有機(jī)合成穩(wěn)定化碳負(fù)離子的縮合反應(yīng)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1有機(jī)合成穩(wěn)定化碳負(fù)離子的縮合反應(yīng)有機(jī)合成穩(wěn)定化碳負(fù)離子的縮合反應(yīng)第第4章章 穩(wěn)定化碳負(fù)離子的縮合反應(yīng)穩(wěn)定化碳負(fù)離子的縮合反應(yīng) 4.1 穩(wěn)定化碳負(fù)離子穩(wěn)定化碳負(fù)離子 4.1.1 穩(wěn)定化碳負(fù)離子及其形成穩(wěn)定化碳負(fù)離子及其形成 C -ACHA+B-+BH穩(wěn)定化碳負(fù)離子穩(wěn)定化碳負(fù)離子( A 為穩(wěn)定碳負(fù)離子的因素為穩(wěn)定碳負(fù)離子的因素 )第1頁(yè)/共79頁(yè)4.1.2 碳負(fù)離子的穩(wěn)定化作用碳負(fù)離子的穩(wěn)定化作用 一、共振穩(wěn)定化作用一、共振穩(wěn)定化作用 OONCH2NCH2二、鄰位正電荷的穩(wěn)定化作用二、鄰位正電荷的穩(wěn)定化作用 R2CPPh3+R2CS(CH3)2+R2CPPh3+R2CS(CH3)2+第2頁(yè)

2、/共79頁(yè)三、三、d 軌道的穩(wěn)定化作用軌道的穩(wěn)定化作用 SSH HSSHn-BuLiTHFOOH HOOHn-BuLiTHF四、四、Li+ 配位穩(wěn)定化作用配位穩(wěn)定化作用 LiOCNCH2ArLiOCNCH2EtO第3頁(yè)/共79頁(yè)4.1.3 穩(wěn)定化碳負(fù)離子的反應(yīng)性穩(wěn)定化碳負(fù)離子的反應(yīng)性 一、一、親核親核取代取代 烷基化烷基化 ?；翱s合反應(yīng)?；翱s合反應(yīng) CRAC ARX+X +CCAC A+ L +CORLO LRCCAORC -A親核性親核性第4頁(yè)/共79頁(yè)二、親核加成二、親核加成 縮合反應(yīng)縮合反應(yīng) 烴基化烴基化 C A+OCAO CAOCCAHOHCCACCAC A+COO BH H2

3、O第5頁(yè)/共79頁(yè)4.2 羥醛縮合反應(yīng)羥醛縮合反應(yīng) 3.2.1 一般的羥醛縮合一般的羥醛縮合 （1）反應(yīng)前后分子結(jié)構(gòu)的變化）反應(yīng)前后分子結(jié)構(gòu)的變化（2）反應(yīng)需要）反應(yīng)需要-氫的參與氫的參與（3）至少含有兩個(gè)）至少含有兩個(gè)-氫時(shí)才會(huì)發(fā)生脫水氫時(shí)才會(huì)發(fā)生脫水（4）酸也可以催化）酸也可以催化 注意注意 CCHHOCCHHCOHCHOCCHHCCO2OH , 或或 H+ H2O第6頁(yè)/共79頁(yè)堿催化機(jī)理堿催化機(jī)理 CCHHOCCHO OH CCHHOCCHHCO CHOH2OCCHHCOHCHOOH CCHHCOHCO CCHHCCO OH 第7頁(yè)/共79頁(yè)酸催化機(jī)理酸催化機(jī)理 CCHOHCCHH+O

4、HCCHHOCCHH+OHH+ H CCHHCOHCH+OH H2OCCHHCOHCHOCCHHCCO H H+CCHHC+OH2CHOCC+HHCCHO H 第8頁(yè)/共79頁(yè)4.2.2 交叉羥醛縮合交叉羥醛縮合 OPhOHB +HOHOOHOHPhPhOHOOPhOHPhOHOPhOOHPhPh+OHOPh親親電電體體親親核核體體O HO PhO Ph第9頁(yè)/共79頁(yè)一、醛、酮反應(yīng)差異性控制一、醛、酮反應(yīng)差異性控制 1、使用不含、使用不含-氫的醛、酮?dú)涞娜?、?CH3CHO + HCHO(HOCH2)3CCHOC(CH2OH)4HCHOOHOH注意：不含注意：不含-氫的醛、酮作為親電體的活性

5、應(yīng)高于氫的醛、酮作為親電體的活性應(yīng)高于 含含-氫的醛、酮?dú)涞娜?、?親電體活性:高于OHPhO+OHPhO10 % NaOHPhO第10頁(yè)/共79頁(yè)苯基和羰基的雙重活化作用苯基和羰基的雙重活化作用 親電體活性:高于OHOPhPhOH+OHOPhPhHOOHPhOHPh無(wú)六六氫氫吡吡啶啶74 %PhCHO + PhCH2COCH3PhCH=CCOCH3Ph第11頁(yè)/共79頁(yè)動(dòng)力學(xué)控制的實(shí)驗(yàn)條件：低溫、位阻大的強(qiáng)堿、非質(zhì)子型溶動(dòng)力學(xué)控制的實(shí)驗(yàn)條件：低溫、位阻大的強(qiáng)堿、非質(zhì)子型溶 劑、酮不過(guò)量、劑、酮不過(guò)量、Li+為抗衡陽(yáng)離子。為抗衡陽(yáng)離子。熱力學(xué)控制的實(shí)驗(yàn)條件：較高的溫度、相對(duì)較弱的堿、質(zhì)子型熱力

6、學(xué)控制的實(shí)驗(yàn)條件：較高的溫度、相對(duì)較弱的堿、質(zhì)子型 溶劑、溶劑、Na+ 或或 K+ 為抗衡陽(yáng)離子。為抗衡陽(yáng)離子。 B +R2CHCOCH2RR2CCO CH2RR2CHCO CHR熱熱力力學(xué)學(xué)控控制制產(chǎn)產(chǎn)物物動(dòng)動(dòng)力力學(xué)學(xué)控控制制產(chǎn)產(chǎn)物物2、動(dòng)力學(xué)控制和熱力學(xué)控制、動(dòng)力學(xué)控制和熱力學(xué)控制 第12頁(yè)/共79頁(yè)動(dòng)力學(xué)控制動(dòng)力學(xué)控制 分子內(nèi)縮合:OOOOHOHOO熱力學(xué)控制熱力學(xué)控制 動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)控制動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)控制 堿堿催催化化: :OOH+OH HHO85 %酸酸催催化化: :OOH+H+HO80 %第13頁(yè)/共79頁(yè)脫水形成穩(wěn)定的共軛體系脫水形成穩(wěn)定的共軛體系+OHPhO堿堿堿堿O PhOO

7、PhO OHPhOOPhO PhO堿B OPhO PhO解釋反應(yīng)機(jī)理解釋反應(yīng)機(jī)理第14頁(yè)/共79頁(yè)二、定向的羥醛縮合二、定向的羥醛縮合 1、預(yù)制烯醇負(fù)離子、預(yù)制烯醇負(fù)離子 OLDA, THF78oCOLiOOHHOH3O+OOOH+OHTiCl4(cat.)r.t., 甲苯OTiCl3OTiCl3主主次次動(dòng)力學(xué)控制動(dòng)力學(xué)控制熱力學(xué)控制熱力學(xué)控制第15頁(yè)/共79頁(yè)2、通過(guò)烯醇硅醚、通過(guò)烯醇硅醚 Mukaiyama 反應(yīng)反應(yīng) PhOOH+OHTiCl4(cat.)CH2Cl2, 78oCH2OPhMe3SiOOPhSiMe3HOClTiCl3OOTiClClCl Me3SiCl第16頁(yè)/共79頁(yè)P(yáng)

8、hCHOO SiMe3OPhOH(n-Bu)4NF+OSiMe3(n-Bu)4N+ FOFSiMe3N+(Bu-n)4+TiCl4 (cat.)HOOH2OOSiMe3CH2Cl2OHO第17頁(yè)/共79頁(yè)烯醇硅醚的獲得烯醇硅醚的獲得 OO Li+LDA, DME, 78 OCOSiMe3Me3SiCl或或 NaH, DME;Me3SiCl, Et3N+OOSiMe3Et3N, Me3SiCl,DMF, refluxOSiMe378 22分分餾餾OSiMe3第18頁(yè)/共79頁(yè)3、通過(guò)烯醇負(fù)離子合成等效體、通過(guò)烯醇負(fù)離子合成等效體 NOHH2SO4OHOHOH+NCCH3NO+HR1OR2NONO

9、LiOR2R1n-C4H9Li(1) NaBH4H2O(2) H3O+NR1OR2第19頁(yè)/共79頁(yè)CORCH2RH+C+OHRCHRHCOHRCHR H+COHHH+C+OHHHHNR2CH2OH+NHR2CH2+OH2NR2CH2+NR2 H2OCORCHRCH2NR2三、類羥醛縮合三、類羥醛縮合 1、Mannich 反應(yīng)反應(yīng) 胺甲基化反應(yīng)胺甲基化反應(yīng) +CORCH2RCOHHH+CORCHRCH2NR2+ HNR2第20頁(yè)/共79頁(yè)HHOO+H2NCH2+COOHH2CH2CCOOHONOCOOHHOOCH3CNOH3C 2 CO2 2 H2OOMe2NH, CH2OMe2NOOOOOO

10、OO H2O+MeI加熱NaOEt加熱第21頁(yè)/共79頁(yè)2、Henry 反應(yīng)反應(yīng) RCHOR2CN+OOR2CHNO2ORNO2RROHRNO2RRH+OHROSiMe3NO2RCHO(n-Bu)4NFMe3SiClLDARCH2NO2RCHN+OSiMe3O3、潛在芳香體系、潛在芳香體系 +O堿 H2OHOH第22頁(yè)/共79頁(yè)4.3 不同類型羰基化合物間的縮合反應(yīng)不同類型羰基化合物間的縮合反應(yīng) OR1R2 (H)OLR親親電電體體親親核核體體ORLOR2 (H)R1親親電電體體親親核核體體第23頁(yè)/共79頁(yè)4.3.1 醛、酮醛、酮 與與 羧酸衍生物（酯）的縮合羧酸衍生物（酯）的縮合 +OOC

11、HOHCOOC2H5C2H5ONa+C2H5ONaCOOC2H5OOOC2H5ONaOOOEtOO+C2H5ONaCOOC2H5COOC2H5OOCOCOOC2H5OCOOC2H5 CO第24頁(yè)/共79頁(yè)一、預(yù)制的羧酸衍生物烯醇負(fù)離子一、預(yù)制的羧酸衍生物烯醇負(fù)離子 78oCOEtOLDA, THFOOEtOOHCOOEtOSiMe3OEtPhOPhCOOEtOH(1) LDA(2) Me3SiClTiCl4二、使用不含二、使用不含-氫的醛氫的醛 EtONaPhCHO + CH3COOEtPhCOOEt4.3.2 羧酸衍生物（酯）與羧酸衍生物（酯）與 醛、酮的縮合醛、酮的縮合 第25頁(yè)/共79頁(yè)

12、三、活化的羧酸衍生物三、活化的羧酸衍生物 Knoevenagel 縮合縮合 l X、Y: COOR、COOH、COR、CN、 NO2 等吸電子基等吸電子基 l 常見(jiàn)的堿：胺、吡啶等弱堿常見(jiàn)的堿：胺、吡啶等弱堿 COR(H)RCH2XYB+CCR(H)RXY第26頁(yè)/共79頁(yè)+NHCH2(CN)2OCHOOCH=C(CN)2+NHCH=CHCHOCH2COOC2H5CNCH=CHCH=CCOOC2H5CNOO+NH 100 %CH2COOC2H5CNCCOOC2H5CNO+NH, 苯苯CHOCOOC2H5COOC2H5COOC2H5COOC2H5第27頁(yè)/共79頁(yè)+ CH2(COOH)2CHOO

13、2N吡吡啶啶CHO2NCHCOOH+NHCHOOHOCOOC2H5OCH2(COOC2H5)28090 %+NHCHOOHOCOCH3OCH3COCH2COOC2H5 100 %+NHCHONH2NCOOC2H5CH3CH3COCH2COOC2H5第28頁(yè)/共79頁(yè)4.3.3 酯酯 與與 酯的縮合酯的縮合 一、分子間酯縮合一、分子間酯縮合 Claisen 縮合縮合 CCH2OCH3COOEtCH3COEtOHAcEtONa2COCH3OEtCOCH2OEtH EtOHCCHOCH3CH2COOEtCH3CH2COEtOHAcEtONa2CH3EtOH第29頁(yè)/共79頁(yè)CH3COEtOCH3CO

14、EtOCH2COEtO CCH2O CH3OEtCOOEtEtONaCCH2OCH3COOEt + EtO CCHOCH3COOEt + EtO HAcC CH2OCH3COOEt 機(jī)理機(jī)理第30頁(yè)/共79頁(yè)OEtOOEtOOOOEtLICA, THF 78 oCH2OLICANLi80 %EtONaPhCHCOOEtCOCOOEtPhCH2COOEtCOOEtCOOEt+PhCHCOOEtCOOEt90 %PhCH2COOEt + HCOOEtEtONaPhCHCOOEtCHOPh3CNa2 (CH3)2CHCOOEt(CH3)2CHCOCCOOEtCH3CH345 60 %70 %HAcE

15、tONa2 PhCH2COOEtPhCH2COCHCOOEtPh第31頁(yè)/共79頁(yè)二、分子內(nèi)酯縮合二、分子內(nèi)酯縮合 Dieckmann 縮合縮合 Dieckmann 縮合反應(yīng)只適合于縮合反應(yīng)只適合于五、六元環(huán)五、六元環(huán)的合成的合成 C2H5OOCCOOC2H5COOC2H5OC2H5ONaH+H+EtONa CO2OH CO2EtCO2EtCO2EtOEtO2CCO2EtOCO2EtOEtO2COO2第32頁(yè)/共79頁(yè) 解釋反應(yīng)機(jī)理解釋反應(yīng)機(jī)理HAcEtONaOOEtOCH3OOEtOCH3EtOHC2H5OOCCH3COOC2H5COOC2H5C2H5ONaH+OC2H5OOCCH3COOC

16、2H5 預(yù)測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物練練 習(xí)習(xí)第33頁(yè)/共79頁(yè)CCCOHCO4.3.4 分子內(nèi)的腈分子內(nèi)的腈-腈縮合腈縮合 Thorpe 反應(yīng)反應(yīng) 對(duì)切斷的啟示對(duì)切斷的啟示 CCOCOCCCCOH2OCNCNCNNHCNO堿堿第34頁(yè)/共79頁(yè)4.4 烯烴合成法：烯烴合成法：C=C 的形成的形成 3.4.1 Wittig 反應(yīng)反應(yīng) +COCC+Ph3P=OCCPh3P+O CCPh3POPh3PC +Wittig 試劑試劑 第35頁(yè)/共79頁(yè)用途：用途：定向形成定向形成 C=C 鍵鍵OHHPh3P=CH2OPh3P=CHOMeOMeCHOH3O+Ph3PC +PPh3Ph3PCH+CHBrB第3

17、6頁(yè)/共79頁(yè)C=C 鍵的切斷鍵的切斷CCCOBrC+H如何構(gòu)建下列分子中的如何構(gòu)建下列分子中的 C=C 鍵鍵CH2CHCHCH3CHCHCH2CH3第37頁(yè)/共79頁(yè)O(C2H5O)2PO CCO4.4.2 HWE 反應(yīng)反應(yīng) (C2H5O)2POC (C2H5O)2POCHCC(C2H5O)2POCC ONaH+P(OC2H5)2 OO+CHBr(C2H5O)3P第38頁(yè)/共79頁(yè)+(C2H5O)2+POCH(C2H5O)3P+CBrH(C2H5O)2POCHC2H5Br (C2H5O)2POOEtOOEtO(1) NaH, THF(2) n-BuCHO, THF(C2H5O)2POOEtO

18、OEtO(1) LiCl-DBU(2) i-PrCHOArbuzov 重排重排 第39頁(yè)/共79頁(yè)3.4.3 烯烴復(fù)分解反應(yīng)烯烴復(fù)分解反應(yīng) R1CHCHR2R2CHCHR1R1CHCHR1R2CHCHR2Mo、W、Rh 等卡賓型催化劑等卡賓型催化劑 NMo(F3C)2MeCO(F3C)2MeCOPh+Catalyst第40頁(yè)/共79頁(yè)4.4 烯烴合成法：烯烴合成法：C=C 的形成的形成 第41頁(yè)/共79頁(yè)烯烴合成法：烯烴合成法：C=C 的形成的形成 第42頁(yè)/共79頁(yè)第43頁(yè)/共79頁(yè)D) Dissolved Metal Reduction第44頁(yè)/共79頁(yè)P(yáng)reparation(Yilde)Reaction第45頁(yè)/共79頁(yè)Mechanism第46頁(yè)/共79頁(yè)第47頁(yè)/共79頁(yè)第48頁(yè)/共79頁(yè)第49頁(yè)/共79頁(yè)第50頁(yè)/共79頁(yè)第51頁(yè)/共79頁(yè)Mechanism第52頁(yè)/共79頁(yè)e. g.第53頁(yè)/共79頁(yè)