高等有機(jī)化學(xué)第五部分現(xiàn)代有機(jī)合成5-3碳碳鍵的形成.ppt

1、1,5-3 碳-碳鍵的形成(Formation of carbon-carbon bonds ),5-3-1 碳-碳單鍵的形成 5-3-2 碳-碳雙鍵的形成 5-3-3 Diels-Alder反應(yīng),碳-碳鍵的形成在有機(jī)合成中的重要性是不言而喻的。,2,5-3-1 碳-碳單鍵的形成,一、活潑亞甲基的烷基化（pKa16，可以用RONa） 反應(yīng)有時(shí)很難控制在一取代上，但可以到二取代上反應(yīng)來合成一些化合物。,主要是負(fù)碳離子對羰基的加成，親核取代。,3,二、1，3-二羰基化合物的-烷基化,在利用1，3-二羰基化合物進(jìn)行合成時(shí)，有時(shí)反應(yīng)發(fā)生在“外側(cè)”的甲基或亞個(gè)基上，這通常是副反應(yīng)。但如果創(chuàng)造條件則可以將

2、其用來選擇性地合成一些化合物，辦法之一就是使用較強(qiáng)的堿來產(chǎn)生雙負(fù)離子。,4,diplodialid A的合成中使用了兩次該方法：,5,三、酮的烷基化（-H酸性 pka 20-25）,反應(yīng)的缺點(diǎn)單烷基化有時(shí)困難,6,第二個(gè)困難是很難控制羰基兩側(cè)的兩個(gè)CH2哪個(gè)反應(yīng),解決的辦法可以是引入活化基團(tuán)到需烷基化的位置或引入一基團(tuán)占據(jù)不需烷基化的位置，最后除去它們。,7,控制單烷基化：,8,定位法：,9,四、烯胺烷基化：,優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)不用堿避免了醛或酮的自縮合；反應(yīng)區(qū)域選擇性比酮高（取代少的碳產(chǎn)物優(yōu)勢）,10,11,該反應(yīng)還被用于不對稱合成：,12,烯胺的共軛加成,13,五、羥醛縮合反應(yīng)：,羥醛縮合反應(yīng)指

3、一種醛與另一種醛（或酮）之間的縮合生成-羥基的羰基化合物。反應(yīng)在合成上應(yīng)用時(shí)有兩個(gè)困難，一是反應(yīng)得到各種自縮合和交叉縮合產(chǎn)物。而且是蘇式和赤式都有。,14,目前已經(jīng)發(fā)展出了許多定向羥醛縮合反應(yīng)，這些方法大多數(shù)是將組份之一預(yù)先生成烯醇鹽或烯醇醚，然后開始向另一組份反應(yīng)。 例如：,15,烯醇鋰和硼的應(yīng)用為廣泛，主要是它們的反應(yīng)具有較高的非對映選擇性。,例如：,16,六、烯丙基取代反應(yīng)：,17,分子內(nèi)反應(yīng)也很容易進(jìn)行,烯丙基醋酸酯是應(yīng)用最多的一類化合物,18,七、烷基酮鋰試劑,應(yīng)用：,制備：,19,烯基銅鋰試劑完全保留了烯烴鹵化物的構(gòu)型，因而在烯烴的立體選擇性合成中被廣泛應(yīng)用。,應(yīng)用,20,銅鋰試劑

4、還是環(huán)氧的良好開環(huán)試劑,開環(huán),21,銅鋰試劑有較好的共軛加成選擇性，而對孤立的羰基在相同條件下不發(fā)生反應(yīng)。（格式試劑和鋰試劑主要是1，2加成）,選擇性,22,銅鋰試劑也可以用鋰試劑（或格式試劑）的加成反應(yīng)中加入催化量的銅（I）來實(shí)現(xiàn)。如：,23,八、鎳催化的偶聯(lián)反應(yīng),24,但有時(shí)也有R-R和RR生成受到啟發(fā)，發(fā)展起了鎳催化的鹵化物偶聯(lián)反應(yīng)。,25,5-3-2 碳-碳雙鍵的形成,C=C形成在合成上具有重要意義不僅是許多有機(jī)化合物含雙鍵。還因?yàn)樯傻碾p鍵經(jīng)氧化或還原可能是合成C-C鍵的更方便路線，尤其是在C-C鍵的立體選擇性合成方面。,26,一、消除反應(yīng)制C=C,通常是生成多取代的烯烴（Saytz

5、eff 規(guī)則），但季銨鹽和锍鹽則生成少取代的烯烴（Hofmann規(guī)則）。當(dāng)有可能形成共軛雙鍵時(shí)共軛雙鍵優(yōu)先。,-消除（離子型）：,27,-消除中，順反機(jī)理都有。,熱消除， 順式機(jī)理：,28,如：,29,酯的熱消除溫度要求太高是其缺點(diǎn)，有些烯烴產(chǎn)物不穩(wěn)定。而氧化胺（Cope反應(yīng)）和磺原酸酯的消除溫度要低得多，合成上應(yīng)用較多（Chugaev反應(yīng)）,磺原酸酯的消除,30,與氧化氮類似，亞砜化合物也容易發(fā)生熱消除，反應(yīng)也是順式機(jī)理。如：,亞砜,31,由于亞砜容易由硫醚氧化得來，所以我們可以在分子中引入S原子（通常是羰基的位）然后氧化成亞砜，再由亞砜消除制得雙鍵。如：,硫醚、亞砜、消除,32,如果硒亞砜

6、, 所得到的結(jié)果更好，因?yàn)榉磻?yīng)可以在室溫下進(jìn)行，所以在有機(jī)合成應(yīng)用很廣。如：,硒亞砜,33,三、Wittig反應(yīng),最大的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的雙鍵位置確定，反應(yīng)條件溫和。,34,例如：,這種胡蘿卜素類似的多不飽和化合物用其它方法難以合成。,35,三烷基膦生產(chǎn)的葉立德由于太穩(wěn)定，尤其是Ph3P=CCO2R等。反應(yīng)非常慢。如果用亞磷酸則反應(yīng)要快的多。（Wadsworth-Emmous反應(yīng)）如：,Wadsworth-Emmous反應(yīng),36,這反應(yīng)被用于大環(huán)內(nèi)酯型的天然抗生素合成。如：,-不飽和的酮可以用-酮基膦酸酯制備。,-酮基膦酸酯,37,Wittig反應(yīng)的立體化學(xué)控制不好。常得到cis和trans烯烴的混

7、合物。而Wadsworth-Emmous反應(yīng)也類似。立體化學(xué)有時(shí)只有靠反應(yīng)條件來控制。如體系中加入鹽或改變?nèi)軇┑臉O性。,立體化學(xué),38,Horner-Wittig反應(yīng)（Wittig反應(yīng)變種）用氧膦代替膦和亞磷酸酯。如：,Horner-Wittig反應(yīng),39,反應(yīng)的立體選擇性較高。該法的應(yīng)用日益增多。如地中海果蠅的一種信息素的一個(gè)組份即用該法制得。,立體選擇性,40,硅試劑的Wittig反應(yīng),（或硅葉立德反應(yīng)）如：,41,硫葉立德的反應(yīng),42,砷葉立德的反應(yīng),以上這三類葉立德都是為了解決膦葉立德的活性不夠的問題和立體選擇性問題。,(黃耀曾教授的工作，反應(yīng)是現(xiàn)場生成活潑葉立德。),43,四、由炔烴氫化制備C=C,我們在官能團(tuán)轉(zhuǎn)化一節(jié)里已經(jīng)介紹過從CC氫化可以制C=C。 順式： 順式：,44,CC氫化,反式： 反式：,45,由炔鍵的加成反應(yīng)制C=C,順式加成： 順式加成：,46,順式加成：,47,5-3-3 Diels-Alder反應(yīng),親雙烯體上的吸電子取代基越多，活性越大，反應(yīng)易進(jìn)行；雙烯體是越富電子越易進(jìn)行。,48,特點(diǎn)：,反應(yīng)一步生成兩個(gè)碳-碳鍵；雜原子親雙烯體也能進(jìn)行Diels-Alder反應(yīng)。,49,舉例：,例2：,例1:,50,Lewis酸可以催化Diels-Alder反應(yīng)