1、12 有机合成有机合成： 综合应用各类有机反应及其组合、有机合成综合应用各类有机反应及其组合、有机合成新方法、新技术、有机合成设计及策略以获新方法、新技术、有机合成设计及策略以获得目标产物的过程。得目标产物的过程。3 1856年，Perkin（帕金）合成了第一个人工染料苯胺紫 1889年，Hofmann（霍夫曼）合成了第一个合成药物乙酰水杨酸 1890年，Fisher（费歇尔）合成了糖类并确定了糖的相对构型。4 在迄今已知的2200多万种物质中，绝大多数为有机合成物。 化学的核心是合成化学5 有机反应是有机合成的基础，是实现官能有机反应是有机合成的基础，是实现官能团相互转化和形成碳碳键的根本手
2、段。团相互转化和形成碳碳键的根本手段。 从总体上看，有机合成涉及各种各样的单从总体上看，有机合成涉及各种各样的单元反应，磺化、硝化、卤化、氧化、还原、元反应，磺化、硝化、卤化、氧化、还原、氨解、烷基化、酰化、羟基化、酯化、缩氨解、烷基化、酰化、羟基化、酯化、缩合等。合等。6 有机化学家发现的反应已超过有机化学家发现的反应已超过30003000个，其个，其中广泛用于有机合成的有两百多个，人名中广泛用于有机合成的有两百多个，人名反应有反应有500500多种。多种。格利雅反应格利雅反应狄尔斯狄尔斯- -阿德尔反应阿德尔反应维悌希反应维悌希反应 碳碳碳键和碳碳键和碳杂键的形成或断裂以及官杂键的形成或断
3、裂以及官能团的引入、转换和除去。能团的引入、转换和除去。7 讨论内容：讨论内容：碳骨架的构建官能团的引入、转换与保护不对称合成8第六章第六章碳骨架的构建碳骨架的构建99p有机化合物的合成包括有机化合物的合成包括分子骨架的形成分子骨架的形成官能团的转换官能团的转换1.1.分子骨架的形成是有机合成的核心分子骨架的形成是有机合成的核心 官能团虽然决定化合物的性质，但它是附着在分子骨架上的，没有骨架，官能团也就没有归宿。102.2.在考虑分子骨架的形成时离不开官能团在考虑分子骨架的形成时离不开官能团 因为形成分子骨架的反应是在官能团上或是由于官能团的影响所产生的活化部位。11 例如：例如：CH2=CH
4、2 CH3CH2CH2CH2OH1213v有机分子骨架主要是由碳原子构成的有机分子骨架主要是由碳原子构成的v碳碳键的形成是建立分子骨架的基础碳碳键的形成是建立分子骨架的基础p本章主要讨论碳碳单键、碳碳不饱和键、本章主要讨论碳碳单键、碳碳不饱和键、碳环的形成碳环的形成本章讨论内容本章讨论内容14p1.1. 碳碳单键的形成碳碳单键的形成 碳链增长 碳链缩短p2.2. 碳碳重键的形成碳碳重键的形成 消除反应 偶联反应 加成反应 缩合反应15p3.3. 碳环的形成碳环的形成 环丙烷化反应 环加成反应 分子内缩合反应 分子内取代反应第一节第一节碳碳碳单键的形成碳单键的形成17u碳链增长碳链增长u碳链缩短
5、碳链缩短18p一、碳链增长的反应一、碳链增长的反应1. 偶联反应2. 加成反应3. 缩合反应4. 取代反应5. 还原反应19p1.1.偶联反应偶联反应 (1)(1)有机金属化合物与卤代烃的偶联有机金属化合物与卤代烃的偶联 (2)(2)芳卤的偶联芳卤的偶联( (UllmanUllman反应反应) ) (3)(3)三烷基硼烷的偶联三烷基硼烷的偶联 (4)(4)重氮化合物与芳烃的偶联重氮化合物与芳烃的偶联 (5)(5)羧酸盐的电解偶联羧酸盐的电解偶联（KolbeKolbe反应）反应）20(1)(1)有机金属化合物与卤代烃的有机金属化合物与卤代烃的偶联偶联21有机金属化合物有机金属化合物p有机金属化合
6、物：是金属原子和碳原子直接键合的有机化合物。p分子中的金属碳键是高度极化的，碳原子带部分负电荷，是一类活泼的亲核试剂。RM+ +- -+-22p有机金属化合物的反应性取决于所连接的金属：金属的正电性越大则该有机金属试剂越活泼。RM+ +- -R-K R-Na R-Li R-Mg R-Al R-Zn R-Cu R-Hg0.82 0.93 0.98 1.31 1.61 1.65 1.90 2.00金属的电负性离子型化合物极性共价键化合物23p有机镁试剂有机镁试剂p有机锂试剂有机锂试剂pWurtzWurtz反应、反应、WurtzWurtzFittingFitting反应反应p有机铜锂试剂有机铜锂试剂
7、p有机锡试剂（有机锡试剂（StilleStille反应）反应）p有机锌试剂（有机锌试剂（NegishiNegishi反应）反应）24p 有机镁试剂有机镁试剂RMgBr金属镁与有机卤化物在无水乙醚中反应制得金属镁与有机卤化物在无水乙醚中反应制得Mg + RXMg + RXRMgXRMgXEtEt2 2O O 有机镁试剂是人们非常熟悉的有机金属化合物，它易于制备和储存，活性适中，是有机合成中应用最为广泛的试剂之一。25RMgBr碳碳- -镁键是一个高度极化的键，碳是电负镁键是一个高度极化的键，碳是电负性的，性的，具有亲核性具有亲核性+-可发生加成、取代、可发生加成、取代、偶联反应偶联反应26格氏试
8、剂与卤代烃的偶联 反应通式：MgXXRRXRRXMgp格氏试剂与饱和卤代烃反应的产率不高；格氏试剂与饱和卤代烃反应的产率不高；与活泼卤代烃与活泼卤代烃（烯丙式卤代烃、碘代烃、（烯丙式卤代烃、碘代烃、叔卤代烃）叔卤代烃）反应的收率较好。反应的收率较好。27+ PhMgBrCNClCNPhMnCl2 , THF0 , 30minBrBr+ CH3MgClPd(PPh3)4Et2O , 回流回流CH3Br28（94%）CH3CH2CH2CH=CH2 + MgBr2H2C=CHCH2Br+ CH3CH2MgBr29OOMgBr+ IOOTHFOOOO（80%）30C6H5MgBr +ClClClC6H
9、5(88%)31 有机锂试剂有机锂试剂p与有机镁化合物有着相似的反应性能与有机镁化合物有着相似的反应性能 凡是有机镁化合物能够发生的反应，它都能发生。p有机锂试剂更活泼有机锂试剂更活泼 亲核性比格氏试剂强，大体积的烷基锂可与有很大空间位阻、活性较小的化合物发生亲核反应。LiC6H532p强亲核性p强碱性33RX + 2LiRX + 2LiR-LiR-Li + + LiXLiX干燥、无氧干燥、无氧乙醚、乙醚、00以下以下Ph-Br + CPh-Br + C4 4H H9 9LiLiPh-LiPh-Li + C + C4 4H H9 9BrBr34CH2Li+ BrCHCH3C2H5CH2CHCH
10、3C2H5有机锂化合物与卤代烃的反应比格氏试剂剧烈有机锂化合物与卤代烃的反应比格氏试剂剧烈35p是是 RXRX 在金属钠存在下起的反应在金属钠存在下起的反应 WurtzWurtz反应反应(乌兹反应)36RX + 2Na RNa + NaXRNa + RX RR + NaX强亲核试剂强亲核试剂碳链增长一倍碳链增长一倍p当两个烃基不同时，可生成三种不同的烷当两个烃基不同时，可生成三种不同的烷烃混合物，分离困难。烃混合物，分离困难。p不适合制备碳原子为单数的烃不适合制备碳原子为单数的烃37CHCH2 2I I2Na2Na-2NaI-2NaICHCH2 2CHCH2 238WurtzWurtzFitt
11、ingFitting反应反应ArX + 2Na ArNa + NaXArNa + RX ArR + NaX可得正烷基苯可得正烷基苯副产物为副产物为R-RR-R，但易分离，但易分离投料：投料：ArX、RX、Na(乌兹费蒂希反应)39Br+ + CHCH3 3(CH(CH2 2) )3 3BrBrCH2(CH2)2CH32Na2Na干醚干醚，2020（62627272）40有机铜锂试剂p有机铜化合物的优越性能有机铜化合物的优越性能 1.1.对各种基团反应的选择性对各种基团反应的选择性（一些活泼基团如羟基、羧基、酯基、氨基等都不与它反应） 2.2.较高的立体选择性较高的立体选择性（它能保持其自身或反
12、应物原有的构型）p有机铜化合物分为有机铜化合物分为 烃基铜、烃基铜配合物、二烃基铜锂二烃基铜锂RCuRCuLR2CuLi41p二烃基铜锂最常用二烃基铜锂最常用 有较好的溶解性、较高的活泼性和选择性,但有机铜锂热稳定性较差，通常原位制备，不必分离出来，并且无论制备还是使用，有机铜锂通常都需要在-20或更低的温度下进行反应。 R2CuLi2 RLi + CuXEt2OR2CuLi+ + LiX42RR + RCu + LiXR2CuLi + RX它与伯卤代烃作用可得到较高收率的烃它与伯卤代烃作用可得到较高收率的烃格氏试剂、有机锂试剂与卤代烃的偶联反应的产率往往较低格氏试剂、有机锂试剂与卤代烃的偶联
13、反应的产率往往较低43 二烃基铜锂试剂与烷基（伯、仲）、烯基和芳基溴（或碘）的偶联反应，收率良好，是有机金属试剂与烃基化试剂偶联的首选方法。+ + (CH(CH3 3) )2 2CuLiCuLiBrBrCHCH3 344(n-C4H9)2CuLi + ICH2(CH2)3CH3Et2OCH3(CH2)7CH3(CH3)2CuLi +OHFOHCH3n-C4H9Cu , LiI 未保护的羟基不受影响未保护的羟基不受影响45 未保护的羰基不受影响未保护的羰基不受影响CuLi + Br2OTHF0,5hO(65%)该类反应是合成含有功能基团的化合物的较好方法之一该类反应是合成含有功能基团的化合物的较
14、好方法之一46实例C=CHBrCH3H1)Li2)CuIP(OR)3双键构型保持不变双键构型保持不变2C=CHCuLiCH3H2n-C8H17BrC=CHCH3HC8H17-n47实例C=CCO2CH3BrC6H5H(CH3)2CuLi双键构型保持不变双键构型保持不变C=CHCH3C6H5CO2CH348有机锡试剂有机锡试剂SnClSnCl4 4 + 4+ 4 MeMgBrMeMgBrMeMe4 4SnSn +4MgBrCl +4MgBrCl49YBr+ Me4SnYMePdStilleStille反应反应Stille反应：反应：过渡金属钯催化的有机锡和卤代烃的交过渡金属钯催化的有机锡和卤代烃
15、的交叉偶联反应叉偶联反应50MeOSnBu3 + TfONO2PdCl2(PPh3)2LiCl, DMFMeONO2(48%)SnBu3+IOHPdCl2OHStille反应中从锡原子上转移基团的难易次序为：炔基炔基烯基烯基芳基芳基苄基苄基甲基甲基烷基。烷基。 51 有机锡试剂在空气中及其稳定，对水不敏感，反应选择性好，大多数官能团对反应没有影响，反应条件温和，目前已广泛用于碳碳键的形成。 需要指出的是，有机锡试剂毒性较大，在反应后生成的有机锡副产物，不但毒性大，而且往往难以去除。52有机锌试剂有机锌试剂CHCH3 3CHCH2 2I + I + Zn(CuZn(Cu) )CHCH3 3CHC
16、H2 2ZnI ZnI 2 2 C C6 6H H5 5LiLi + + ZnClZnCl2 2(C(C6 6H H5 5) )2 2Zn + 2LiClZn + 2LiCl有机锌试剂的反应活性比有机镁、有机锂试剂的低有机锌试剂的反应活性比有机镁、有机锂试剂的低53ZnCl+OMeNi0或或Pd0OMeINegishiNegishi( (根岸耦合根岸耦合) )反应反应54 亲核性低，可以制备含有多种官能团的有机锌化合物NHBocCOOBnZn,THF超声波,35ZnZnNHBocCOOBnO=Pd0O=NHBocCOOBn(56%)55（2 2）芳卤的偶联）芳卤的偶联( (UllmanUllm
17、an反应反应) )p芳卤与铜粉共热（芳卤与铜粉共热（100100），偶联生成对），偶联生成对称或不对称称或不对称二芳基化合物二芳基化合物p反应活性：反应活性：ArIArBrArCl56可能的反应历程可能的反应历程H3CI + CuCH3NH3CCu CH3NH3CCH3H3CIp芳环上有吸电子取代基存在时能促进反芳环上有吸电子取代基存在时能促进反应的进行，尤其以硝基、烷氧羰基在卤应的进行，尤其以硝基、烷氧羰基在卤素的邻位时影响最大。素的邻位时影响最大。 NO2ICuCuNO2O2N参见参见P17558p当用两种不同结构、不同活性的卤代芳当用两种不同结构、不同活性的卤代芳烃与铜粉混合加热时，理论
18、上可得到三烃与铜粉混合加热时，理论上可得到三种产物，实际上只得到其中一种。种产物，实际上只得到其中一种。参见参见P17559NO2I ClO2NO2NNO2O2NO2NCuCuP P17517560 铜偶联剂活性较低，反应需在较高的温度下进行，但铜偶联剂价格低廉，反应选择性较好。61（3）三烷基硼烷的偶联p三烷基硼烷用碱性硝酸银处理，则烷三烷基硼烷用碱性硝酸银处理，则烷基发生偶联，反应条件温和，是形成基发生偶联，反应条件温和，是形成碳碳键的有效方法。碳碳键的有效方法。B B2 2H H6 6 + R-CH=CH + R-CH=CH2 2RCHRCH2 2CHCH2 2BHBH2 2.(RCH(
19、RCH2 2CHCH2 2) )3 3B B62p提供了一种由烯烃合成饱和二聚体的方法提供了一种由烯烃合成饱和二聚体的方法CHCH3 3(CH(CH2 2) )3 3CH=CHCH=CH2 2 + + CHCH3 3(CH(CH2 2) )5 5 3 3B BCHCH3 3(CH(CH2 2) )5 5(CH(CH2 2) )5 5CHCH3 3AgNO3 , NaOHAgNO3 , NaOHNaBH4 , BF3正十二烷（正十二烷（70%）63混合型偶联CHCH3 3(CH(CH2 2) )3 3CH=CHCH=CH2 2B2H6BHCHCH3 3(CH(CH2 2) )5 5CHCH3 3
20、(CH(CH2 2) )3 3CH=CHCH=CH2 2AgNO3 , NaOH(CH(CH2 2) )5 5CHCH3 3（过量）（过量）(45%)(45%)64P176BrBrOMeOMe1.Mg1.Mg2.B2.B2 2H H6 6AgNOAgNO3 3OHOH- -OMeOMeOMeOMe65X=OH,OR,RY=Br,IC=CB BX X2 2H HH HR R+C=CY YH HH HRRPd(PPhPd(PPh3 3) )4 4C=CH HH HR RC=CH HH HRR66 Suzuki（铃木）反应：芳基或烯基硼化合物在钯催化剂作用下与芳基卤或烯基卤的交叉偶联反应。 连接芳基
21、芳基、芳基烯基、烯基烯基的重要方法。67（4 4）重氮化合物与芳烃的偶联）重氮化合物与芳烃的偶联p芳香重氮盐在芳香重氮盐在碱性条件碱性条件下与其它芳香族下与其它芳香族化合物偶联生成联苯或联苯衍生物化合物偶联生成联苯或联苯衍生物 ( (GombergGomberg-Bachmann -Bachmann 反应反应 ) )( (冈伯格冈伯格巴赫曼反应巴赫曼反应) )68p反应通式：反应通式：ArN2+X + ArH + NaOHArAr + N2 + NaX + H2O6970p分子内的重氮盐发生分子内偶联，是分子内的重氮盐发生分子内偶联，是合成多环化合物的良好方法。合成多环化合物的良好方法。N2+
22、Cl-O=KOAc , 25Freon 113 , 18-冠冠-6O=71pKolbe反应反应：脂肪酸脂肪酸钾盐或钠盐浓溶液电钾盐或钠盐浓溶液电解发生脱羧，两个烃基相互偶联生成烃类。解发生脱羧，两个烃基相互偶联生成烃类。(5)(5)羧酸盐的电解偶联羧酸盐的电解偶联(Kolbe反应反应)( (科尔伯反应科尔伯反应) )72 反应机理：反应机理：P177：自由基历程73pKolbeKolbe反应对于含有多于反应对于含有多于6 6个碳原子的直链羧个碳原子的直链羧酸盐而言，烷烃的产率一般较好。酸盐而言，烷烃的产率一般较好。p而含有而含有支链的酸、支链的酸、，不饱和酸以及不饱和酸以及芳香酸的反应较困难。
23、芳香酸的反应较困难。p在反应中，分子中含有碳碳双键、硝基、在反应中，分子中含有碳碳双键、硝基、酯基等基团可不受影响。酯基等基团可不受影响。742CH2CH3 3(CH(CH2 2) )1414COCO2 2H HMeONa,MeOHMeONa,MeOH电解电解CHCH3 3(CH(CH2 2) )2828CHCH3 3正三十烷正三十烷如果使用两种不同脂肪酸的盐进行电解，则得如果使用两种不同脂肪酸的盐进行电解，则得到混合物。到混合物。752.2.加成反应加成反应p(1) (1) 与氢氰酸的加成反应与氢氰酸的加成反应p(2) (2) 羰基化合物与有机金属化合物的反应羰基化合物与有机金属化合物的反应
24、p(3) (3) 环氧化合物与有机金属化合物的反应环氧化合物与有机金属化合物的反应76（1 1）与氢氰酸的加成反应）与氢氰酸的加成反应p不饱和烃不饱和烃p羰基化合物羰基化合物p环氧化合物环氧化合物77不饱和烃与氰化氢的加成不饱和烃与氰化氢的加成CHCH + HCN CHCHCH + HCN CH2 2=CHCN=CHCNCu2Cl2 , NH4Cl78羰基化合物与氰化氢的加成羰基化合物与氰化氢的加成p反应体系中加入碱性物质可加速反应的进行反应体系中加入碱性物质可加速反应的进行R RC CR R(H) + HCN (H) + HCN R RC CCNCNO=OHR(H)(H)亲核加成亲核加成-
25、-羟基腈羟基腈79- -羟基酸羟基酸80羰基化合物与氰化氢、氨的反应羰基化合物与氰化氢、氨的反应pStrecker 反应通式：反应通式：R RC CR R+ HCN + NH+ HCN + NH3 3O=NH2RR RC CCN + HCN + H2 2O O- -氨基腈氨基腈斯特雷克反应斯特雷克反应81p制备制备a-a-氨基酸的一个简便方法氨基酸的一个简便方法 a-氨基腈经水解生成a-氨基酸82环氧化合物与氰化氢的加成环氧化合物与氰化氢的加成CHCH2 2CHCH2 2O OHCNHCNHOHOCHCH2 2CHCH2 2CNCN3-3-羟基腈羟基腈C CH H2 2CHCHCHCH2 2C
26、lClO OHCN,NaCNHCN,NaCN4 4氯氯3-3-羟基丁腈羟基丁腈CHCH2 2CHCHC CH H2 2CNCNOHCl83（2 2）羰基化合物与有机金属化合物的）羰基化合物与有机金属化合物的反应反应p与金属炔化物的反应与金属炔化物的反应p与格利雅试剂的反应与格利雅试剂的反应pReformamkiiReformamkii反应反应84与金属炔化物的反应与金属炔化物的反应2HCHO + HC2HCHO + HCCHCH乙炔铜乙炔铜/ /硅胶硅胶9090 100100、0.5MPa0.5MPaHOHHOH2 2C-CC-CHC-CC-CH2 2OHOHH H2 2/Ni/NiHO(CH
27、HO(CH2 2) )4 4OHOHHCHCCNaCNaHCHCCLiCLi85与格氏试剂反应与格氏试剂反应p格氏试剂与醛、酮反应生成各种醇格氏试剂与醛、酮反应生成各种醇86p格氏试剂与酯反应主要制备叔醇格氏试剂与酯反应主要制备叔醇p格氏试剂与甲酸酯反应生成仲醇87p格氏试剂与酰氯反应先生成酮，酮再继续格氏试剂与酰氯反应先生成酮，酮再继续与格氏试剂反应，生成叔醇。与格氏试剂反应，生成叔醇。p若控制投料比，用一分子格氏试剂与酰氯若控制投料比，用一分子格氏试剂与酰氯在低温下反应，则反应可以停留在酮的阶在低温下反应，则反应可以停留在酮的阶段。段。CH3(CH2)5MgBr + CH3CH2CH2CO
28、ClCH3(CH2)5COCH2CH2CH3(CH3CH2CH2CH2CH2CH2)2C(OH)CH2CH2CH3CH3(CH2)5MgBr88p格氏试剂与原甲酸酯作用可制备醛格氏试剂与原甲酸酯作用可制备醛89 原酸：羧酸的羰基氧原子为两个羟基取代的化合物： 原酸酯：R-C-OHOHOHR-C-OEtOEtOEt参见参见P180反应式反应式90MgCl + HC(OC2H5)3H3CHC(OC2H5)2H3CCHOH3CH2O/H+91格氏试剂与格氏试剂与, ,- -不饱和羰基化合物的不饱和羰基化合物的反应反应RMgBr + C=CC=OC=CCROHRMgBr + C=CC=OC=CCROM
29、gXC-CCROMgXC-CHC=OR(1,2加成加成)(1,4加成加成)92p与与, ,- -不饱和醛的反应：进行不饱和醛的反应：进行1,21,2加成，生成不加成，生成不饱和醇饱和醇C2H5MgBr + CH3CH=CHCHOC2H5CHCH=CHCH3OH干醚干醚H3O+93p与与, ,- -不饱和酮的反应：取决于反应物的结构不饱和酮的反应：取决于反应物的结构C2H5MgBr + CH3CH=CHCOCH3干醚干醚H3O+干醚干醚H3O+C2H5CCH=CHCH3OHCH3CH3CH-CH2COCH3 +C2H5C2H5MgBr + C6H5CH=CHCOC(CH3)3C6H5CH-CH2
30、COC(CH3)3C2H5(75%)(25%)(100%)烃基空间位阻大烃基空间位阻大94p有机锂常用来与醛、酮或酯反应，以制有机锂常用来与醛、酮或酯反应，以制取不宜用格氏试剂来合成的醇。取不宜用格氏试剂来合成的醇。Ph-Ph-CH=CHCH=CH-C-Ph-C-PhO=O=PhLiH2OPh-Ph-CH=CHCH=CH-C-Ph-C-PhPhPhOHOH95 有机锂试剂可以直接与羧酸反应制备酮，而有机镁试剂则不能。 锂比镁价格贵，凡用有机镁试剂能很好完成的反应，不必用有机锂试剂。 96列福尔马茨基列福尔马茨基( (ReformamkiiReformamkii) )反应反应p醛或酮与醛或酮与-
31、 -卤代酸酯和锌在惰性溶剂中卤代酸酯和锌在惰性溶剂中反应反应, ,经水解后得到经水解后得到- -羟基酸或酯，或羟基酸或酯，或制备制备，不饱和酯。不饱和酯。 R-C=CHCOR-C=CHCO2 2EtEtR R -H-H2 2O O97p有机锌的亲核性弱一些，能选择性与醛、有机锌的亲核性弱一些，能选择性与醛、酮的羰基反应，不与酯反应。酮的羰基反应，不与酯反应。 98R-C=CHCOR-C=CHCO2 2EtEtR R H H2 2/Pd/PdR-CHCHR-CHCH2 2COCO2 2EtEtR R H H2 2O OLiAlHLiAlH4 4R-CHCHR-CHCH2 2COCO2 2H HR
32、 R R-CHCHR-CHCH2 2COClCOClR R R-CHCHR-CHCH2 2CHCH2 2OHOHR R R-CHR-CHCHCH2 2CHOCHOR R SOClSOCl2 2OOH H2 2/Pd/Pd99pReformamkii反应在有机合成上的意义在于它可使醛、酮的羰基碳上增加两个碳原子，是醛酮类化合物碳链增长的一种重要方法。PhPhC CH HO O + + BrCHBrCH2 2COOCCOOC2 2H H5 51)Zn2)H+/H2OPhPhC CH HCHCH2 2COOCCOOC2 2H H5 5O OH H100(3)(3)有机金属化合物与环氧化物的反应有机金
33、属化合物与环氧化物的反应p格氏试剂与环氧乙烷反应生成增加两个碳原子的格氏试剂与环氧乙烷反应生成增加两个碳原子的伯醇，与环氧丙烷反应生成增加三个碳原子的仲伯醇，与环氧丙烷反应生成增加三个碳原子的仲醇。醇。101p不对称环氧化合物与格氏试剂反应，进攻不对称环氧化合物与格氏试剂反应，进攻空间位阻较小碳原子，主要生成高取代醇。空间位阻较小碳原子，主要生成高取代醇。C C6 6H H5 5C C6 6H H5 5CHCHCHCH2 2CHCH3 3O OCHCH3 3MgIMgIOHOH102(CH3)2CuLi + H2CCHCH3OH3CCHCH2CH3OH1033.3.缩合反应缩合反应p凡是由两个
34、或多个有机化合物分子通过凡是由两个或多个有机化合物分子通过反应生成一个较大分子，或同一个分子反应生成一个较大分子，或同一个分子内的反应形成新的分子内的反应形成新的分子缩合反应缩合反应104p 羟醛缩合羟醛缩合p 曼尼希反应曼尼希反应p 克莱森酯缩合克莱森酯缩合105 羟醛缩合u含有活泼氢的醛或酮在碱或酸的催化剂作用下生成羟基醛羟基醛或羟羟基酮基酮的反应R-CHR-CH2 2-CHO-CHOR-CHR-CH2 2-C-CH-C-CH2 2-R-R O=106 CHCH3 3CHOCHO + + CHCH3 3CHOCHO CHCH3 3CHCHCHCH2 2CHOCHOOHOHOH催化剂催化剂
35、107反应历程CH3CH + OH CH2=CHO=H H2 2O OO=OCH2CHCH3CH +O=O=CH2CH108CH3CHCH2CHO=O+ +H H2 2O O- -OHOH- -CH3CHCH2CHO=OH109CH3CHCH2CHO=OHCH3CH=CHCHO=OHCH3CH=CHCH2110 CH3COCH3 + CH3COCH3OHOHCH3-C-CH2-C-CH3OHO=CH3p醛或酮的自身缩合可以使产物的碳原子数醛或酮的自身缩合可以使产物的碳原子数增长一倍，可制备高级醇。增长一倍，可制备高级醇。111a. 醛醛缩合u同分子醛的缩合同分子醛的缩合正丁醛自身缩合正丁醛自身
36、缩合u异分子醛的缩合异分子醛的缩合乙醛与丁醛缩合乙醛与丁醛缩合（产物（产物 ？种）？种）112pCannizzaro反应：反应：无无氢的醛在碱催氢的醛在碱催化剂的作用下发生歧化反应，生成羧酸和化剂的作用下发生歧化反应，生成羧酸和醇。醇。HCH + HCH HCOH + H3COHO=O=O=+ + OHOH113p甲醛与其它含有甲醛与其它含有氢的醛的交叉缩合氢的醛的交叉缩合 H HC CH H + H HC C C CH H HOHOCHCH2 2C CHCHCH3 3CHCH3 3O=O=O=CHCH3 3CHCH3 3+ + OHOH试写：丙烯醛的合成试写：丙烯醛的合成?114p芳醛与其它
37、含有芳醛与其它含有氢的脂醛缩合氢的脂醛缩合 “ ClaisenClaisenSchimidtSchimidt反应反应”ArArC CH + CHH + CH3 3C CH H ArArCHCHCHCH2 2C CH H ArArCH=CH=CHCHC CH HO=O=O=O=OH+ + OHOHH H2 2O O肉桂醛肉桂醛反式构型反式构型115b. 酮酮缩合p对称酮的自身缩合对称酮的自身缩合丙酮自身缩合丙酮自身缩合p不对称酮的交叉缩合不对称酮的交叉缩合丙酮甲乙酮丙酮甲乙酮p不对称酮的自身缩合不对称酮的自身缩合甲乙酮缩合甲乙酮缩合Ar- -C- -CH3 3CH3CH2- -C- -CH3O=
38、O=116CH3CCH3 + CH3CCH2CH3O=O=O=OHCH3+ + OHOH脱水、加氢脱水、加氢117c. 醛酮交叉缩合p醛酮均含醛酮均含氢：氢：产物复杂产物复杂p不含不含氢的醛与对称酮氢的醛与对称酮：产物均一产物均一118119羟醛缩合的区域选择性与化学选择性羟醛缩合的区域选择性与化学选择性 由于羟醛缩合首先是一分子醛/酮的烯醇或烯醇负离子作为亲核试剂对另一作为亲电试剂醛/酮的亲核加成，所以对于不同种分子的醛/酮间的交叉羟醛缩合就存在着化学选择性，即哪个组分作为亲电体，哪个组分发生烯醇化作为亲核体。120 醛-酮间的交叉羟醛缩合，醛比酮活泼，因而醛提供羰基，酮提供氢进行缩合。 非
39、对称酮参与的交叉羟醛缩合：在酸性催化条件下一般得到热力学稳定产物（形成较多取代的热力学稳定的烯醇），而在碱性催化、非质子溶剂、低温条件下，则生成动力学控制产物（形成取代较少的烯醇负离子）。121122氨甲基化氨甲基化（MannichMannich）反应反应pMannich缩合：缩合：醛与含有活泼氢的化合物及醛与含有活泼氢的化合物及氨、伯胺或仲胺同时进行缩合，活泼氢被氨、伯胺或仲胺同时进行缩合，活泼氢被氨甲基或取代氨甲基所取代的反应氨甲基或取代氨甲基所取代的反应。 R R H H + HCHO + R + HCHO + R2 2NH RNH R CHCH2 2NRNR2 2 + H + H2 2
40、O O( (曼尼希碱曼尼希碱) )123a.a.含有活泼氢的化合物含有活泼氢的化合物p醛、酮、酸、酯、腈、硝基烷烃、端炔烃醛、酮、酸、酯、腈、硝基烷烃、端炔烃以及酚羟基邻对位的活泼氢以及酚羟基邻对位的活泼氢b.b.氨、伯胺或仲胺氨、伯胺或仲胺p常用碱性较强的脂肪仲胺，芳香胺的碱性常用碱性较强的脂肪仲胺，芳香胺的碱性较弱，较难进行曼尼希反应。较弱，较难进行曼尼希反应。124c.c.醛醛p除了采用甲醛或三聚甲醛，其它活性大的除了采用甲醛或三聚甲醛，其它活性大的脂肪醛、芳香醛如乙醛、丁醛、糠醛、苯脂肪醛、芳香醛如乙醛、丁醛、糠醛、苯甲醛等也可使用。甲醛等也可使用。125反应历程反应历程HCHO +
41、R2NHCH2NR2OHH+-H2OCH2=NR2+CH3-C-CH3O=- H+CH3-C-CH2- CH2NR2(亲核性亲核性)O=N-羟甲基加成物羟甲基加成物亚甲胺正离子亚甲胺正离子126含有两种含有两种-H-H不对称酮的曼尼希反应主要发不对称酮的曼尼希反应主要发生在取代较多的生在取代较多的- -C上上O=CH3HCHO +(CH3)2NHH+O=CH3CH2N(CH3)2127p对于对于, ,- -不饱和酮的不饱和酮的MannichMannich反应发生在反应发生在饱和的饱和的-C-C上。上。CH=CHCOCH3 + HCHO + HN OC2H5OH/HClCH=CHCOCH2CH2
42、N O128pMannich反应条件比较温和，应用较广。反应条件比较温和，应用较广。p例如抗疟药例如抗疟药常咯啉的合成：常咯啉的合成：NNNHOHHCHONHNNNHOHCH2CH2NN四氢吡咯129pMannich碱通常是一个不太稳定的体系，碱通常是一个不太稳定的体系，它可以发生各种化学反应。利用这些反应，它可以发生各种化学反应。利用这些反应，可以合成很多有价值的新的化合物。可以合成很多有价值的新的化合物。130p曼尼希碱受热易分解放出氨或胺曼尼希碱受热易分解放出氨或胺R R-C-CH-CH-C-CH-CH2 2N(CHN(CH3 3) )2 2O=O=R R-(CH-(CH3 3) )2
43、2NHNHR R-C-C=CH-C-C=CH2 2O=O=R R+ + H H2 2NiNiR R-C-CH-CH-C-CH-CH3 3O=O=R R比原先反应物比原先反应物多一个碳原子多一个碳原子曼尼希碱的曼尼希碱的- -消除消除131p总结：Mannich反应不仅可以制备Mannich碱（碳-胺甲基化合物）、,不饱和羰基化合物、比反应物多一个碳原子的同系物。pMannich反应在有机合成上是非常有用的132p制取其它反应难以得到的产物制取其它反应难以得到的产物OHOH(CH(CH3 3) )2 2NHNHHCHOHCHOOHOHCHCH2 2NH(CHNH(CH3 3) )2 2OHOHC
44、HCH3 3+ + H H2 2NiNi133酯的Claisen缩合p含有含有H H的酯在碱性催化剂的作用下的酯在碱性催化剂的作用下发生缩合反应，失去一分子醇，得到发生缩合反应，失去一分子醇，得到酮酸酯的反应。酮酸酯的反应。CCCORO=O=134CH3CCH2COC2H5 + C2H5OHO=O=O=O=OC2H5C2H5ONa135反应历程O=C2H5O-C2H5OHO=O=O-CH3CCH2COC2H5 + C2H5O-O=O=136p如果酯的如果酯的碳上只有一个氢原子，碳上只有一个氢原子，由于酸性太弱，用乙醇钠难于形成负由于酸性太弱，用乙醇钠难于形成负离子，需要用较强的碱（离子，需要用
45、较强的碱（NaHNaH、NaNHNaNH2 2）才能把酯变为负离子。才能把酯变为负离子。137p两种含两种含H的不同酯也能发生酯缩合，的不同酯也能发生酯缩合，理论上可得到四种不同的产物，在制备上理论上可得到四种不同的产物，在制备上没有太大的意义。没有太大的意义。p交叉酯缩合，若其中一酯分子既无交叉酯缩合，若其中一酯分子既无H，而且烷氧羰基又比较活泼，则只生成一种而且烷氧羰基又比较活泼，则只生成一种产物。产物。甲酸乙酯、苯甲酸乙酯、乙二酸二乙酯甲酸乙酯、苯甲酸乙酯、乙二酸二乙酯138RCCOOH + H2SO4(稀) RCHO +CO2 脱羧脱羧O=RCCOOH + H2SO4(浓) RCOOH
46、 +CO 脱羰脱羰O=139酯酯- -酮缩合酮缩合 酮的氢一般比酯的氢活泼，在碱性催化剂的作用下，酮易形成碳负离子进攻酯的羰基，经缩合反应生成二酮类化合物。 必须注意的是，对于酯-酮的交叉缩合，若在碱性催化剂的作用下，酮比酯更易形成负碳离子，则产物中会混有酮自身缩合的产物；若酯比酮更易形成负碳离子，则产物中会混有酯自身缩合的产物。只有不含氢的酯与酮的缩合，产物的收率才比较高。1401414. 取代反应p碳原子上的氢烃基化是增长碳链重碳原子上的氢烃基化是增长碳链重要的方法要的方法 活泼亚甲基化合物的烃基化活泼亚甲基化合物的烃基化 FriedelFriedel-Crafts-Crafts反应反应1
47、42活泼亚甲基化合物的烃基化p活泼亚甲基化合物：活泼亚甲基化合物： 当一个饱和碳原子上连有硝基、羰基、氰当一个饱和碳原子上连有硝基、羰基、氰基、酯基、苯基等吸电子基时，这个碳上的氢基、酯基、苯基等吸电子基时，这个碳上的氢原子就具有一定的酸性，或者说这个碳原子被原子就具有一定的酸性，或者说这个碳原子被活化。活化。p一个碳上连有两个吸电子基团时，这个碳一个碳上连有两个吸电子基团时，这个碳上的氢就更活泼，表现出更大的酸性。上的氢就更活泼，表现出更大的酸性。143CHCH3 3-CH-Br-CH-BrCHCH3 3+ + CHCH2 2COOCCOOC2 2H H5 5COOCCOOC2 2H H5
48、5NaORNaORCHCH3 3-CH-CH- -CHCHCOOCCOOC2 2H H5 5COOCCOOC2 2H H5 5CHCH3 3亲核取代反应亲核取代反应144O=Na,苯O=145 F-C烷基化反应p芳烃与卤代烃、醇类或烯类化合物在芳烃与卤代烃、醇类或烯类化合物在LewisLewis催化剂等催化剂等( (如如AlClAlCl3 3，FeClFeCl3 3, H, H2 2SOSO4 4, , H H3 3POPO4 4, BF, BF3 3, , HF) HF)存在下，发生芳环的烷存在下，发生芳环的烷基化反应。基化反应。146为连串反应，芳环上可引入多个烃基为连串反应，芳环上可引入
49、多个烃基147 F-C酰基化反应p芳烃与酰基化试剂如酰卤、酸酐、羧酸、芳烃与酰基化试剂如酰卤、酸酐、羧酸、烯酮等在烯酮等在LewisLewis酸酸( (通常用无水三氯化铝通常用无水三氯化铝) )催化下发生酰基化反应，得到芳香酮。催化下发生酰基化反应，得到芳香酮。148芳环上引入一个酰基后活性下降芳环上引入一个酰基后活性下降1495. 还原反应p 羰基的亚甲基化羰基的亚甲基化p 羰基化合物的双分子还原羰基化合物的双分子还原150 羰基的亚甲基化p醛类或酮类分子中的羰基被锌汞齐和浓醛类或酮类分子中的羰基被锌汞齐和浓盐酸还原为亚甲基盐酸还原为亚甲基ClemmensenClemmensen反应反应15
50、1此法只适用于对酸稳定的化合物此法只适用于对酸稳定的化合物152p用于合成高分子量的烷烃、芳烃以及芳用于合成高分子量的烷烃、芳烃以及芳羧酸、多环化合物。羧酸、多环化合物。CHCH2 2-C-CCHCH2 2-C-CO O+C-CHC-CH2 2CHCH2 2-COOH-COOHO=O=O=O=O=OZn-HgZn-HgHClHClCHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2-COOH-COOHSOClSOCl2 2153CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2-COCl-COCl分子内酰化分子内酰化=O=OZn-HgZn-HgHClHCl154p对碱稳定而对酸不稳定化合物，用Wolff-Kis
