羰基的親核加成

關(guān)于羰基的親核加成含不飽和鍵的化合物及活潑的小環(huán)化合物均可發(fā)生加成反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)歷程大體可分為三類：均裂加成、異裂加成和環(huán)加成。均裂加成即自由基加成(第二十七章)環(huán)加成是一類周環(huán)反應(yīng)(第二十九章)本章重點(diǎn)討論異裂C=O雙鍵的加成反應(yīng)。第2頁,共57頁，2024年2月25日，星期天一、醛酮的親核加成第3頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

1、醛酮與金屬氫化物絡(luò)合的反應(yīng)(還原成醇)

PhCHOPhCOPhPhCOMeMeCOMe環(huán)己酮

很快117.680異丙醇中,0℃

NaBH4還原的相對速度：第4頁,共57頁，2024年2月25日，星期天1)非對映選擇性

空阻差別大時，主要得從空阻小的方向進(jìn)攻的產(chǎn)物?？兆璨顒e不大時，主要得穩(wěn)定產(chǎn)物。NaBH4LiAlH486%92%14%8%空間位阻差別不大空間位阻差別大第5頁,共57頁，2024年2月25日，星期天樟腦異冰片(外型)冰片(內(nèi)型)(90%)(10%)從內(nèi)側(cè)進(jìn)攻得外型產(chǎn)物，產(chǎn)物穩(wěn)定。進(jìn)攻空間位阻小的方向得到穩(wěn)定產(chǎn)物從外側(cè)進(jìn)攻得內(nèi)型產(chǎn)物。產(chǎn)物不穩(wěn)定。第6頁,共57頁，2024年2月25日，星期天LiAlH4,35℃Ｒ＝MeCramanti-Cramc74%26%Cram規(guī)律：在生成占優(yōu)勢的產(chǎn)物的過渡狀態(tài)下，試劑從α－C上最大的基團(tuán)的反位（anti）進(jìn)攻．

無環(huán)酮的α位是手性碳時，試劑從環(huán)的兩個非對映面進(jìn)攻，生成的產(chǎn)物產(chǎn)量不等。t-Bu98%2%第7頁,共57頁，2024年2月25日，星期天２）對映選擇性

LIALH4與手性配體生成手性試劑(Ｐ617)LiAlH4＋（S）－BINAL（S）－BINAL－H（S）－BINAL－HＲ＝Ｅt

（S）－98%

Bu

（S）－100%第8頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2、醛酮與格氏試劑或有機(jī)鋰化合物的反應(yīng)（復(fù)習(xí)）也可使用有機(jī)鋰化合物第9頁,共57頁，2024年2月25日，星期天在有機(jī)合成中常用的格氏試劑和有機(jī)鋰試劑，但應(yīng)用范圍有一定的區(qū)別．格氏試劑的使用有一定限制（課本P618）可換成有機(jī)鋰試劑第10頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3、醛與磷葉立德的親核加成1）葉立德葉立德類似有兩種表示形式：B：n-BuLiPhLiNaOEtt-BuOKNaNH2

NaOH......當(dāng)R為吸電子基團(tuán)時，CH或CH2上酸性增強(qiáng)，則用弱堿。反則強(qiáng)堿第11頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2）Wittig反應(yīng)(具有廣泛用途)P620脂肪、脂環(huán)、芳香族醛酮未穩(wěn)定的磷葉立德90%以上順式烯烴第12頁,共57頁，2024年2月25日，星期天機(jī)理動力學(xué)控制第13頁,共57頁，2024年2月25日，星期天將三苯基膦替換為三鄰甲苯基膦可以提高順位選擇性*反應(yīng)中生成的鋰鹽對順式轉(zhuǎn)變有催化作用體積增大第14頁,共57頁，2024年2月25日，星期天比較穩(wěn)定的維蒂希試劑通常含有能夠穩(wěn)定類似碳負(fù)離子的碳上的負(fù)電荷的基團(tuán)，例如在α碳上含有羰基的Ph3P=CH?COOR、Ph3P=CH?Ph。它們比簡單的葉立德要穩(wěn)定，且一般不與酮反應(yīng)。第15頁,共57頁，2024年2月25日，星期天Horner-Emmons(Wittig-Horner)亞磷酸烷基酯與鹵代烷反應(yīng)生成烷基磷酸酯，稱為Arbuzov反應(yīng)不活潑葉立德，產(chǎn)物主要為E-型（反式）烯烴第16頁,共57頁，2024年2月25日，星期天應(yīng)用與消除反應(yīng)（例如鹵代烴的脫鹵化氫反應(yīng)）不同的是，消除反應(yīng)得到由查依采夫規(guī)則決定的結(jié)構(gòu)異構(gòu)體的混合物，而維蒂希反應(yīng)得到雙鍵固定的烯烴。很多醛和酮都可發(fā)生該反應(yīng)，但羧酸衍生物（如酯）反應(yīng)性不強(qiáng)。因此大多數(shù)情況下，單、二和三取代的烯烴都可以較高產(chǎn)率通過該反應(yīng)制得。羰基化合物可以帶著-OH、-OR、芳香-NO2甚至酯基官能團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)。第17頁,共57頁，2024年2月25日，星期天應(yīng)用第18頁,共57頁，2024年2月25日，星期天得到順式產(chǎn)物第19頁,共57頁，2024年2月25日，星期天二、羧酸衍生物與親核試劑的反應(yīng)酯水解的反應(yīng)機(jī)理(BAC2或AAC2）AAC2第20頁,共57頁，2024年2月25日，星期天快快快慢慢快快快R的大位阻導(dǎo)致的AAC1：酸性單分子酰氧斷裂AAC1第21頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

酚或伯醇的乙酸酯在濃硫酸中的水解也是照AAC1機(jī)理進(jìn)行的，而在稀硫酸中的機(jī)理為AAC2。

BAC1未發(fā)現(xiàn)需要能形成穩(wěn)定的C+離子如叔烷基、

烯丙基、

芐基等AA11第22頁,共57頁，2024年2月25日，星期天BA11機(jī)理只在中性溶液或者弱堿性溶液中進(jìn)行AA12和BA12都很少見，因?yàn)橛H核試劑更容易進(jìn)攻?；皇峭榛?3頁,共57頁，2024年2月25日，星期天酯水解機(jī)理結(jié)論酯水解最常見的機(jī)理為BAC2、AAC2、AA11酸催化堿催化雙分子AAC2BAC2單分子AAC1無BAC1單分子（烷氧鍵斷裂）AA11BA11雙分子（烷氧鍵斷裂，很少見）AA12BA12第24頁,共57頁，2024年2月25日，星期天羧酸及其衍生物的活化P626一、酰氯二、酸酐三、其它第25頁,共57頁，2024年2月25日，星期天三、烯醇鹽的反應(yīng)X=H、R，ORM+=Li、Na+,K+P6291.烯醇鹽第26頁,共57頁，2024年2月25日，星期天１）烯醇鹽的區(qū)域選擇性Ｐ631第27頁,共57頁，2024年2月25日，星期天不對稱酮在不同條件下兩種烯醇鹽的比例第28頁,共57頁，2024年2月25日，星期天立體選擇性第29頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2）烯醇鹽的兩可親核性95%5%可在氧或碳上起親核取代反應(yīng)在氧上起親核取代反應(yīng)第30頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3）烯醇鹽生成的其他方法烯醇鋰與甲基酮的絡(luò)合物第31頁,共57頁，2024年2月25日，星期天雙烯醇負(fù)離子的生成第32頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

復(fù)習(xí)：幾類烯醇負(fù)離子的反應(yīng)氫氘交換a鹵代羥醛縮合親核試劑2.烯醇鹽與羰基化合物的反應(yīng)第33頁,共57頁，2024年2月25日，星期天羥醛縮合反應(yīng)復(fù)習(xí)-定向羥醛縮合反應(yīng)Charles-AdolpheWurtz亞歷山大·鮑羅丁

第34頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

復(fù)習(xí)：幾類烯醇負(fù)離子的反應(yīng)烷基化?；曹椉映?Michael加成)醛、酮或酯第35頁,共57頁，2024年2月25日，星期天酮直接烴化的副產(chǎn)物是多烴化避免多烴化方法：烯醇鹽滴加到烴化劑中第36頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共57頁，2024年2月25日，星期天Claisen（酯）縮合（兩個相同酯之間的縮合）b-羰基酯（1,3-二羰基類化合物）

其它常用堿

NaH,NaNH2,LDA,Ph3CNa,t-BuOK

（弱親核性強(qiáng)堿）請注意所用堿的結(jié)構(gòu)

復(fù)習(xí)：酯的?；タs合反應(yīng)第38頁,共57頁，2024年2月25日，星期天Claisen縮合舉例：乙酰乙酸乙酯第39頁,共57頁，2024年2月25日，星期天Claisen縮合機(jī)理穩(wěn)定的烯醇負(fù)離子第40頁,共57頁，2024年2月25日，星期天1）甲基酮的烯醇鹽與芳醛的反應(yīng)（Claisen-Schmidt反應(yīng)）酸催化在亞甲基上縮合堿催化在甲基上縮合其他一些Claisen反應(yīng)第41頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

Zimmerman-Traxler反應(yīng)過渡態(tài)模型:環(huán)己烷上的構(gòu)象分析理論Aldolcondensation其他一些Claisen反應(yīng)第42頁,共57頁，2024年2月25日，星期天羥醛結(jié)構(gòu)單元存在于許多分子（包括天然產(chǎn)物和合成分子）中。羥醛反應(yīng)之所以應(yīng)用廣泛是因?yàn)樗鼘蓚€相對簡單的分子結(jié)合成一個較復(fù)雜的分子，通過形成兩個新的手性中心，增加了分子復(fù)雜性?，F(xiàn)代化學(xué)方法學(xué)不僅可以做到羥醛反應(yīng)的高收率，而且能夠控制反應(yīng)產(chǎn)物的相對和絕對立體化學(xué)構(gòu)型。這種選擇性合成特定的立體異構(gòu)體非常重要，因?yàn)椴煌牧Ⅲw化學(xué)異構(gòu)體可能具有完全不同的化學(xué)或生物特性。第43頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2）烯醇鹽的?；肿觾?nèi)的Claisen縮合－Ｄickmann縮合用于合成五六員環(huán)其他一些Claisen反應(yīng)第44頁,共57頁，2024年2月25日，星期天α-無取代酯基易轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐伎s合反應(yīng)可逆第45頁,共57頁，2024年2月25日，星期天四、烯胺負(fù)離子的反應(yīng)α-C上無取代為烯胺烯胺?；猓a(chǎn)物β－二酮第46頁,共57頁，2024年2月25日，星期天亞胺負(fù)離子是烯醇鹽的類似物，比烯醇鹽更容易進(jìn)行烯醇化。第47頁,共57頁，2024年2月25日，星期天Ｍannich反應(yīng)1917年，羅伯特·魯賓遜以丁二醛、甲胺和3-氧代戊二酸為原料，在仿生條件下，利用了曼尼希反應(yīng)，僅通過一步反應(yīng)便得到了托品酮，托品酮的合成是曼尼希反應(yīng)的經(jīng)典例子，被認(rèn)為是全合成中的經(jīng)典反應(yīng)之一。第48頁,共57頁，2024年2月25日，星期天△結(jié)論:有α-H的醛、酮、羧酸、羧酸酯、脂肪族硝基化合物和鄰位沒取代基的酚都可以與仲胺和醛生成Ｍannich堿。第49頁,共57頁，2024年2月25日，星期天機(jī)理第50頁,共57頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)物曼氏堿比較穩(wěn)定，以它作原料，經(jīng)甲基化與Hofmann消除反應(yīng)，或在蒸餾時和堿作用下發(fā)生的分解反應(yīng)，可以得到α,β-不飽和酮。第51頁,共57頁，2024年2月25日，星期天由于曼尼希反應(yīng)在生物堿的合成中有廣泛的應(yīng)用價值而受到合成化學(xué)家們的極大的重視。第52頁,共57頁，2024年2月25日，星期天Mannich堿的應(yīng)用止痛抗癌第5