《親核加成反應(yīng)》

第9章親核加成反應(yīng)

碳雜鍵常發(fā)生親核加成反應(yīng)（如C=N\C=O\C≡N等）除此之外,碳碳鍵也可以發(fā)生親核反應(yīng)（如C=C\C≡C）常見的親核試劑有:N、O、S、X、P等雜原子中心，負(fù)碳離子，氫負(fù)離子。

第一節(jié)碳碳雙鍵的親核加成反應(yīng)一、碳碳雙鍵的親核加成

碳碳雙鍵含π鍵，是富電子的，容易發(fā)生親電反應(yīng)，難被親核試劑進(jìn)攻。因此要想進(jìn)行親核反應(yīng)需活化，降低雙鍵電子云密度，需增加吸電子基團(tuán)。2023/5/61整理ppt

雙鍵碳上連有吸電子基有利于親核加成反應(yīng)。它們可以降低雙鍵碳上的電子云密度，來促進(jìn)親核試劑的進(jìn)攻。更重要的是，這樣的取代基能使生成的負(fù)碳離子中間體的負(fù)電荷分散而得到穩(wěn)定。2023/5/62整理ppt1、氰乙基化反應(yīng)丙烯腈分子中的碳碳雙鍵，因受到氰基的影響能發(fā)生親核反應(yīng)。因此，由親核試劑進(jìn)攻雙鍵碳原子，生成的中間體再從溶液中獲得質(zhì)子，所得產(chǎn)物相當(dāng)于在親核試劑分子中引入一個氰乙基，故稱為氰乙基化反應(yīng)。是維生素B1的中間體可合成3-丙氨酸2023/5/63整理ppt氰乙基化反應(yīng)特點(diǎn):當(dāng)親核試劑具有一個活潑的亞甲基或甲基時(shí)，丙烯腈可以發(fā)生二或三次氰乙基化反應(yīng)。通過控制條件也可以得到單氰乙基化產(chǎn)物。2023/5/64整理ppt

碳負(fù)離子與α,β-不飽和羰基化合物發(fā)生的1,4-加成反應(yīng)稱為麥克爾加成反應(yīng)。一般情況下，具有α-活潑氫的化合物，在堿的作用下形成碳負(fù)離子。此碳負(fù)離子可以與缺電子C=C雙鍵發(fā)生親核加成。2、Michael加成反應(yīng)(麥克爾加成)2023/5/65整理ppt雙甲基酮的合成2023/5/66整理ppt甾醇的合成：2023/5/67整理ppt

第二節(jié)碳碳叁鍵的親核加成反應(yīng)

碳碳叁鍵通常比雙鍵更容易被親核試劑進(jìn)攻。因碳碳叁鍵之間的鍵長較短，叁鍵中電子被束縛的比雙鍵中的要緊；再者，三鍵碳比雙鍵碳的s成分多，與電子的結(jié)合能力較強(qiáng)。所以表現(xiàn)出較強(qiáng)的親核性。雙鍵比叁鍵具有更強(qiáng)的親電加成活性，但親核加成恰相反。如乙炔和醇的反應(yīng)，可生成烯基醚。弱親核試劑則需要加入催化劑，如乙炔和水反應(yīng)需要Hg2+做催化劑。2023/5/68整理ppt2023/5/69整理ppt反應(yīng)機(jī)理為：2023/5/610整理ppt

第三節(jié)羰基的親核加成反應(yīng)一、羰基的親核加成反應(yīng)

兩種不同條件下的加成歷程：1、酸催化下：2、堿催化下：2023/5/611整理ppt基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)所講內(nèi)容：2023/5/612整理ppt1、雜原子親核試劑的加成多數(shù)親核試劑與醛酮的加成反應(yīng),在平衡建立后,其平衡常數(shù)往往小于1。只有當(dāng)強(qiáng)的吸電子試劑與羰基相連時(shí)，才能得到較穩(wěn)定的加成產(chǎn)物。2023/5/613整理ppt苯甲醛與季戊四醇在稀鹽酸溶液中反應(yīng)：2023/5/614整理pptWittig試劑是一種磷的內(nèi)翁鹽，也叫磷葉立德。它是相鄰的原子帶有不同的電荷，磷帶正電荷而碳帶負(fù)電荷，由于碳和磷之間的軌道重疊而使碳的負(fù)電荷分散。2、碳原子親核試劑的加成（1）Wittig反應(yīng)（維蒂希反應(yīng)）Wittig反應(yīng)可用通式表示：2023/5/615整理ppt●簡單的wittig試劑（R=H,烷基）很活潑，與氧、水、氫鹵酸、醇等能起反應(yīng)?！癞?dāng)帶負(fù)電荷的碳原子上連接COR、CN、COOR、CHO等吸電子基團(tuán)時(shí)，Wittig比較穩(wěn)定，但活性降低，與酮作用較慢?！窀倪M(jìn)的方法是用磷酸三乙酯代替三苯基磷。2023/5/616整理ppt反應(yīng)機(jī)理：極性的甜菜堿氧磷環(huán)丁烷2023/5/617整理ppt●經(jīng)Wittig反應(yīng)生成的烯烴，通常是順式和反式異構(gòu)體的混合物。VA

的乙酸酯2023/5/618整理ppt（2）羥醛縮合反應(yīng)在酸或堿催化下含有α-氫的醛酮相互作用生成羥基醛或羥基酮?！駢A催化下的反應(yīng)歷程（酮難于縮合）●酸催化下的反應(yīng)歷程（利于酮的縮合）2023/5/619整理ppt（3）Benzoin(安息香)縮合兩分子芳醛在KCN的水-乙醇溶液中短時(shí)間溫?zé)釀t發(fā)生雙分子縮合生成芳香族a-羥基酮類的反應(yīng)2023/5/620整理ppt2023/5/621整理ppt（4）Perkin反應(yīng)（柏金反應(yīng)）由于酸酐的α-氫比較活潑，在羧酸鹽的催化下，與芳醛作用。（5）Darzen反應(yīng)（α，β-環(huán)氧酯合成）醛酮在堿作用下與α-鹵代酸酯反應(yīng)生成α，β-環(huán)氧酯。2023/5/622整理ppt如從苯乙酮為原料合成2-苯基丙醛：2023/5/623整理ppt第四節(jié)羧酸衍生物與親核試劑的反應(yīng)1、反應(yīng)歷程（加成-消除歷程）2023/5/624整理ppt加成-消除歷程:羧酸衍生物中,也有一個羰基,也可以發(fā)生親核加成反應(yīng),但加成物很不穩(wěn)定,容易發(fā)生消除反應(yīng)。第一步親核試劑加到羰基碳原子上，生成正四面體中間體。第二步，離去基團(tuán)離去，同時(shí)生成羰基。2023/5/625整理ppt2、結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系羧酸衍生物與親核試劑的加成-消除反應(yīng)難易程度，與烴基的電子效應(yīng)和空間效應(yīng)以及親核試劑的特性都有關(guān)。在特定的反應(yīng)中，羧酸衍生物的相對活性主要取決于：●與羰基直接相連的離去基團(tuán)的電子效應(yīng)●離去基團(tuán)離去的能力●已知羧酸衍生物的親核活性為酰鹵>酸酐>酯>酰胺離去基團(tuán)離去的易到難順序?yàn)椋?/p>

-X>-OCOR>-OR>-NH22023/5/626整理ppt3、酯化、水解反應(yīng)歷程及影響因素在羧酸衍生物中，酯化和水解反應(yīng)研究的最為詳細(xì)。以酯類水解為例，包括酰氧鍵斷裂和烷氧鍵斷裂。在不同條件下，反應(yīng)歷程有所不同。（1）酸催化酰-氧鍵斷裂雙分子歷程（AAC2）Acidcatalysis,dimolecularacyl-oxygencleavage2023/5/627整理ppt2023/5/628整理ppt對AAC2而言，主要影響因素是四面體中間體的空間張力作用。2023/5/629整理ppt（2）酸催化烷-氧鍵斷裂單分子歷程（AAl1）Acidcatalysis,unimolecularalkyl-oxygencleavage▲關(guān)鍵在于碳正離子的穩(wěn)定性2023/5/630整理ppt（3）酸催化酰-氧鍵斷裂單分子歷程（AAC1）▲2,6-位兩個甲基的位阻作用，不能生成正常的四面體加成產(chǎn)物。2023/5/631整理ppt（3）堿催化酰-氧鍵斷裂雙分子歷程（BAC2）(Basecatalysis,bimolecularacyl-oxygencleavage)▲氫氧根的親核性高于水分子。2023/5/632整理ppt第五節(jié)碳-氮重鍵的親核加成反應(yīng)常見的碳-氮重鍵是C=N和C≡N，既亞胺和腈。1、亞胺的親核加成反應(yīng)亞胺是醛酮的含氮衍生物，俗稱Schiff堿。其性質(zhì)與醛酮相似，能發(fā)生親核加成及縮合反應(yīng)。心血管藥物“恢壓敏”的合成：2023/5/633整理ppt2、醛（通常是甲醛）與氨或胺（以鹽的形式）和含有活潑氫的化合物所發(fā)生的縮合反應(yīng)，稱Mannich反應(yīng)。2023/5/634整理ppt反應(yīng)機(jī)理：2023/5/635整理ppt2023/5/636整理ppt3、腈的親核加成反應(yīng)●腈與親核試劑H2O加成的最初產(chǎn)物是酰胺。2023/5/637整理ppt●在堿的存在下，腈首先與強(qiáng)親核試劑OH-作用，其歷程如下：2023/5/638整理pptThorpe反應(yīng)：兩分子腈發(fā)生的縮合反應(yīng)4、仲胺與醛酮在酸催化下的縮合得到烯胺的反應(yīng)2023/5/639整理ppt2023/5/640整理ppt2023/5/641整理ppt【思考題】1.完成反應(yīng)式2023/5/642整理ppt2023/5/643整理ppt2.寫出下列反應(yīng)的機(jī)理2023/5/644整理ppt3解釋題將1mol縮氨基脲A加進(jìn)1mol環(huán)己酮B和1mol呋喃甲醛C的含微量酸的乙醇溶液中，得到D和E的混合物。若反應(yīng)在5min后停止，混合物主要含D。然而，若反應(yīng)過夜，產(chǎn)物幾乎定量地完全是E。試解釋這一事實(shí)，并畫出相應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)程與能量的關(guān)系圖?！窘忉尅?023/5/645整理ppt上述反應(yīng)是一個親核加成反應(yīng)類型。反應(yīng)物B有一個孤立的羰基，親核試劑氮上的孤對電子進(jìn)攻帶部分正電荷的羰基碳原子。反應(yīng)物C的醛基與呋喃環(huán)形成π,π-共軛體系，使富電子體系的呋喃環(huán)的π電子云向羰基偏移，致使羰基碳的正電性減弱，親核試劑氮