第四章-稳定化碳负离子的缩合反应1课件.ppt

1、 O+OOEtEtOHOOOEtO-EtOOEtO4-3 4-3 羟醛缩合反应羟醛缩合反应 羟醛加成，四种可能的立体异构体羟醛加成，四种可能的立体异构体 羟醛缩合反应羟醛缩合反应 2RCH2CORH+OH-RCH2COHRHCROR-H2ORCH2CRCROR4-3-1 4-3-1 羟醛加成反应的区域选择性与化学选择性羟醛加成反应的区域选择性与化学选择性 (亲核试剂与亲电试剂决定化学选择性亲核试剂与亲电试剂决定化学选择性 )OPh+H3COHBaseOPhOPhOH4-3-1-1 4-3-1-1 利用分子自身特点的区域与利用分子自身特点的区域与 化学选择性羟醛加成反应化学选择性羟醛加成反应 不

2、含不含-氢羰基化合物的利用（甲醛、芳香醛），氢羰基化合物的利用（甲醛、芳香醛），它只能作为亲电体，反应简单化它只能作为亲电体，反应简单化。CH3CHO +CH2OOH(HOH2C)3C-CHOOH-CH2OC(CH2OH)4+HCOO-Claisen-Schmidt-Claisen-Schmidt-芳香醛的羟醛缩合芳香醛的羟醛缩合（反式烯烃，反式烯烃，Claisen-SchmidtClaisen-Schmidt）PhOHO+10%NaOHPhOPhOPh 通过热力学控制进行选择性羟醛加成反应通过热力学控制进行选择性羟醛加成反应-可逆可逆反应的利用（平衡控制产物）反应的利用（平衡控制产物）羟醛加

3、成反应是一个可逆反应，在酸性条件下，羟醛加成反应是一个可逆反应，在酸性条件下，一般得到热力学稳定产物（形成的最终产物双键一般得到热力学稳定产物（形成的最终产物双键上取代基多）；碱性条件下，形成动力学控制产上取代基多）；碱性条件下，形成动力学控制产物（形成的最终产物双键上取代基物（形成的最终产物双键上取代基）O+HOOC-CHOH3PO4OHOOCO+HOOC-CHOOH-OHOOC 分子内的羟醛缩合有利于热力学控制产物，分子内的羟醛缩合有利于热力学控制产物，二羰基化合物的分子内羟醛缩合将导向环状二羰基化合物的分子内羟醛缩合将导向环状化合物，环状化合物的稳定性如下：六元环化合物，环状化合物的稳定

4、性如下：六元环五元环七元环四元环五元环七元环四元环OOHbOObaOHOOmost4-3-1-24-3-1-2引导的羟醛反应：提前制备亲核试剂引导的羟醛反应：提前制备亲核试剂（以烯醇盐、烯醇硅醚、亚胺负离子等形式存在）（以烯醇盐、烯醇硅醚、亚胺负离子等形式存在）ROROMLnRR(1)RCHO(2)H2OROROHRMLn=Li,BRMLn=Li,BR2 2,SnX,TiX,SnX,TiX3 3,AlR,AlR2 2,MgX,ZnX,MgX,ZnX使用预制的烯醇负离子的方法使用预制的烯醇负离子的方法OLDA,THF-78O-Li+(1)n-PrCHO(2)H3O+OHO 使用烯氧基乙硼烷的方法

5、使用烯氧基乙硼烷的方法 OB(n-C3H7)3OB(n-C3H7)2n-C3H7(1)PhCHO(2)H2OOOHPhC4H9-nMukaiyamaMukaiyama反应：四氯化钛等反应：四氯化钛等lewislewis酸中催化烯醇硅醚对羰酸中催化烯醇硅醚对羰基化合物的亲核加成，生成羟醛加成产物基化合物的亲核加成，生成羟醛加成产物TMSOHRR+ORHacidROOHRR*CHO+OSiMe3TiCl4,CH2Cl2H2OOOH*-H2OO*Morita-Baylis-HillmanMorita-Baylis-Hillman反应：反应：，-不饱和化合物在叔不饱和化合物在叔胺或三烃基膦催化下与醛的

6、反应（催化剂对胺或三烃基膦催化下与醛的反应（催化剂对，-不不饱和化合物的共轭加成形成烯醇负离子饱和化合物的共轭加成形成烯醇负离子)MeCHO+ODABCO20,10dayOHOHNN4-3-1-3 4-3-1-3 类羟醛缩合反应类羟醛缩合反应 羟醛反应是醛酮烯醇负离子与醛酮的反应，其它羟醛反应是醛酮烯醇负离子与醛酮的反应，其它稳定化的碳负离子与醛酮的加成有时统称类羟醛稳定化的碳负离子与醛酮的加成有时统称类羟醛反应反应RRMLnROHHORHRR+M=Al,B,Cr,Si,Sn,Ti,ZrM=Al,B,Cr,Si,Sn,Ti,Zr硝基化合物硝基化合物NO2R2HCNO2R2COH-RCHOROR

7、RNO2RHORRNO2 潜在的芳香体系潜在的芳香体系OH-Me2COO-BHOHH+4-3-3 4-3-3 烯醇负离子的其它缩合反应烯醇负离子的其它缩合反应 RobinsonRobinson环合反应：是酮与环合反应：是酮与，-烯酮在烯酮在碱性条件下进行去质子化碱性条件下进行去质子化-Michael-Michael加成加成-质质子转移子转移-羟醛缩合羟醛缩合,最终形成环己烯酮的反应最终形成环己烯酮的反应OH+OOHOHOOH-OOOO-H2OOOHOOOH-OOOOHH2OOH2O Mannich reaction:Mannich reaction:是含是含-氢的酮与醛氢的酮与醛(通常是甲醛通

8、常是甲醛)和仲胺在酸性条件下生成和仲胺在酸性条件下生成-氨基酮的反应氨基酮的反应 MannichMannich碱常用做生成碱常用做生成，-烯酮烯酮:与碱作用发生与碱作用发生-消除消除反应反应 Mannich碱碱 ROCH2R+CH2O+HNR2RORCH2NR2acid4-4 4-4 不同类羰基化合物间的缩合反应不同类羰基化合物间的缩合反应 羧酸衍生物的缩合是酮或酯以烯醇负离子或烯羧酸衍生物的缩合是酮或酯以烯醇负离子或烯醇醚的形式与另一个作为亲电试剂的羧酸衍生醇醚的形式与另一个作为亲电试剂的羧酸衍生物的亲核加成物的亲核加成-消除反应消除反应A.醛、酮与酯的缩合反应醛、酮与酯的缩合反应(酮为对称

9、性的酮为对称性的)OOOEt+OOOEt-EtOOOEtOOOHOOEtO B.B.酯酯-酯缩合反应酯缩合反应 ClaisenClaisen缩合缩合:分子之间的酯分子之间的酯-酯缩合反应酯缩合反应 自身的酯缩合自身的酯缩合 ,对不同酯之间的缩合反应对不同酯之间的缩合反应,产物产物复杂复杂,需要进行反应控制需要进行反应控制OOEt(1)baseOOEtO(2)HC.C.分子内的酯分子内的酯-酯缩合反应酯缩合反应:Dieckmann:Dieckmann缩合反应缩合反应,适适用于用于5,65,6元环的合成元环的合成CO2EtCO2EtCO2EtCO2EtCO2EtCO2EtOEtO2Cbasebas

10、eOOCO2EtEtO2COOD.D.分子内的腈分子内的腈-腈缩合腈缩合:Thorpe reaction(5,6:Thorpe reaction(5,6元合元合成成)CNCNbaseNHCNH2OOCN4-5 4-5 烯烃合成法烯烃合成法:C=C:C=C的形成的形成 WittigWittig反应及相关反应（碳负离子除了利用邻位的吸反应及相关反应（碳负离子除了利用邻位的吸电子基团外，还可利用邻位正电荷，电子基团外，还可利用邻位正电荷，WittigWittig试剂的制试剂的制备正是利用了这一点）备正是利用了这一点）Ph3P +RCH2BrPh3P CH2RbasePh3P CHRPh3P CHRP

11、h3P CHR+RRORRCHR WittigWittig反应是合成烯烃最重要的方法，此法优点在反应是合成烯烃最重要的方法，此法优点在于合成双键位置是唯一确定（通过消除反应生成烯于合成双键位置是唯一确定（通过消除反应生成烯烃可能得到区域异构体的混合物）烃可能得到区域异构体的混合物）OPh3P=CH2HO-H2O+OOHArO+Ph3P(CH2)4COOHNaHMDSBenzene,-78HOCOOHOArOPh3P=CHOMeOMeH3O+CHO WittigWittig反应的立体化学取决于反应的立体化学取决于WittigWittig试剂和醛酮结试剂和醛酮结构与反应条件：非稳定化的构与反应条件

12、：非稳定化的WittigWittig试剂主要产生试剂主要产生-(z)-(z)-烯烃，稳定化的烯烃，稳定化的WittigWittig试剂主要产生试剂主要产生-(E)-(E)-烯烯烃烃 连接到负离子的是稳定负离子基团时（吸电子基团，连接到负离子的是稳定负离子基团时（吸电子基团，COOMe,COMe,CNCOOMe,COMe,CN），主要产生），主要产生-(E)-(E)-烯烃；烯烃；连接到负离子的是使负离子非稳定碳基团时（供电连接到负离子的是使负离子非稳定碳基团时（供电子基团，烷基），主要产生子基团，烷基），主要产生z-z-烯烃烯烃 介于两者之间的为（介于两者之间的为（Ph,Ph,烯烃）烯烃）Ph3

13、Pn-BuLi,DMF0.5h,20RCHO1hRPh3PCOOEtNaOEt,EtOH0.5h,20PhCHOPhCOOEtPhCOOEt+most HWEHWE反应：应用最广泛的反应：应用最广泛的WittigWittig反应，全名为反应，全名为Horner-Wadsworth-Emmons,Horner-Wadsworth-Emmons,该法使用膦酸酯取代鏻该法使用膦酸酯取代鏻盐，制备膦酸酯盐，制备膦酸酯-碳负离子和醛的反应。优点：碳负离子和醛的反应。优点：活性高，副产物易处理活性高，副产物易处理P:OC2H5C2H5OOC2H5+BrCH2COOC2H5P:OC2H5C2H5OOC2H5

14、CH2COOC2H5-C2H5BrP:OC2H5C2H5OOCH2COOC2H5NaH-H2P:OC2H5C2H5OOCHCOOC2H5RCHOP ORHC2H5OOCHOC2H5OC2H5ORCOOEt+P:OC2H5C2H5OOONaP:OC2H5C2H5OOOOEt(1)NaH,THF(2)n-BuCHO,THFOOEt Horner-wittigHorner-wittig反应：使用膦氧化物代替鏻盐，用叔反应：使用膦氧化物代替鏻盐，用叔丁醇钾或叔丁醇锂去丁醇钾或叔丁醇锂去-质子，与醛、酮反应质子，与醛、酮反应OPPh2(1)n-BuLi(2)P-MeOC6H4CHOOMeHOPh2POK

15、OHDMSOOMeNH+NH+CrOOO-OCrOO-O(1)n-BuLi(2)RCO2MeOPPh2ORPDCNaBH4OPh2POHRNaHR JuliaJulia烯烃合成法：苯砜的烯烃合成法：苯砜的-碳负离子与醛、酮碳负离子与醛、酮反应合成烯烃的方法反应合成烯烃的方法Ph SOOCHR2n-BuLiPh SOOCR2RCORPh SOORRO-Li+RRAc2O-LiOAcPh SOORROAcRRNa-HgRRRRSNSO2RRCHOSNSO2RRLiOSNSRROLiOOSNSRROOOLiRR+SNOLi+SO2 PetersonPeterson反应：通过硅基稳定的反应：通过硅基稳

16、定的-碳负离子对碳负离子对醛、酮加成醛、酮加成-消除合成烯烃的方法消除合成烯烃的方法SiMe3COOMePhLi-PhHSiMe3COOMeLi+O+Li-OMe3SiCOOMe-Me3SiOLiCOOMe TebbeTebbe试剂：由双环戊二烯基二氯化钛与三甲基铝试剂：由双环戊二烯基二氯化钛与三甲基铝反应制备，反应的结果是亚甲基取代醛、酮、酯等反应制备，反应的结果是亚甲基取代醛、酮、酯等的氧的氧Cp2TiCl2 +AlMe3-HClCp2TiAlMe3ClCp2TiAlMe3Cl碱Cp2Ti=CH2R2COR2C=CH2OCOOMeCp2TiCH2tolueneCOOMeCp2TiCH2to

17、lueneOMeOCOOMeCp2TiCH2tolueneCOOMe 烯烃复分解反应：是近年来发展的最有用的一个烯烃复分解反应：是近年来发展的最有用的一个新反应，是两种烯烃在钼、钨、钌等卡宾型催化新反应，是两种烯烃在钼、钨、钌等卡宾型催化剂催化下，碳碳双键重组合成两个新的碳碳双键剂催化下，碳碳双键重组合成两个新的碳碳双键的方法的方法RHC CHR+RCH=CHRRCH=CHR +RCH=CHRRR+RR+CH2=CH2特点：反应副产物为烯烃，具备原子经济的反特点：反应副产物为烯烃，具备原子经济的反 应；应；在钌催化剂催化下，中性温和条件下进行，底物在钌催化剂催化下，中性温和条件下进行，底物适应性广适应性广OOO+CNcatalystCH2Cl2OOOCN