第十三章 羰基化合物的親核加成和取代反應(yīng)12-03-01

1、ORHORRan aldehydea ketoneORY一、羰基的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)特性一、羰基的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)特性C OC OENuNuE C OH2NYC NYC OPh3PC CR1R2CR1R2C OYNuC ONu+Y烷基給電子作用烷基給電子作用空間位阻影響空間位阻影響酰鹵酰鹵 酸酐酸酐 醛醛 酮酮 羧酸羧酸 酯酯 酰胺酰胺取決于與羰基相連的基團(tuán)的電子效應(yīng)取決于與羰基相連的基團(tuán)的電子效應(yīng)RCXRCOCRRCOHRCORRCNOOOOOORR酰鹵酸酐羧酸酯酰胺二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成OONuOENuNuE Nu快慢OOHOHOHNuOHNuHHNu

2、H慢快-H快l 堿性條件下堿性條件下l 酸性條件下酸性條件下+二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成LMSORNuELMSOENuRLMSOERNu+主要產(chǎn)物次要產(chǎn)物酸堿催化酸堿催化, 加快反應(yīng)達(dá)到平衡加快反應(yīng)達(dá)到平衡, 但不會影響平衡移動。但不會影響平衡移動。Cl3CHO+H2OOHCl3CHOHIR中無中無C=O吸收峰吸收峰羰基連有吸電子基團(tuán)羰基連有吸電子基團(tuán)的容易形成水合物的容易形成水合物二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成半縮醛半縮醛半縮酮半縮酮縮醛縮醛縮酮縮酮二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成酸性條件酸性條件堿性條件堿性條件中性條件中性條件二、羰基

3、的親核加成二、羰基的親核加成位阻影響活性位阻影響活性)RH(R)O+ NaHSO3RONaH(R)SO3HROHH(R)SO3NaROHH(R)SO3NaRH(R)O+NaHSO3HClNa2CO3NaCl + SO2+ H2ONa2SO3+ CO2+ H2OC NZ + H2OHC O + H3NZ表表13-1 氨基衍生物與醛酮加成反應(yīng)氨基衍生物與醛酮加成反應(yīng)C NRC NOHC NNH2C NNHC6H5C NNHCONH2C ONHR2CONHR2COHNHR2CCNR2COHNR2COH2NR2CCNR2an enamineneutral tetrahedral intermediat

4、eH-H-H2OHH-HH-H+思考題：思考題：寫出寫出2-甲基環(huán)己酮與仲胺反應(yīng)的產(chǎn)物甲基環(huán)己酮與仲胺反應(yīng)的產(chǎn)物醛酮可以通過烯胺進(jìn)行醛酮可以通過烯胺進(jìn)行-烷基化和烷基化和-酰基化反應(yīng)，合?；磻?yīng)，合成上應(yīng)用廣泛（見第十四章）成上應(yīng)用廣泛（見第十四章）C OCOCN+CNHCNCOHCN+CN -羥基腈cyanohydrinCOHCN -羥基腈H ,H2OH2PtCOHCOOHCOHCH2NH2 -羥基酸 -氨基醇 COHCO + HC CRNaNH2H2OCRCH3COCH3-C CHKOH一縮二乙二醇二甲醚(H3C)2COHC CH+H2Lindlar cat(H3C)2C CHOHAl2

5、O3H2CC CHCH3CH2CH2-H2OOR MgBrOMgBrRH2OOHRYOR MgBrOMgBrYR-YMgBrROR MgBrH2OOHRR其中：Y=X or ORl 格氏試劑的應(yīng)用格氏試劑的應(yīng)用-由羧酸衍生物合成醇由羧酸衍生物合成醇l 格氏試劑的應(yīng)用格氏試劑的應(yīng)用-其他其他C NRMgBrNMgBrRH2OORR MgXR LiRCOORCOROHRCOCl1.CO22.H2O1.1.RCHO1.RCOROR COOHR CH2OHR CH2CH2OHR CRR CRR CHR CRR CHROHOHROOO羧酸1醇1醇2醇3醇醛酮酮RMgXRMgXRMgXRCHOHRR CR

6、 COHRROHRR3醇3醇2醇2.H3O2.H3O2.H3O2.H3O1.HCHO1. RCN2.H3OR CRO低溫和空間位阻作用以及使低溫和空間位阻作用以及使用不活潑的金屬試劑可能將用不活潑的金屬試劑可能將反應(yīng)控制在酮的階段反應(yīng)控制在酮的階段l 格氏試劑的應(yīng)用格氏試劑的應(yīng)用-由醛酮合成各級由醛酮合成各級醇醇二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成Ylide 試劑是一類化合物，其中兩個相鄰原子具有試劑是一類化合物，其中兩個相鄰原子具有完整的八隅體電子構(gòu)型，而這兩個原子卻分別帶完整的八隅體電子構(gòu)型，而這兩個原子卻分別帶有不同的電荷，典型的有不同的電荷，典型的ylide 試劑有磷試劑有磷ylide

7、試劑試劑（ phosphonium ylide）：）：二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成三苯基氧磷三苯基氧磷雙鍵的形成位置是確定的，（與雙鍵的形成位置是確定的，（與E2反應(yīng)不同）反應(yīng)不同） 具有一定的立體選擇性具有一定的立體選擇性PPh3HC+OCH32589%HH唯一產(chǎn)物NO2CHOOCH3O2N順反烯烴的生成受條件和順反烯烴的生成受條件和Ylide試劑的結(jié)構(gòu)、活性等影響很大試劑的結(jié)構(gòu)、活性等影響很大氧磷四員環(huán)中間體氧磷四員環(huán)中間體The use of Wittig reaction in industry -胡蘿卜素胡蘿卜素羰基親核加成小結(jié)羰基親核加成小結(jié)2. 含含O, S親核試劑親核試

8、劑4. 含含C親核試劑親核試劑 - C-C鍵的形成鍵的形成(4) Ylide試劑試劑(3) 有機(jī)金屬試劑有機(jī)金屬試劑(2) CCR(1) CN3. 含含N親核試劑親核試劑(1) RNH2 and NH2Z包括包括H2O, ROH, RSH 和和NaHSO31. 概述概述 - 結(jié)構(gòu)、機(jī)理、反應(yīng)活性、立體化學(xué)結(jié)構(gòu)、機(jī)理、反應(yīng)活性、立體化學(xué)(2) R2NH羰基的保護(hù)羰基的保護(hù)醛酮的分離純化醛酮的分離純化亞胺及其衍生物的形成亞胺及其衍生物的形成烯胺的形成烯胺的形成-羥基腈、羥基腈、-羥基酸和羥基酸和-氨基醇氨基醇炔醇炔醇C=C各級醇、醛酮各級醇、醛酮OCH3ONHCH3OBrOA.B.C.A. CH3

9、CH2COClB. CH3CH2COOCH3C. CH3CH2CHOD. CH3CH2COCH3B. CH3CH2CNC. CH3CH2CH=CH2D. CH3CH2COCH3A. CH3CH2NO2H3C COOH3C COOH3C COOH3C COO CH3NO2OCH3a.b.c.d.HOHOHOHO CH3NO2OCH3a.b.c.d.pKa 1015.5OOOO CH3NO2OCH3a.b.c.d.basicity increasing, the reactivity decreasingA.B.C.D.t-BuMgBrn-BuLi(n-Bu)2CuLiOA.B.C.D.E.ONH

10、2OHHCNCH3OHNaHSO312344C CNuCHOirreversible1,4-additionC CC O+ NuHreversible1,2-additionC CC OHNuwhen Nu is a weak baseirreversible1,2-additionwhen Nu is a strong baseC CC OHNumajorminormajor(1) 親核試劑的堿性親核試劑的堿性(1) 親核試劑的堿性親核試劑的堿性O(shè)CN+HClCNOCH3SHCH CHCHOCHSCH3CH2CHOCH CH C COCH CH2C CO1.EtMgBr1,4-加成100%C

11、H3CH3CH3EtCH3CH3CH32.H3OCH CH COCH CH2CO1,4-加成 92%1.MgBr2.H3O二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成二、羰基的親核加成CH CH C CH3OCH CH C CH32.H3O1.MgBrCH CH2CO1,4-加成12%1,2-加成80%+CH3OHRYOORYNuRNuO+YNuRYORYOHOHRYNuHHNuHOHRYNuOHRYHNu-YHRNuOHRNuO-H-H+H三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)堿性條件堿性條件酸性條件酸性條件強(qiáng)堿容易取代弱堿強(qiáng)堿容易取代弱堿三、羧酸及其衍生

12、物的親核取代反應(yīng)三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)強(qiáng)堿容易取代弱堿強(qiáng)堿容易取代弱堿高活性的羧酸衍生物可以轉(zhuǎn)變成低活性的高活性的羧酸衍生物可以轉(zhuǎn)變成低活性的三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)2. Reaction activityR COOHH2OH2O(RCO)2ORCOClRCONHRR CNRCOORH or OH H or OHHor OHH2O, H2O, H2O,三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)RCOOR orRCONRR(RCO)2ORCONH2NRCRCOORRCOOHRCOClH+RCOOHRCOCl+ HCl+SO2

13、RCOCl+1/3H3PO3RCOCl+POCl3+ HClbp107SOCl2(bp79)1/3PCl3(bp75)PCl5(bp166)CORCl+CORONaCORO CORCOROHP2O5ROROO2 P2O5OOOOOOHOHCRXOR COCROOCROHOCROROCRNR2O-OCROROHRNH2H2OROHRNH2H2OROH,H+RNH2RNH2H2OH2O*SOCl21.CH2CH3CH-CH3ClEt2OMg1) CH2=CH-CHO2) H3O+hvCl2MgClHOHO2.CH( CH3 ) 3C-C+ONaNH2OHCCHHC ( CH 3 ) 3OHC C

14、C(CH3)3Na, NH3(l)3.CHOCH2OHCOOH+4.CH3CH3OOHOCH3OHOCH3OClCH3Ocon. OH-OOOAlCl3,Zn-HgHClSOCl2AlCl3從CH3COCH2Br 合成 CH3COCH2CH2CH2OHCH3COCH2BrCH3COCH2CH2CH2OHanhydrous HClHOCH2CH2OHOOBrMg, Et2O(1)O(2)H2O, H+OCH3COCH2MgBrOHPhPhOCH3OOCH3O+(1) 2mol PhMgBr(2) H+, H2OOHPhPhOCH3OOCH3O+COOHClClOClCl2hv-CNCNAlCl3ClOZn-HgHClH2OTMClClOClH3COH3COHNOOC