5CHCCH3OKOH,H2OC6H5CHHC C CH2C6H5OEasier than CH22022-4-179具有相當(dāng)丙二酸反應(yīng)性的亞甲基化合物的反應(yīng)具有相當(dāng)丙二酸反應(yīng)性的亞甲基化合物的反應(yīng)CHOOCH3OCH3+CH2(COOH)2吡啶100oCHCOCH3OCH3HC COOHRCHO+H2CCNCO2H堿H2ORCHCCNCOOH加熱CO2RCHCHCN+ CO22022-4-1710其它使其它使氫活化的方法氫活化的方法（含其它強(qiáng)吸

5、電子基團(tuán)）（含其它強(qiáng)吸電子基團(tuán)）CH3CH2CH2CHO +CH3NO2冷NaOH水溶液71%H3H2CH2CHCH2NO2HO2022-4-1711，二羰基化合物的切斷，二羰基化合物的切斷v、相同酯間的縮合、相同酯間的縮合v、酯的分子內(nèi)的縮合、酯的分子內(nèi)的縮合v、不同酯間的縮合、不同酯間的縮合v、酮與酮、酮與酮v、酯與的縮合、酯與的縮合2022-4-1712、相同酯間的縮合、相同酯間的縮合CH2CCOC2H5OH3COCH3COOHC2H5CH2COOC2H5+OOOO+O+CH2CCOC2H5OH3COCH3COOHC2H5CH2COOC2H5+OOOO+O+2022-4-1713、酯的分

6、子內(nèi)的縮合酯的分子內(nèi)的縮合（DieckmannDieckmann Condensation Condensation）CO2CH2CH3OCO2CH2CH3OOCH2CH3CO2CH2CH3CO2CH2CH3OCO2CH2CH3OCO2CH2CH32022-4-1714 、不同酯間的縮合、不同酯間的縮合v1 1、兩個(gè)不同的酯都有、兩個(gè)不同的酯都有氫，自縮合和交差縮合氫，自縮合和交差縮合導(dǎo)致種產(chǎn)物，無太大意義導(dǎo)致種產(chǎn)物，無太大意義v、一個(gè)酯有、一個(gè)酯有氫，另一個(gè)沒有氫，另一個(gè)沒有氫氫2022-4-1715COCOOCH2CH3OCH2CH3+CH3COCH2CH3OaCO2C2H5COCH2CO

7、2CH2CH3bCH3COCH2CO2CH2CH3例一例一例二例二CO2CH2CH3CO2CH2CH3PhCO2CH2CH3Ph+COCH2CH3OPhBr+CO2CH2CH3CO2CH2CH3(Now it is OK)2022-4-1716v乙草酰乙草酰酯受熱，放除（脫去羧基）的特性在合成上酯受熱，放除（脫去羧基）的特性在合成上有用有用v可制備不能由丙二酸酯烴化得到的一系列丙二酸類化合物可制備不能由丙二酸酯烴化得到的一系列丙二酸類化合物C6H5CH2CO2C2H5COOC2H5COOC2H5C6H5CHCOOC2H5COCO2C2H5+NaOC2H5,水解C6H5CHCOOC2H5COOC

8、2H5+CO175 oCC2H5O2CC2H5O2COOC2H5O2CC2H5O2COOOC2H5C2H5O2CC2H5O2C+CO2C2H5CO2C2H5例三例三2022-4-1717 、酮與酮間的縮合、酮與酮間的縮合v許多酮可用酯?；癁樵S多酮可用酯?；癁槎蚨蚨┒﹙CHCH3 3COCHCOCH2 2R R型的酮中，型的酮中，甲基可被甲酸酯以外的所有酯優(yōu)先甲基可被甲酸酯以外的所有酯優(yōu)先?；?，甲酸酯則主要酰化?；?，甲酸酯則主要?；瘉喖谆?。亞甲基。生成穩(wěn)定的烯醇離子生成穩(wěn)定的烯醇離子OHHOOHOAOHCOCHOOO+CHOOCH2CH32022-4-1718v白屈菜酸的合成白屈菜酸

9、的合成OOCO2HHO2COCO2HHO2COHOHOOHO2COHOCO2HHOC2H5O2COC2H5C2H5OCO2C2H5OOOC2H5ONaC2H5O2CCO2C2H5OOOH2O,HClOHO2CCO2HO(76%79%)2022-4-1719v某些可能的負(fù)離子片段的相對(duì)穩(wěn)定性可以用來指導(dǎo)進(jìn)某些可能的負(fù)離子片段的相對(duì)穩(wěn)定性可以用來指導(dǎo)進(jìn)行切斷：行切斷：PhPhOCO2BuBuO2CPhCO2BuBuO2C+PhCClOPhBr+BuO2CCO2Bu2022-4-1720v各種各樣的甲基酮可以用各種各樣的甲基酮可以用甲酸酯和醇鈉甲酸酯和醇鈉加以?；?，加以?；?，產(chǎn)物理應(yīng)為產(chǎn)物理應(yīng)為酮醛

10、，但它們與酮醛，但它們與羥基甲基酮成羥基甲基酮成為互變異構(gòu)體，并幾乎完全以后一種形式存在。為互變異構(gòu)體，并幾乎完全以后一種形式存在。CH3CH2CCH3O+HCO2C2H5C2H5ONaCH3CCCH3OCHONaCH3CCH3OCHOCH3CCCH3OCHOH(不穩(wěn)定)(穩(wěn)定)2022-4-1721例一例一OCH3CH3OHOHCH3OOHHOCH3OOH+HCO2C2H53-甲基色酮2022-4-1722OOPhOPhOHHOOPhOHOCH3OOH+PhCOClCH3OOOPh2-苯基色酮例二例二2022-4-1723、酯與、酯與RCNRCN的縮合：生成的縮合：生成Ketonitrile

11、KetonitrileOC2H5OO+CNC2H5ONaCNO(63%73%)HCl+C2H5OHCOOC2H5NHH2SO4+H2OCOOC2H5O例一例一: :- -苯基乙酸乙酯不能由乙酰乙酸乙酯苯化得到苯基乙酸乙酯不能由乙酰乙酸乙酯苯化得到, ,因此下述方法在合成上有價(jià)值因此下述方法在合成上有價(jià)值. .2022-4-1724例二例二例三例三CNOH2SO4+H2OCO2HO加熱OC2H5OC2H5OO+ CH3(CH2)6CNC2H5ONaCH3(CH2)5CHCO2C2H5CN2022-4-1725例四例四OC2H5OOCNOCO2C2H5+CN2022-4-1726，二羰基化合物的切

12、斷，二羰基化合物的切斷v、邁克爾加成（、邁克爾加成（Michael AdditionMichael Addition）v、曼尼希反應(yīng)（、曼尼希反應(yīng)（ManichManich Reaction Reaction）2022-4-1727、邁克爾加成（、邁克爾加成（Michael AdditionMichael Addition）v含有活性氫的化合物在含有活性氫的化合物在,- -不飽和羰基化合物上進(jìn)行共軛不飽和羰基化合物上進(jìn)行共軛加成加成v催化劑催化劑: :堿堿( (胺、醇鈉、氫氧化鈉等）胺、醇鈉、氫氧化鈉等）v提供活性氫的化合物：丙二酸酯、氰乙酸酯、提供活性氫的化合物：丙二酸酯、氰乙酸酯、乙酰乙酸

13、乙酯、乙酰乙酸乙酯、二元羧酸酯、酮、腈、硝基、砜二元羧酸酯、酮、腈、硝基、砜v,- -不飽和羰基化合物：不飽和羰基化合物： ,- -不飽和醛、酮酯、酰胺、不飽和醛、酮酯、酰胺、 ,- -不飽和不飽和腈、硝基、砜腈、硝基、砜CCCO+CH共軛加成CCCOHCCCH COC2022-4-1728Michael Addition MechanismPhPhOHOC2H5PhPhOOHPhPhOOC2H5O HPhPhOCHOPhPhOPhPhOCHOC2H5OOH2022-4-1729v，二羰基化合物，二羰基化合物: :兩個(gè)中間鍵之一進(jìn)行切斷兩個(gè)中間鍵之一進(jìn)行切斷v有時(shí)切斷中只有一種是可能的有時(shí)切斷

14、中只有一種是可能的RROOabRROORROO+abCOC2H5OOOCO2C2H5O+O2022-4-1730v有時(shí)我們必須在兩種機(jī)理中選擇合理的切斷有時(shí)我們必須在兩種機(jī)理中選擇合理的切斷C2H5O2CCNPhOCNC2H5O2C+PhOPhCHO+OCNC2H5O2CPhO+CNC2H5O2C+CHOPhabab2022-4-1731OOO+ CH3CO2C2H5OC2H5OOO+CO2C2H5CO2C2H5OONaC2H5O2CEtONaC2H5OHOOHC2H5O2C(1)KOH,H2O(2)H3+O,加熱OOOHOH(67%85%)2022-4-1732OOOCO2C2H5O+OO+

15、CH2OOOOOCO2C2H5+2022-4-1733、曼尼希反應(yīng)（、曼尼希反應(yīng)（ManichManich Reaction Reaction）O+HHO+NH HClNOO+HN加熱C6H5COCH3+ (CH3)2NH微量HCl乙醇，回流2hC6H5COCH2CH2N(CH3)2+(68%72%) CH2O2022-4-1734CH3O+(CH2O)3+ (CH3)2NHHClH2O回流CH3OCH2N(CH3)2+CH3O(H3C)2NH2C(67%)(33%)2022-4-1735羥基羰基化合物的切斷羥基羰基化合物的切斷v、 羥基酸的切斷羥基酸的切斷v、 羥基酮的切斷羥基酮的切斷v、，

16、二醇的切斷、，二醇的切斷2022-4-1736、 羥基酸的切斷羥基酸的切斷v基本方法：基本方法： 羥基酸最好以一個(gè)醛和羥基酸最好以一個(gè)醛和CN-來制取。來制取。RHO+CN-CHCNOHRCO2HCO2HOHCN-+CHOCO2H1,3-二羰基HCO2CH2CH3+CO2HBr+CH2COOHNaOHH3+ORCO2HOH2022-4-1737SynthesisCO2C2H5CO2C2H5(1)CH3CH2O-Na(2)Br(3) H3O+,加熱CO2C2H5CH3CH2O-NaHCO2C2H5CO2C2H5CHO(1)CN-(2)水解COOHOHCOOH2022-4-1738 逆合成分析：逆

17、合成分析：PhOHOHOHPhC2H5O2COHOHCN - +OHCOHCHO+ CH2O2022-4-1739Synthesis:CHO CH2OK2CO3OHCOH(1)CN -(2)OH-/H2OHO2COHOH(1)CH3CH2OH/H+(2)4PhMgBrPhOHOHOHPh2022-4-1740應(yīng)用于氨基酸的合成應(yīng)用于氨基酸的合成RCHORCN-NHNH3RCNNH2RCOOHNH22022-4-1741 苯偶姻（苯偶姻（BenzoinBenzoin）的合成）的合成CPhOHHCNBCPhOHCN-CPhOHCN-COPhPhPhOOHCNHPhPhOHO+ CN-2022-4-

18、1742堿PhOO+PhOPhPhCrO3OHPhPhPhCH2MgBr+HCO2CH2CH3CrO3PhOHOPhOPhPhPhPh2022-4-1743、羥基酮的切斷羥基酮的切斷v羥基酮的切斷可由以下反應(yīng)合成羥基酮的切斷可由以下反應(yīng)合成OHCCNaCCHRCCH + H2OH2SO4Hg2+RCCH2OHRCCH3OOH2022-4-1744OHOOHCHO+ HCCHOOOOH HOCCOHOHO+ HCCHO+2022-4-1745、，二醇的切斷、，二醇的切斷v, ,、, ,二醇最好的方法是將烯烴用如二醇最好的方法是將烯烴用如OsOOsO4 4 KMnO KMnO4 4等進(jìn)行羥基化反應(yīng)

19、。等進(jìn)行羥基化反應(yīng)。v烯烴可以用烯烴可以用WittigWittig反應(yīng)制得。反應(yīng)制得。OH OHFGRWittig 反應(yīng)2022-4-1746PhOHOHFGRPhOPh3PPhOOHHHHCO2CH3FGIHOHOHHCO2CH3FGRHHCO2CH3+CO2CH3例例例例2022-4-1747v對(duì)稱二醇可由游離基反應(yīng)制取對(duì)稱二醇可由游離基反應(yīng)制取OMg-Hg苯OH OHROH OHH+ROO反鄰二叔醇重排OH OHO22022-4-1748v酮醇縮合：二酯的分子內(nèi)反應(yīng)生成，二氧酮醇縮合：二酯的分子內(nèi)反應(yīng)生成，二氧化的碳架。化的碳架。(CH2)nCO2C2H5CO2C2H5Na二甲苯(CH2

20、)nCCHOHOOOH醛酮縮合CO2C2H5CO2C2H5D-A+CO2C2H5CO2C2H5+2022-4-1749OOCO2C2H5OCO2C2H5+BrOOO例一例一OC2H5OOO+BrCO2C2H5O+BrCO2C2H5OCO2C2H5CH3O-例二例二，二羰基化合物的切斷，二羰基化合物的切斷2022-4-1750CH3O-HOC2H5BrOO+OC2H5OBrOC2H5-OBrOOCO2C2H52022-4-1751v解決辦法：采用某些方法使得酮在起始的縮合反解決辦法：采用某些方法使得酮在起始的縮合反應(yīng)中扮演親核試劑的角色。一個(gè)有效辦法就是將應(yīng)中扮演親核試劑的角色。一個(gè)有效辦法就是

21、將其變成烯胺：其變成烯胺：ONR2R2NHH+OR2NHONR2H+H2ONR2NR2H-H+NR22022-4-1752v烯胺進(jìn)攻活潑的烯胺進(jìn)攻活潑的羰基鹵代物，而不是羰基本身。羰基鹵代物，而不是羰基本身。NR2ONR2R2NHH+ClCO2C2H5CO2C2H5H2OOCO2C2H52022-4-1753羥基羰基化合物的切斷羥基羰基化合物的切斷OOHPhO+OPhOR2NHH+NR2(1)OPh(2) H+ / H2OOOHPh例一例一2022-4-1754例二例二CO2C2H5OHOCO2C2H5O+OCO2C2H5OC2H5OCO2C2H5OOOOOO2022-4-1755BrOFGI

22、OHOO+OCO2C2H5OC2H5OOOOO(1)水解(2)加熱(-CO2)(3)OHBrBrO例三例三2022-4-1756，二羰基化合物的切斷，二羰基化合物的切斷v、利用環(huán)己烯斷鍵成二酮、利用環(huán)己烯斷鍵成二酮OORRRR2022-4-1757HO2CCO2HHO2CCO2H123456HO2CCO2HHO2CCO2H+OOOOOOO3OOOHO2CHO2COH/H2OTM2022-4-1758CHOCHOO1,6-二羰基重新連接RCO3HOH2OHOHOHNaIO4OCHOHOAcNHCHO2022-4-1759、BirchBirch還原還原v用鈉或鋰在液氨的溶液來部分還原芳香環(huán)用鈉或鋰在液氨的溶液來部分還原芳香環(huán)v苯衍生物生成共軛二烯化合物，吸電子取代基留在飽和碳上，苯衍生物生成共軛二烯化合物，吸電子取代基留在飽和碳上，而供電子取代基留在不飽和碳上。而供電子取代基留在不飽和碳上。CO2HLi, NH3CO2HCH2CH2OH(1)Li/NH3(l)(2)H2OCH2CH2OH2022-4-1760