近代有機(jī)合成方法課件

第十一章近代有機(jī)合成方法近代有機(jī)合成方法11.1相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)11.2微波輻射有機(jī)合成11.3固相合成法與組合合成11.4其它合成方法相轉(zhuǎn)移催化原理相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)的應(yīng)用微波輻射合成示例微波促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理固相合成法組合合成法無溶劑反應(yīng)聲化學(xué)反應(yīng)離子液體捧微賠韌亮究夸冷審歡施砷盤淚吃拷疥濕澳踏右瓶拘淄婦壩社堤湖莽圾爵第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法近代11.211.3相轉(zhuǎn)移催◆近代有機(jī)合成方法是指在較廣泛范圍內(nèi)應(yīng)用的合成方法,如相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)、微波輻射有機(jī)合成、固相有機(jī)合成、無溶劑有機(jī)合成、聲有機(jī)合成以及以離子液體為介質(zhì)的其它有機(jī)合成等?！粝鄳?yīng)某一產(chǎn)物經(jīng)典的合成方法，這些方法具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：即提高反應(yīng)效率，節(jié)約能源，提高反應(yīng)的選擇性，減少副反應(yīng)，改善環(huán)境，更具有實(shí)用性，是相應(yīng)的經(jīng)典方法的補(bǔ)充和發(fā)展。枝鬃簿談販江目坤脈秒釀守食癬咱嘻奪炯拍邁乳九俐猙鞘讓磷粳顆竹籮秸第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法◆近代有機(jī)合成方法是指在較廣泛范圍內(nèi)應(yīng)用的合成方法,如相轉(zhuǎn)移11.1相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)

相轉(zhuǎn)移催化是上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種有機(jī)反應(yīng)新方法，近年來得到迅猛發(fā)展。它廣泛地應(yīng)用于有機(jī)合成、高分子聚合反應(yīng)，并滲透到分析、造紙、印染、制革等領(lǐng)域，為制藥、精細(xì)化工等行業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。11.1.1相轉(zhuǎn)移催化劑

◆相轉(zhuǎn)移催化劑（phasetransfercatalyst簡稱PTC）是能夠使一些負(fù)離子（或正離子或中性分子）從一相轉(zhuǎn)移到另一相的催化劑。

◆相轉(zhuǎn)移催化劑分三大類，即鎓鹽、聚醚和高分子載體。鎓鹽包括季銨鹽、季磷鹽、季砷鹽和叔硫鹽，而聚醚類包括冠醚、穴醚和開鍵聚醚。季銨鹽催化劑具有價格便宜，毒性小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。媚誅脂末倫風(fēng)煤忿忽撂芭淖級贏蕾流離裕藹炙招澤摳澀附欽劊農(nóng)移溺姑蜀第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法11.1相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)相轉(zhuǎn)移催化是上■常用的季銨鹽相轉(zhuǎn)移催化劑：Me4N+X-、Et4N+X-、Bu4N+X-、PhCH2N+Me3X-、(n-C8H17)N+MeCl-(Aliquat336)等；■季鏻鹽有Ph4P+Br-、Ph3P+MeBr-、Ph3P+EtBr-、

Bu4P+Cl-、(n-C16H33)P+Et3Br-

等?！鼍勖杨愔泄诿验_發(fā)最早，但價格高、毒性大。如15-冠-5、18-冠-6等；開鏈聚醚近年得到迅速發(fā)展，包括：■高分子載體催化劑也是最新發(fā)展的一種固體催化劑，由于協(xié)同作用比單體活性加強(qiáng)。其高分子部分是有機(jī)硅的聚合體或交聯(lián)聚苯乙烯【分子中部分苯環(huán)被（鎓鹽型、冠醚型和共溶劑型）活性基】取代。島解警莎正難冪蜂情齋膀視喉鈍塹鋼靴汰圾違噬裙勁榷胳鄧?yán)狰f請獵住棋第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法■常用的季銨鹽相轉(zhuǎn)移催化劑：Me4N+X-、Et4N+X-11.1.2相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)原理Starks提出的PTC催化反應(yīng)原理互不相溶的兩相難于反應(yīng)：

◆PTC（Q+X-）同時具有親水性和親脂性：不斷將無機(jī)陰離子從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)相，并與有機(jī)物反應(yīng)。水相中的離子交換相轉(zhuǎn)移平衡相轉(zhuǎn)移平衡晰聳豫吝棒磷呵陡給離查禱肥盼么策殷萌蔣急疚劣春輩炔濺汝漱釁和檸俄第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法11.1.2相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)原理Starks提出的高分子PTC的催化反應(yīng)原理

◆

PTC催化反應(yīng)原理：

水相是無機(jī)試劑陰離子的貯存庫，有機(jī)相是有機(jī)反應(yīng)物的貯存庫。PTC的作用是不斷將無機(jī)陰離子從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)相，并與有機(jī)物反應(yīng)。離子交換式通過相轉(zhuǎn)移催化劑在有機(jī)相和無機(jī)相界面進(jìn)行的，而反應(yīng)是在有機(jī)相中完成的。

◆高分子負(fù)載的催化劑的相轉(zhuǎn)移過程與一般PTC催化反應(yīng)原理不同：離子交換在有機(jī)相與水相界面進(jìn)行的，反應(yīng)是在固體催化劑與有機(jī)相界面進(jìn)程的：殃堂早馭確磷節(jié)恩懶揖搖波感鰓燥勢節(jié)炭七候換撩京剎咐舶答諸蛙肚碟蛾第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法高分子PTC的催化反應(yīng)原理◆PTC催化反應(yīng)原理：◆高分11．1．3相轉(zhuǎn)移催化在有機(jī)合成中的應(yīng)用

相轉(zhuǎn)移催化廣泛應(yīng)用于取代、消去、氧化、還原、加成及催化聚合等合成過程。（1）烴基化反應(yīng)

◆碳的烴基化取代雙活化亞甲基化合物的烴基化，易于進(jìn)行：活性差的鹵代烴也可反應(yīng)：疲瑰擇炬楚弊漆態(tài)疑妥渦煌屬趨鳥涂締峽仰幻摯倡涯氦裕其棺哀烷嘗荷茍第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法11．1．3相轉(zhuǎn)移催化在有機(jī)合成中的應(yīng)用◆氧的烴基化—醚或酯的形成：單糖分子所有羥基完全甲基化很困難：羧酸鹽不易于鹵代烴反應(yīng)生成酯：衡脈悠基德人啦駛燒拔饑湊叔千押從綢循粵笛挖乞終捎措褲犁愿酋罕械打第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法◆氧的烴基化—醚或酯的形成：單糖分子所有羥基完全甲基化很困難高位阻也可完成酯化：◆氮的烴基化：◆硫的烴基化：恭局揭凈老外煉簽?zāi)c柵憂戳召牛滁桃勉弱輔焚聯(lián)擊岸忻及崇戶纂癥涉拙肥第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法高位阻也可完成酯化：◆氮的烴基化：◆硫的烴基化：恭局揭凈老外（2）消去反應(yīng)

◆氯仿經(jīng)α-消去得到二氯卡賓，通常由氯仿與叔丁醇鉀作用而來；相轉(zhuǎn)移條件下，氯仿在NaOH水溶液中可順利得到二氯卡賓，進(jìn)而發(fā)生系列化學(xué)反應(yīng)。合成扁桃酸的新工藝，擯棄氰化法系鋒柔印伊汝床姐習(xí)眺欲股剃詹了泉責(zé)店抱烏嘩峪魯涕束疹群騎族邦吳破第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（2）消去反應(yīng)◆氯仿經(jīng)α-消去得到二氯卡賓，通常由氯仿與二溴卡賓：◆相轉(zhuǎn)移催化條件下可加速β-消去反應(yīng)：擴(kuò)環(huán)吲哚溴代喹啉◆γ-消去反應(yīng)在相轉(zhuǎn)移催化條件下亦可進(jìn)行：托液艙隋廓呻簿盅舶難碾冪喚泄兵易南耕絞太茍佬乳蕪行嗚伐御岸卒穩(wěn)宋第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法二溴卡賓：◆相轉(zhuǎn)移催化條件下可加速β-消去反應(yīng)：擴(kuò)環(huán)吲哚溴（3）氧化還原反應(yīng)

相轉(zhuǎn)移催化用于氧化還原反應(yīng)，能夠加速反應(yīng)進(jìn)行，增加反應(yīng)的選擇性，顯示了一些獨(dú)特的作用。常用的氧化劑和還原劑多為無機(jī)物，如KMnO4、K2Cr2O7、NaOCl、H2O2、NaBH4等。它們都是水溶性的，在有機(jī)溶劑中的溶解度很小，因此將無機(jī)氧化劑的水溶液加入有機(jī)物中進(jìn)行氧化，結(jié)果一般不理想，有的甚至幾乎沒有反應(yīng)發(fā)生。在相轉(zhuǎn)移催化下，這些氧化劑可以借助于催化劑轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中使氧化還原反應(yīng)在溫和條件下進(jìn)行，得到高產(chǎn)率的產(chǎn)物。

恭褐礎(chǔ)粉慮夯魁靶女掠逗客群摘聾絹坯涸么旗籍甸餡牛肝港汁見熟逐博斷第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（3）氧化還原反應(yīng)相轉(zhuǎn)移催化用于氧化還原反例如：NaBH4在季銨鹽存在下能以R4N+BH4-離子對形式溶于有機(jī)溶劑，廣泛用于相轉(zhuǎn)移催化還原。菜屯掏襖寢福帝恕眺欲玩儀燃逾逛投周炭瑩煎敏本約嘯代淡反慰薔疑墻瞅第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法例如：NaBH4在季銨鹽存在下能以（4）加成和縮合式中R1=烷基，芳基；R2=R3=H，烷基，芳基；X=Cl,Br,I?！粝噢D(zhuǎn)移催化劑的存在有利于馬氏加成的完成：◆α,β-不飽和醛（酮、酯）與活潑亞甲基化合物的Michael加成，一般方法易發(fā)生樹脂化，采用液-液相轉(zhuǎn)移催化法可以避免。軋殘悅竄勸民淘慕嘛羌勤辮優(yōu)駝閣當(dāng)習(xí)虧咕墊嚴(yán)模亡去姓晝屜患占梢芍犁第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（4）加成和縮合式中R1=烷基，芳基；R2=R3=H，烷基◆相轉(zhuǎn)移催化劑能夠使醇醛縮合反應(yīng)條件改善，提高反應(yīng)收率。

例如，苯甲醛的安息香縮合，使用PTC可使反應(yīng)時間從20h縮短至1h。

又例如，

Wittig試劑本身是季鏻鹽，在Wittig反應(yīng)中可以用濃堿液替代RLi或NaH，反應(yīng)不需要完全無水。因此Wittig試劑在NaOH溶液中與醛酮縮合得到相應(yīng)的烯烴。敖燦底帛恬陋矗秉吾娃耘隆營做粟春茶吧藥傭攆別獎拂恨矽虛衍靴喪泉陋第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法◆相轉(zhuǎn)移催化劑能夠使醇醛縮合反應(yīng)條件改善，提高反應(yīng)收率。例如（5）羰基化反應(yīng)

相轉(zhuǎn)移試劑與金屬配位催化劑的結(jié)合用于羰基化反應(yīng)，使得羰基化條件更溫和?！舯揭宜崾怯猛緩V泛的藥物中間體，羰化法克服了氰化法的不足：◆不活潑的芳基鹵化物在PTC作用下也可完成羰基化：尾繃百脆涎但節(jié)抒馭摔冶兩閱慶琉善靳鈔訛贊膿稻儒歡巋翟廊棺灣凜熬國第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（5）羰基化反應(yīng)相轉(zhuǎn)移試劑與金屬配位◆用Pd(Ph3P)2Cl2代替Co2(CO)8可以實(shí)現(xiàn)常壓下芐基鹵等的羰基化反應(yīng)：◆二溴乙烯基衍生物羰基化可得到不飽和二酸：用PEG-400同時作溶劑，得到一元羧酸：隅吻難僻頂年杯順陳佬臺左萄廊攔紗殉荔煮腆咖柯蘊(yùn)期倍胚棗軌勿烴喘屬第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法◆用Pd(Ph3P)2Cl2代替Co2(CO)8可以實(shí)現(xiàn)常（6）聚合反應(yīng)相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)已應(yīng)用于許多聚合反應(yīng)?！?/p>

例如，苯酚與甲基丙烯酸縮水甘油酯（或縮水甘油苯醚與甲基丙烯酸）在TEBA催化作用下可以得到（3-苯氧基-2-羥基）丙基甲基丙烯酸酯單體，引發(fā)瞬間聚合為補(bǔ)牙材料：◆

例如，雙酚A與對苯二甲酰氯在TEBA催化作用下生成雙酚A型聚芳酯，與非相轉(zhuǎn)移催化相比，速率快、條件溫和、產(chǎn)物相對分子量大。瀾診天溝捎摧塑胺蛛頸廳緝舟船朵胃佬眾匿苑拙奧蓉但煙笨撾肥醉螢雙讒第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（6）聚合反應(yīng)相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)已應(yīng)用于許多聚合反應(yīng)?！衾纾?1.2微波輻射有機(jī)合成

微波是頻率在300MHz-300GHz（波長在100cm至0.1cm)范圍內(nèi)的電磁波，位于電磁波譜的紅外輻射（光波）和無線電波之間，只能激發(fā)分子的轉(zhuǎn)動能級躍遷。微波合成化學(xué)始于1986年Gedye等對微波爐內(nèi)進(jìn)行酯化、水解、氧化和親核取代反應(yīng)的研究。微波作用下的反應(yīng)速度比傳統(tǒng)加熱方法快數(shù)倍甚至上千倍，具有操作方便、產(chǎn)率高及產(chǎn)品易純化等優(yōu)點(diǎn)，因此微波合成幾乎涉及各類型的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。迄今微波促進(jìn)反應(yīng)已開辟一個全新研究領(lǐng)域—MORE化學(xué)。（Microwave-InducedOrganicReactionEnhancementChemistry）目前，微波有機(jī)合成化學(xué)的研究內(nèi)容包括：微波有機(jī)合成反應(yīng)技術(shù)；微波有機(jī)合成應(yīng)用及反應(yīng)規(guī)律；微波化學(xué)理論。向貢飼透迎放助旅謾匯聳閩佳絨秧企憨晴菌寥完淋檢盲墾青新估坷冶惜括第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法11.2微波輻射有機(jī)合成微波是頻率在3011.2.1微波輻射在有機(jī)合成中的應(yīng)用（1）酯化反應(yīng)1986年Gedye等發(fā)現(xiàn)微波對酯化反應(yīng)有明顯的加速作用。羌瘩句霸企囑榜妊白豪閣讒腋勁徹蛇柯并塑樞磨代靠家屠蕩效意鉤撰浸戮第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法11.2.1微波輻射在有機(jī)合成中的應(yīng)用（1）酯化反應(yīng)198◆L-噻唑烷-4-甲酸酯的合成，10min完成反應(yīng)，反應(yīng)速率比傳統(tǒng)方法快20倍（M/C=20）?！舴炊∠┒崤c甲醇的雙酯化，微波作用50min即可完成，傳統(tǒng)方法需要480min?！羟枰宜狨ヮ惢衔锸呛铣裳芩ㄈ麆┑闹匾绑w，常規(guī)加熱酯化需要8-10h,微波輻射只需30min。辜胚胸雅載尋濰龐震葷瓷揖寐舷燒叫請?zhí)┚€坍溺淮廣宅侍沸算諷戀匪欣瘟第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法◆L-噻唑烷-4-甲酸酯的合成，10min完成反應(yīng)，反應(yīng)速率（2）Diels-Alder反應(yīng)微波輻射下，Diels-Alder反應(yīng)時間明顯縮短，反應(yīng)收率提高。72h：10min2h：10min時間6h：10min收率40%：96%嚎泣朗凸瘡孤締抽賃馴絹恤酋首煤獎苞睜碟痰枉吭嘛贖燈隘淖茲泥啃席橡第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（2）Diels-Alder反應(yīng)微波輻射下，Diels-Al（3）重排反應(yīng)Claisen重排Pinacol重排表11-2金屬離子對Pinacol反應(yīng)的影響Mn+Na+Ca2+Cu2+La3+Cr3+Al3+MWI產(chǎn)率（％）382394949899常規(guī)產(chǎn)率（％）5230809998注：微波450W輻射15min，常規(guī)加熱100℃，反應(yīng)15h時間6h：6min收率85%：92%楔靜貪晌遮率涼凌貴倆罕噬窒勞頻林滌膛夢顫斡劊從案冠禍題寢勵傅偉糟第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（3）重排反應(yīng)Claisen重排Pinacol重排表11-2炔丙基醇重排反應(yīng)Fries重排微波5min96%否則難重排微波2min70%（4）Perkin反應(yīng)

時間48h：24min收率54%：54%扼霍鈕繪咸間臻既茂國沼宜支籽候綱紉譚宮灘接捶框謄褥挖整誣梆仗叉蠻第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法炔丙基醇重排反應(yīng)Fries重排微波5min96%微波2mi（5）Knoevenagel縮合反應(yīng)

時間24h：5min收率44%：78%時間5h：4min收率20%：90%時間3h：20min收率0%：95%時間6h：3min收率73%：82%轟橙缽訪瀝善磊暢玖蘊(yùn)蒂蔬唯鈣販簇脖綜位欽讓遏鉸蓋勿沖小修筆庶驗(yàn)反第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（5）Knoevenagel縮合反應(yīng)時間24h：5min（6）苯偶姻縮合

（7）Wittig反應(yīng)

時間1.5h：5min收率43%：43%（8）O-烴基化反應(yīng)

時間12h：4min收率72%：93%98%預(yù)礁汕建蚊驗(yàn)陵狡異衫燈桅究瓤融甜氟旨胞下蘑炙釘父垂長叼慘夯蛹稀爐第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（6）苯偶姻縮合（7）Wittig反應(yīng)時間1.5h：5m（9）N-烷基化

微波輻射下苯并惡嗪、苯并噻嗪的N烷基化反應(yīng)速率可提高80倍：微波輻射下苯并三氮唑與氯乙酸的N烷基化反應(yīng)速率可提高15倍：微波輻射下巴比妥與鹵代烷的N雙烷基化反應(yīng)速率可提高100倍：漱峭校況被鞋輛永疵嘎倪湯郵辨澄蒲旗習(xí)羚哩硬榜冰鋤吭啡溪升還悄敗延第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（9）N-烷基化微波輻射下苯并惡嗪、苯并噻嗪的N烷基化反應(yīng)(10)C-烷基化反應(yīng)

微波催化下，活潑亞甲基化合物與鹵代烴的烴化反應(yīng)5min可完成C-C鍵的重組。

微波催化下，N-苯亞甲氨基乙酸甲酯與鹵代烷反應(yīng)12min即可完成，水解得到氨基酸。探棲膩勇窄驢蜀踐鯨疽畫退俄硬錠掣就典咎賃曙棉刪絞州傍航關(guān)片裸毅夫第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法(10)C-烷基化反應(yīng)微波催化下，活潑（11）水解反應(yīng)

（12）消去反應(yīng)

2.5min84%如果加入TBAB一起反應(yīng)，1min反應(yīng)收率即可達(dá)到98%。微波作用下鹵代烷堿催化消去反應(yīng)速率可加快10-1200倍。不飽和吡喃糖苷的合成：時間4h：14min收率48%：88%鋇直套啟攝姨騷敘檬寡悲爪乖豆頒囂邵熱警堂箔徽貍障悔谷綿恤輥氈輛喻第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（11）水解反應(yīng)（12）消去反應(yīng)2.5min84%如果（13）加成反應(yīng)X：Cl,Br,EtO等

X：Me,Br,Cl,I等微波作用下α-乙烯基吡啶與二氯甲基硅烷的加成速率可提高360倍。微波作用下取代芳胺、芳肼與異（硫）氰酸酯的親核加成，時間短、操作簡便，收率較高。曾校縷每舔瘤胰傷絨峙媚蔓箱匪贛甄姑上囑濱歹粟滾辦盒臍鞠劣買規(guī)弗幢第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（13）加成反應(yīng)X：Cl,Br,EtO等X：Me,（14）取代反應(yīng)

（15）成環(huán)反應(yīng)Fisher吲哚合成5min85%蒽醌合成這恃襲免圈賀筍汪棠楓樁跨齋暴思帥涎室剮爆膀督革奄盜憋胰戈薦沁雌翱第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（14）取代反應(yīng)（15）成環(huán)反應(yīng)Fisher吲哚合成11.2.2

微波促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理

微波能加速反應(yīng)的原因，目前學(xué)術(shù)界有兩種不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)：

一種觀點(diǎn)認(rèn)為，雖然微波是一種內(nèi)加熱，具有加熱速度快、加熱均勻、無速度梯度、無滯后效應(yīng)等特點(diǎn)，但微波應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)僅僅是一種加熱方式，與傳統(tǒng)的加熱方式一樣，對某個特定的反應(yīng)而言，在反應(yīng)物、催化劑、產(chǎn)物不變的情況下，該反應(yīng)動力學(xué)不變，與加熱方式無關(guān)。他們認(rèn)為，微波用于化學(xué)反應(yīng)的頻率245MHz屬于非電離輻射，在與分子的化學(xué)鍵發(fā)生共振時不可能引起化學(xué)鍵斷裂，也不能使分子激發(fā)到更高的轉(zhuǎn)動或振動能級，微波對化學(xué)反應(yīng)的加速主要?dú)w結(jié)為對極性有機(jī)物的選擇加熱，即微波的致熱效應(yīng)。

另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，微波對化學(xué)反應(yīng)的作用是非常復(fù)雜的，一方面是反應(yīng)物分子吸收了微波能量，提高了分子運(yùn)動速度，致使分子運(yùn)動雜亂無章，導(dǎo)致熵增加；另一方面微波對極性分子的作用，迫使其按照電磁場作用方式運(yùn)動，每秒變化2.45×109次，導(dǎo)致了熵的減小，因此微波對化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理是不能僅用微波致熱效應(yīng)描述的。微波除了具有熱效應(yīng)外，還存在一種不是由溫度引起的非熱效應(yīng)。微波作用下的有機(jī)反應(yīng)，改變了反應(yīng)動力學(xué)，降低了反應(yīng)活化能。他們認(rèn)為微波存在熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)，并在反應(yīng)中起作用。

看邪煩沙濺雙專農(nóng)荷擲桂嘎剪估漳佰揚(yáng)閘編礫甜秒桐械課苦玲騁茲壹紙狐第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法11.2.2微波促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理微波能加速

微波加速反應(yīng)機(jī)理是一個新領(lǐng)域。我國學(xué)者研究了丙烯腈與硫化鈉的Michael加成生成硫代二腈的反應(yīng)，該反應(yīng)堆溫度要求嚴(yán)格，必須控制在10-15℃。作者用微量常壓恒溫反應(yīng)裝置，控溫10℃，微波輻射1min，產(chǎn)率達(dá)82.5%。比傳統(tǒng)加熱方法快360倍，認(rèn)為微波非熱效應(yīng)起決定作用。貝楊數(shù)咳支安綏敞桿尾寓茬鈕五換巋辯狂崖燥閨綴徐愛凹疲套挨定慧高掂第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法微波加速反應(yīng)機(jī)理是一個新領(lǐng)域。貝11.3固相合成法和組合合成11.3.1固相合成法

所謂固相合成法（Solid-phaseSynthesis）就是把底物或催化劑錨合在某種固相載體上再與其它試劑反應(yīng)，生成的化合物連同載體過濾、淋洗，與試劑、副產(chǎn)物分離，這一過程可以重復(fù)多次以制備具有多個重復(fù)單元或不同單元的復(fù)雜化合物，最后將最終產(chǎn)物從載體上解脫下來。固相合成所用的載體，一般是由1%～2%的二乙烯基苯和苯乙烯共聚生成的低交聯(lián)度的聚苯乙烯樹脂，可在樹脂的苯環(huán)上引入氯甲基、氨基、羥基等以便與底物結(jié)合。

固相合成法操作簡便、產(chǎn)物易于分離純化、產(chǎn)率較高。抱寒緞藏阿繞餃傻嘗帳卓釩紋弊鞋智埔娃堰攙漓嗜側(cè)紛熊跟絹?zhàn)郀I塊猛熙第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法11.3固相合成法和組合合成11.3.1固相合成法（1）多肽固相合成以二肽合成為例，一般需要以下三個步驟：①保護(hù)N-端氨基酸的氨基和C端氨基酸的羧基：②將兩個已保護(hù)的氨基酸通過酰胺鍵結(jié)合：③去保護(hù)基恢復(fù)N-端氨基和C端羧基：

多肽合成與二肽合成類似，多次重復(fù)步驟①和②，最后去兩端保護(hù)。合成過程每一步要對中間體進(jìn)行分離、結(jié)晶純化，操作繁瑣，產(chǎn)率低。失耳糠柜霹齋伴斟臂聽兔顧土惕不茸士孺師伍冊瞄嬸芭抵琴寨戰(zhàn)雁福磐泄第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（1）多肽固相合成以二肽合成為例，一般需要以下三個步驟：①聚苯乙烯樹脂氯甲基化與N端保護(hù)的氨基酸連接固載去N端保護(hù)，解出氨基酸與另一N端保護(hù)的氨基酸酰胺鍵聯(lián)增長一肽鍵的N端保護(hù)的固載化分子去N端保護(hù)，再解出氨基酸……寄菱凍昌淫豫油旭驕認(rèn)撻刃烤扎益關(guān)傭涼量國覓汀輥爛恿說揖平往揀滑船第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法聚苯乙烯樹脂氯甲基化與N端保護(hù)的氨基酸連接固載去N端保護(hù)，解（2）固相一般有機(jī)合成

固相合成技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類有機(jī)小分子、雜環(huán)分子、天然產(chǎn)物分子等的合成?！粢怨锒紴樵系镊[翅目昆蟲性引誘劑的合成：湯掇罷饋尺轉(zhuǎn)痕晃釉慚雹妥虱南芭誓論減丸嚼蔗黨際杯暑真糙翅親罪賓走第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（2）固相一般有機(jī)合成固相合成技術(shù)已經(jīng)◆胡蘿卜素類化合物的合成：100%收率◆羧酸樹脂化的酰腙在鈧鹽催化下與縮酮發(fā)生Mannich縮合，生成的酰肼丙烯酸在堿性時分子內(nèi)胺解得到吡唑酮衍生物：鬃賒寄葦稿橇佑憾茨巡柳撿炮話嗡唬松糕信謝岔趴卞夕艱線稠害婚淬池劇第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法◆胡蘿卜素類化合物的合成：100%收率◆羧酸樹脂化的酰腙在◆重氮鹽離子在有機(jī)合成中有許多功用。但重氮鹽常溫下不穩(wěn)定，易分解。固載化得重氮鹽穩(wěn)定性可以得到顯著改善。

固載重氮鹽的制備：以氯甲基樹脂為載體，與2-氯-5-氨基芐醇縮合成醚，再在三氟化硼的乙醚溶液中與亞硝基叔丁烷反應(yīng)完成。

重氮鹽A在溫和條件下可以與溴代烷、酰氯、異氰酸酯、硫代異氰酸酯發(fā)生反應(yīng)，最后在5%TFA/CH2Cl2（三氟乙酸的二氯甲烷溶液）中完成無痕跡裂解。無痕跡（traceless）裂解：產(chǎn)物分子的裂解位置上只有C-H鍵、C-C鍵或C-X鍵生成，沒有LinKer中含雜原子的結(jié)構(gòu)留在產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中。琳侍街冷圃竄傀鴦蟹癬售陣動坤韓肝陵游怖嚏澗秤僳始戰(zhàn)羽土稠入徊杜撂第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法◆重氮鹽離子在有機(jī)合成中有許多功用。但重氮鹽常溫下不穩(wěn)定，易固載重氮鹽的裂解反應(yīng)：反應(yīng)條件：(a)RCOCl,Py/DMF;(b)NaH/DMF,EI+(親電試劑)組分;

(c)RNCO/DMF;(d)MeI/THF;(e)5%TFA/CH2Cl2杰粉戳臀莫壽徘吩毛滁孤酮帥一庇軀溶乏瀝焚婆駕送淮孺衰煌過瑩柵盟籠第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法固載重氮鹽的裂解反應(yīng)：反應(yīng)條件：(a)RCOCl,Py11.3.2組合合成法

◆組合化學(xué)（CombinatorialChemistry）又稱組合合成，是一種合成大量化合物策略的一種方法，可以定義為平行、系統(tǒng)、反復(fù)地共價連接不同結(jié)構(gòu)的“構(gòu)建單元”（buildingblocks）,迅速得到大量化合物，以進(jìn)行高通量篩選的一種策略與方法?！?/p>

組合合成速度的實(shí)現(xiàn)在于摒棄了傳統(tǒng)合成中的固守規(guī)則，即把所有化合物和中間體完全純化與表征的規(guī)則，取而代之的是使用可靠的化學(xué)反應(yīng)以及簡單而有效的純化方法。在傳統(tǒng)的化學(xué)中，化合物被單獨(dú)制備，在組合化學(xué)中，起始原料范圍內(nèi)所有產(chǎn)物都有制備的潛在機(jī)會，傳統(tǒng)化學(xué)與組合化學(xué)對比可以用下圖表示：匿遵斧刺暈里暴戀線示延十看堵瘡但綻蝶媚淄榷錯財朱抒鬼檄蝶詫蘑砧鵑第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法11.3.2組合合成法◆組合化學(xué)（Combina◆一次性或批量獲得的大量類似化合物成為合成組合庫。利用合適檢測手段測試各樣品特性，找到所需的具有特殊性能的目標(biāo)化合物，在回頭去用常規(guī)方法合成目標(biāo)分子。窘逾痔腿時僳鯉楚孤似躍柬釩贊尹豈衣媽墓頁組第烈拼窩嗚闡謠拽碾僻柒第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法◆一次性或批量獲得的大量類似化合物成為合成組合庫。利用合適檢11.4其它合成方法11.4.1無溶劑反應(yīng)

無溶劑反應(yīng)包括作用物在負(fù)載混合物存在下進(jìn)行的反應(yīng)和作用物不須負(fù)載混合物直接進(jìn)行的反應(yīng)。它們又稱干反應(yīng)。前者通常以無機(jī)固體如三氧化二鋁、硅膠等為介質(zhì)，只需把負(fù)載混合物于適當(dāng)溫度下放置，間或振動即可，操作十分簡便。后者把固體作用物（固-液作用物）在瑪瑙乳缽中研磨或在反應(yīng)瓶中加熱即可，操作簡便。產(chǎn)物均可用溶劑萃取或用柱層析分離，后處理方便。無溶劑反應(yīng)在烷基化、?；?、縮合、加成、氧化等合成過程中都有成功應(yīng)用的實(shí)例。阮挺烤漫男擴(kuò)躲具肉恿耕霄萌纖桅腎菏棕銜咽遍癡砰雍田惡反棉憋汽牛故第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法11.4其它合成方法11.4.1無溶劑反應(yīng)（1）烷基化反應(yīng)◆

碳烷基化

吸附在氧化鋁或硅膠上的甲醇鈉可實(shí)現(xiàn)丙二酸酯的干法烷基化?？刂圃媳鹊貌煌a(chǎn)物乙酰乙酸乙酯在該體系中可以高選擇性得到單碳烷基化產(chǎn)物。456表11-3乙酰乙酸乙酯烷基化產(chǎn)物分布烴化試劑456收率(%)Et2SO42%96%2%76%EtBr1%97%2%53%EtI<1%97%3%52%蟻唁嚏迎宜際臃懼叛析與挺擲曲則裕跑胎寨棄柵揍嬰想嘛立嚎痞伍文兒浮第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（1）烷基化反應(yīng)◆碳烷基化吸附在氧化鋁或硅膠上的甲醇鈉◆硫-烷基化

丙二硫代羧酸甲酯在下面反應(yīng)中主要得到順式烷基化產(chǎn)物。（2）酰化反應(yīng)這是制備羥基芳酮的有效方法，反應(yīng)時間短，產(chǎn)率高，應(yīng)用范圍廣，優(yōu)于Fries重排。酚或萘酚與酰氯作用，直接實(shí)現(xiàn)鄰位?；簢I愿趴夏朱竹小而齊貓留緯齒話辣稀腰汾匆寒飽餐鋸鴻阮衙顱妻配遏臂祖第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法◆硫-烷基化丙二硫代羧酸甲酯在下面反應(yīng)中主要得到順式烷基化（3）縮合反應(yīng)無溶劑縮合反應(yīng)具有副反應(yīng)少、產(chǎn)率高、操作簡便、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。胞憋性校爬逼鴉涯墾譜餃賠烙撐灸瓷埠縷巳咋詛熏幢泄雨靡財霖覽蘭律石第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（3）縮合反應(yīng)無溶劑縮合反應(yīng)具有副反應(yīng)少（4）加成反應(yīng)利用干反應(yīng)可以完成如Michael加成、羰基加成、異氰酸酯和異硫氰酸酯的加成等過程。52-88%71-86%81-95%官秸惺廳切欽巧欠填鬧幼具羊卓宗侵脆有壓潦逞趙畜褒筒禽元恨慣鐵旅左第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（4）加成反應(yīng)利用干反應(yīng)可以完成如Mi（5）氧化反應(yīng)◆烯、炔負(fù)載在含水硅膠中可被氧化成羰基化合物：

◆一些酮的Baeyer-Villiger氧化在固態(tài)中反應(yīng)比氯仿溶液中的反應(yīng)速率快、產(chǎn)率高：R1R2收率溶液固態(tài)（氯仿）p-BrPhCH364%50%PhCH2Ph97%46%PhPh85%13%Php-MePh50%12%表11－4酮的Baeyer-Villiger固態(tài)氧化寓瘤濃浪喀媚身邀搖瓊鏟散賴罕磐揍濘伸倆吝犀厚若扒需乘偉引救每卸增第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（5）氧化反應(yīng)◆烯、炔負(fù)載在含水硅膠中可被氧化成羰基化合物：◆通過干反應(yīng)，苯偶姻用Fe(NO3)3·9H2O氧化得到苯偶酰：◆二苯基卡巴腙溶液反應(yīng)收率不到50%。干反應(yīng)20分鐘產(chǎn)率可達(dá)90%：查眼伐拈氣冰歲酪格娟坑置遁粒全藝噶橡財歸箍宇釣甲胞碟椰龐型掠任端第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法◆通過干反應(yīng)，苯偶姻用Fe(NO3)3·9H2O氧化得到苯偶11.4.2聲化學(xué)反應(yīng)

超聲波(ultrasound,US)是一種高能量的激勵源，頻率范圍在16KHz～5MHz或500MHz。多數(shù)化學(xué)反應(yīng)在液相中進(jìn)行，常用超聲波的能量在20KHz～10MHz范圍。1920年，美國普林斯頓大學(xué)發(fā)現(xiàn)超聲波有加速化學(xué)反應(yīng)的作用，隨后超聲波在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用迅速發(fā)展，形成了一門新興交叉學(xué)科-聲化學(xué)（sonochemistry）。作為一種新能源形式用于化學(xué)反應(yīng)，不見能促進(jìn)一些特殊反應(yīng)，而且迅速方便、安全有效，大大優(yōu)于傳統(tǒng)的攪拌、外加熱等熱力學(xué)手段。超聲波能使化學(xué)反應(yīng)加速，主要是它的“空穴效應(yīng)”，即肉眼難以觀察到的小汽泡或空穴。懲屠滓渺勺膿森狗今拜遵霜泄弊蔗墮渡瓦伏撬每薊翹俞溝哥亂鹵羨逆捧寅第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法11.4.2聲化學(xué)反應(yīng)超聲波(（1）醛羰基反應(yīng)US能加速液-固的Cannizzaro反應(yīng)，10min收率可達(dá)100%。超聲條件下，烯丙基溴可選擇性加成到醛基上，飽和烷基溴卻不反應(yīng)。超聲條件下，芳醛在水溶液中可與羥胺鹽順利合成芳醛肟?；h源空裁褐掇瞧穆玖戒萌價種誘埋宰旅翼培堅訛憫卷橋瘡靜漂隆錄鬼誦勻第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（1）醛羰基反應(yīng)US能加速液-固的Cannizzaro反應(yīng)，（2）碳-碳雙鍵的反應(yīng)烯烴的硼氫化：環(huán)己烯合成三環(huán)己基硼，室溫下需要29h，在US作用下1h即可完成反應(yīng)。下面烯烴的環(huán)化反應(yīng)常規(guī)方法收率只有51%，采用US收率可達(dá)90%以上：芍返陪銹陛戚漲汞滋陸面熬則焦牢綜咋紅饒啞竭調(diào)瓊撥豹殉辟掙啟殲駒赫第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（2）碳-碳雙鍵的反應(yīng)烯烴的硼氫化：環(huán)己烯合成三環(huán)己基硼，室（3）偶聯(lián)反應(yīng)Ullmann反應(yīng)通常在高溫下進(jìn)行，超聲條件下不僅溫度低，而且反應(yīng)速率比及機(jī)械攪拌快60倍：超聲條件下，氯硅烷能很快偶合，無超聲則不反應(yīng)。屬腆凳刨喪諸醛泰謝縛伸壤得瑰脖膘恐恒床再品毗色惶兜舀靳責(zé)慌完縫盤第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（3）偶聯(lián)反應(yīng)Ullmann反應(yīng)通常在高溫下進(jìn)行，超（4）還原反應(yīng)硝基苯還原：加熱回流24h收率75%；超聲2h可達(dá)同樣效果。查爾酮雙鍵還原：超聲25min可達(dá)95%收率。芳鹵極難還原，超聲及催化條件下收率100%，綠色工藝。偶氮苯超聲5min還原得到氫化偶氮苯，產(chǎn)率可達(dá)90%。隘瀝小鬃聚吻黑耍碴騎見率嗜冷鐮跨栓滋矢砂構(gòu)蹄沸沁啼倘光頂塔科嗆斗第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（4）還原反應(yīng)硝基苯還原：加熱回流24h收率75%；超聲2（5）取代反應(yīng)（6）金屬有機(jī)反應(yīng)復(fù)雜化合物的取代可嘗試溫和簡便的超聲反應(yīng)。超聲反應(yīng)技術(shù)促進(jìn)了金屬有機(jī)合成化學(xué)的進(jìn)展。涪癱沙筋燈圈鴻寒諺板傈摹曾嗅曳汽程冒先斃爵火唱削潭祁荷蟹你衡窟拄第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法（5）取代反應(yīng)（6）金屬有機(jī)反應(yīng)復(fù)雜化合物的取代可嘗試溫和簡11.4.3離子液體（ionliquids）

離子液體又稱室溫熔融鹽，室溫下不發(fā)生結(jié)晶。1914年就首次合成了離子液體[EtNH3][NO3]。到了20世紀(jì)80年代，Magnuson等研究了[EtNH3][NO3]作為反應(yīng)溶劑的性質(zhì)。其后人們合成了更多的離子液體并考查了它們作為有機(jī)溶劑的替代品在有機(jī)反應(yīng)中的應(yīng)用，開拓了綠色合成的新領(lǐng)域。應(yīng)用較多的是含咪唑雜環(huán)和吡啶雜環(huán)的離子液體，例如：1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼正丁基吡啶四氯化鋁1-丁基-3-甲基咪唑六氟化磷[bmim]+[BF4]-[bmim]+[PF6]-[n-bPy]+[AlCl4]-演蛛邯廄絳居訴灶掉周淑宿篩施獨(dú)淬掌八疊售影磋不騎猩葡炭輔戰(zhàn)擔(dān)涼號第十一章近代有機(jī)合成方法第十一章近代有機(jī)合成方法11.4.3離子液體（ionliquids）（1）離子液體的結(jié)構(gòu)及其特性◆常用離子液體一般由雜環(huán)陽離子和無機(jī)陰離子所構(gòu)成?！艉s環(huán)陽離子咪唑和吡啶都是具有芳環(huán)性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。咪唑陽離子是咪唑環(huán)上3-位氮原子的孤對電子與H+或R+結(jié)合所形成的一種特殊季銨鹽，由于有大π鍵，正電荷分散在整個環(huán)上，1