經(jīng)典的合成反應(yīng)

經(jīng)典的合成反應(yīng)鹵化反應(yīng)鹵加成反應(yīng)鹵素的加成1）烯烴機理加硼烷2）炔烴3）不飽和羧酸鹵化氫的加成加鹵化氫機理次鹵酸（酯）、N-鹵代酰胺加成鹵代反應(yīng)1.烴類1）脂肪烴2）芳烴芳烴鹵代反應(yīng)機理舉例：2.羰基化合物羰基化合物的鹵代反應(yīng)機理1）醛、酮酮α-H鹵代反應(yīng)舉例：酮自由基反應(yīng)(飽和烴、芐位和烯丙位的鹵取代反應(yīng)、某些不飽和烴的鹵加成反應(yīng)以及羧基、重碳基的鹵置換反應(yīng))2）羧酸衍生物3.醇、酚、醚1）醇2）酚3）醚4.羧酸1）羧羥基2）羧酸脫羧5.其他官能團的鹵代反應(yīng)1）鹵化物2）磺酸酯3）芳香重氮鹽化合物烴化反應(yīng)碳原子的烴化反應(yīng)芳烴的烴化Friedel-Crafts

烷基化反應(yīng)

芳烴與鹵代烴、醇類或烯類化合物在Lewis催化劑(如AlCl3，F(xiàn)eCl3,H2SO4,H3PO4,BF3,

HF等)存在下，發(fā)生芳環(huán)的烷基化反應(yīng)。

鹵代烴反應(yīng)的活潑性順序為：RF>RCl>RBr>RI;當(dāng)烴基超過3個碳原子時，反應(yīng)過程中易發(fā)生重排。反應(yīng)機理首先是鹵代烴、醇或烯烴與催化劑如三氯化鋁作用形成碳正離子：

所形成的碳正離子可能發(fā)生重排，得到較穩(wěn)定的碳正離子：

碳正離子作為親電試劑進攻芳環(huán)形成中間體s-絡(luò)合物，然后失去一個質(zhì)子得到發(fā)生親電取代產(chǎn)物：反應(yīng)實例羰基化合物的a位C烴化1．活潑亞甲基化合物的C-烴化2.醛酮以及羧酸衍生物α-C烴化反應(yīng)式反應(yīng)機理影響因素：其他碳原子的烴化Koble反應(yīng)

脂肪酸鈉鹽或鉀鹽的濃溶液電解時發(fā)生脫羧，同時兩個烴基相互偶聯(lián)生成烴類：

如果使用兩種不同脂肪酸的鹽進行電解，則得到混合物：反應(yīng)機理反應(yīng)實例有機金屬化合物在C-烴化中的應(yīng)用氧原子上的烴化反應(yīng)醇1.鹵代烷為烴化劑反應(yīng)機理一反應(yīng)機理二2.磺酸酯3.環(huán)氧乙烷類作烴化劑反應(yīng)實例4.烯烴作為烴化劑醇對烯烴雙鍵進攻，加成而生成醚。烯烴結(jié)構(gòu)中若無極性基團存在，反應(yīng)不易進行；只有當(dāng)雙鍵兩端連有吸電子基，才能反應(yīng)。吸電子基：5.醇作為烴化劑醇：通常加酸作為催化劑，如H2SO4H3PO4TsOHHCl氣體6.其它烴化劑酚氮原子上的烴化反應(yīng)氨及脂肪胺1.伯胺的制備Gabriel

合成法

鄰苯二甲酰亞胺與氫氧化鉀的乙醇溶液作用轉(zhuǎn)變?yōu)猷彵蕉柞啺符}，此鹽和鹵代烷反應(yīng)生成N-烷基鄰苯二甲酰亞胺，然后在酸性或堿性條件下水解得到一級胺和鄰苯二甲酸，這是制備純凈的一級胺的一種方法。

有些情況下水解很困難，可以用肼解來代替：反應(yīng)機理

鄰苯二甲酰亞胺鹽和鹵代烷的反應(yīng)是親核取代反應(yīng)，取代反應(yīng)產(chǎn)物的水解過程與酰胺的水解相似。反應(yīng)實例芳香胺及雜環(huán)胺保護反應(yīng)羥基的保護氨基的保護相轉(zhuǎn)移烴化反應(yīng)碳烴化氧烴化氮烴化三、?；磻?yīng)（一）碳原子的?；磻?yīng)1．活性亞甲基化合物2.烯烴、烯胺的?；?.芳烴碳的?；疐riedel-Crafts

?；磻?yīng)

芳烴與?；噭┤珲｛u、酸酐、羧酸、烯酮等在Lewis酸(通常用無水三氯化鋁)催化下發(fā)生酰基化反應(yīng)，得到芳香酮：

這是制備芳香酮類最重要的方法之一，在酰基化中不發(fā)生烴基的重排。反應(yīng)機理反應(yīng)實例（二）氧原子的?；磻?yīng)1.醇羥基氧的酰化2.酚羥基（三）氮原子的?；磻?yīng)氮原子的?；ㄋ模┍Ｗo反應(yīng)1.醇、酚的保護2.氨基的保護四、縮合反應(yīng)（一）a羥烷基、鹵烷基、氨烷基化反應(yīng)1.a羥烷基Darzen反應(yīng)反應(yīng)機理：制備a,b－環(huán)氧酸酯：氯代酸酯在醇鈉的作用下，與醛酮發(fā)生反應(yīng)得到再溫和的條件下水解脫羧得烯醇式結(jié)構(gòu)，最后異構(gòu)化為增加一個碳的醛。反應(yīng)實例：由b-紫羅蘭酮與氯乙酸乙酯制備維生素A的中間體2.鹵烷基3.氨烷基（二）β羥烷基、β羰烷基1.β羥烷基2.β羰烷基（三）亞甲基化反應(yīng)1.羰基烯化2.羰基a-亞甲基化反應(yīng)Claisen酯縮合反應(yīng)含有α-氫的酯在醇鈉堿性縮合劑作用下發(fā)生縮合作用，失去一分子醇得到β-酮酸酯。如2分子乙酸乙酯在金屬鈉和少量乙醇作用下發(fā)生縮合得到乙酰乙酸乙酯。二元羧酸酯的分子內(nèi)酯縮合見Dieckmann縮合反應(yīng)。

反應(yīng)機理

乙酸乙酯的α-氫酸性很弱（pKa-24.5),而乙醇鈉又是一個相對較弱的堿（乙醇的pKa~15.9），因此，乙酸乙酯與乙醇鈉作用所形成的負(fù)離子在平衡體系是很少的。但由于最后產(chǎn)物乙酰乙酸乙酯是一個比較強的酸，能與乙醇鈉作用形成穩(wěn)定的負(fù)離子，從而使平衡朝產(chǎn)物方向移動。所以，盡管反應(yīng)體系中的乙酸乙酯負(fù)離子濃度很低，但一形成后，就不斷地反應(yīng)，結(jié)果反應(yīng)還是可以順利完成。

常用的堿性縮合劑除乙醇鈉外，還有叔丁醇鉀、叔丁醇鈉、氫化鉀、氫化鈉、三苯甲基鈉、二異丙氨基鋰（LDA)和Grignard試劑等。反應(yīng)實例

如果酯的α-碳上只有一個氫原子，由于酸性太弱，用乙醇鈉難于形成負(fù)離子，需要用較強的堿才能把酯變?yōu)樨?fù)離子。如異丁酸乙酯在三苯甲基鈉作用下，可以進行縮合，而在乙醇鈉作用下則不能發(fā)生反應(yīng)：

兩種不同的酯也能發(fā)生酯縮合，理論上可得到四種不同的產(chǎn)物，稱為混合酯縮合，在制備上沒有太大意義。如果其中一個酯分子中既無α-氫原子，而且烷氧羰基又比較活潑時，則僅生成一種縮合產(chǎn)物。如苯甲酸酯、甲酸酯、草酸酯、碳酸酯等。與其它含α-氫原子的酯反應(yīng)時，都只生成一種縮合產(chǎn)物。

實際上這個反應(yīng)不限于酯類自身的縮合，酯與含活潑亞甲基的化合物都可以發(fā)生這樣的縮合反應(yīng)，這個反應(yīng)可以用下列通式表示：Dieckman縮合反應(yīng)－分子內(nèi)的Claisen縮合二元羧酸酯Michael加成反應(yīng)

一個親電的共軛體系和一個親核的碳負(fù)離子進行共軛加成，稱為Micheal加成：反應(yīng)機理反應(yīng)實例Knoevenagel反應(yīng)

含活潑亞甲基的化合物與醛或酮在弱堿性催化劑(氨、伯胺、仲胺、吡啶等有機堿)存在下縮合得到a,b-不飽和化合物。反應(yīng)機理反應(yīng)實例3.a、β-環(huán)氧化反應(yīng)4.環(huán)加成反應(yīng)D-A反應(yīng)Robinson縮環(huán)反應(yīng)

含活潑亞甲基的環(huán)酮與a,b-不飽和羰基化合物在堿存在下反應(yīng)，形成一個二并六員環(huán)的環(huán)系：反應(yīng)機理

本反應(yīng)分為兩步，第一步是Micheal加成反應(yīng)，第二步是羥醛縮合反應(yīng)。反應(yīng)實例（四）其他安息香縮合多為芳醛，較少脂肪醛在KCN作用下得到a-羥基酮安息香的制備反應(yīng)機理？？？為安息香反應(yīng)實例：不對稱的a－羥基酮Perkin,W.H

反應(yīng)

芳醛類不單能和醛、酮或酯類縮合，也能和（RCH3CO)2O型脂酸酐（α-位碳上有二個活潑氫原子者）在此酸的鈉鹽（或叔胺）存在起“醇醛型縮合”反應(yīng)生成α,?不飽和酸類。

若干脂肪蔟醛也會起這種縮合。反應(yīng)機理

現(xiàn)在通常認(rèn)為堿性催化劑（CH3COO-或叔胺）奪取酸酐的氫，生成一個酸酐負(fù)離子，后者和醛發(fā)生親核加成，生成中間體?-羥基酸酐，然后經(jīng)脫水和水解成α,?不飽和酸：反應(yīng)實例（1）苯甲醛與乙酐及乙酸鉀加熱縮合，最后生成-苯丙稀酸

（2）苯甲醛與丙酐及丙酸鈉縮合，生成α-甲基-?-苯丙稀酸：Mannich反應(yīng)

含有a-活潑氫的醛、酮與甲醛及胺(伯胺、仲胺或氨)反應(yīng)，結(jié)果一個a-活潑氫被胺甲基取代，此反應(yīng)又稱為胺甲基化反應(yīng)，所得產(chǎn)物稱為Mannich堿。反應(yīng)機理反應(yīng)實例五、氧化反應(yīng)（一）烴類氧化1．烯丙位2.羰基3.卞位（二）醇的氧化1.氧化成醛酮2.氧化成羧酸3.1，2-二醇的氧化（三）醛酮的氧化反應(yīng)1.醛的氧化2.酮的氧化Baeyer----Villiger反應(yīng)反應(yīng)機理

過酸先與羰基進行親核加成，然后酮羰基上的一個烴基帶著一對電子遷移到-O-O-基團中與羰基碳原子直接相連的氧原子上，同時發(fā)生O-O鍵異裂。因此，這是一個重排反應(yīng)具有光學(xué)活性的3---苯基丁酮和過酸反應(yīng)，重排產(chǎn)物手性碳原子的枸型保持不變，說明反應(yīng)屬于分子內(nèi)重排：

不對稱的酮氧化時，在重排步驟中，兩個基團均可遷移，但是還是有一定的選擇性，按遷移能力其順序為：

醛氧化的機理與此相似，但遷移的是氫負(fù)離子，得到羧酸。

反應(yīng)實例

酮類化合物用過酸如過氧乙酸、過氧苯甲酸、間氯過氧苯甲酸或三氟過氧乙酸等氧化，可在羰基旁邊插入一個氧原子生成相應(yīng)的酯，其中三氟過氧乙酸是最好的氧化劑。這類氧化劑的特點是反應(yīng)速率快，反應(yīng)溫度一般在10~40℃之間，3.a-羥基酮的氧化（四）含烯鍵化合物的氧化1.烯鍵的環(huán)氧化2.烯鍵氧化成1，2-二醇3.烯鍵的斷裂（五）芳烴的氧化反應(yīng)1.氧化成醌2.芳烴的氧化開環(huán)（六）脫氫反應(yīng)1.羰基的a，β-脫氫反應(yīng)2.脫氫芳構(gòu)化（七）其他氧化反應(yīng)1.鹵化物的氧化2.磺酸酯的氧化六、還原反應(yīng)（一）催化氫化反應(yīng)1.非均相催化2.均相催化3.催化轉(zhuǎn)移（二）化學(xué)還原反應(yīng)1.金屬氫化物2.硼烷類3.烷氧基鋰4.金屬還原劑Birch還原

芳香化合物用堿金屬（鈉、鉀或鋰）在液氨與醇（乙醇、異丙醇或仲丁醇）的混合液中還原，苯環(huán)可被還原成非共軛的1，4-環(huán)己二烯化合物。反應(yīng)機理

首先是鈉和液氨作用生成溶劑化點子，然后苯得到一個電子生成自由基負(fù)離子（Ⅰ），這是苯環(huán)的л電子體系中有7個電子，加到苯環(huán)上那個電子處在苯環(huán)分子軌道的反鍵軌道上，自由基負(fù)離子仍是個環(huán)狀共軛體系,(Ⅰ)表示的是部分共振式。（Ⅰ）不穩(wěn)定而被質(zhì)子化，隨即從乙醇中奪取一個質(zhì)子生成環(huán)己二烯自由基(Ⅱ)。(Ⅱ)在取得一個溶劑化電子轉(zhuǎn)變成環(huán)己二烯負(fù)離子（Ⅲ），（Ⅲ）是一個強堿，迅速再從乙醇中奪取一個電子生成1，4-環(huán)己二烯。

環(huán)己二烯負(fù)離子（Ⅲ）在共軛鏈的中間碳原子上質(zhì)子化比末端碳原子上質(zhì)子快，原因尚不清楚。反應(yīng)實例

取代的苯也能發(fā)生還原，并且通過得到單一的還原產(chǎn)物。例如Bouveault---Blanc還原

脂肪族羧酸酯可用金屬鈉和醇還原得一級醇。α，β-不飽和羧酸酯還原得相應(yīng)的飽和醇。芳香酸酯也可進行本反應(yīng)，但收率較低。本法在氫化鋰鋁還原酯的方法發(fā)現(xiàn)以前，廣泛地被使用，非共軛的雙鍵可不受影響。

反應(yīng)機理首先酯從金屬鈉獲得一個電子還原為自由基負(fù)離子，然后從醇中奪取一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂苫?，再從鈉得一個電子生成負(fù)離子，消除烷氧基成為醛，醛再經(jīng)過相同的步驟還原成鈉，再酸化得到相應(yīng)的醇。反應(yīng)實例

醛酮也可以用本法還原，得到相應(yīng)的醇:

Clemmensen還原

醛類或酮類分子中的羰基被鋅汞齊和濃鹽酸還原為亞甲基：

此法只適用于對酸穩(wěn)定的化合物。對酸不穩(wěn)定而對堿穩(wěn)定的化合物可用Wolff-Kishner-黃鳴龍反應(yīng)還原。反應(yīng)機理

本反應(yīng)的反應(yīng)機理較復(fù)雜，目前尚不很清楚。反應(yīng)實例5.含硫化合物6.水合肼七、重排反應(yīng)重排反應(yīng)按反應(yīng)機理分可以分為：親核重排、親電重排、自由基重排（一）碳原子到碳原子Wagner-Meerwein重排

當(dāng)醇羥基的b-碳原子是個仲碳原子(二級碳原子)或叔碳原子(三級碳原子)時，在酸催化脫水反應(yīng)中，常常會發(fā)生重排反應(yīng)，得到重排產(chǎn)物：反應(yīng)機理反應(yīng)實例Pinacol-PinacoloneRearrangement重排

當(dāng)片吶醇類在稀H2SO4存在下加熱脫水時發(fā)生特殊的分子內(nèi)部的重排反應(yīng)生成片吶酮。如用鹽酸、草酸、I2/CH3COOH、CH3COOH等脫水-轉(zhuǎn)位劑以代替H2SO4可得相同的結(jié)局：反應(yīng)機理

反應(yīng)的關(guān)鍵是生成碳正離子:反應(yīng)實例Wolff重排

α-重氮甲基酮在光，熱和催化劑（銀或氧化銀）存在下放出氮氣并生成酮碳烯，再重排生成反應(yīng)性很強的烯酮，此重排反應(yīng)稱Wolff重排。機理：

烯酮與水，醇，氨及胺反應(yīng)，可分別得到羧酸，酯，酰胺及取代酰胺。例如：

這也是増長碳鏈的方法。合成實例：

（二）碳原子到雜原子Beckmann

重排

肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能產(chǎn)生強酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亞硫酰氯等作用下發(fā)生重排，生成相應(yīng)的取代酰胺，如環(huán)己酮肟在硫酸作用下重排生成己內(nèi)酰胺：

反應(yīng)機理

在酸作用下，肟首先發(fā)生質(zhì)子化，然后脫去一分子水，同時與羥基處于反位的基團遷移到缺電子的氮原子上，所形成的碳正離子與水反應(yīng)得到酰胺。

遷移基團如果是手性碳原子，則在遷移前后其構(gòu)型不變，例如：

反應(yīng)實例Hofmann

重排（降解）

酰胺用溴(或氯)在堿性條件下處理轉(zhuǎn)變?yōu)樯僖粋€碳原子的伯胺:反應(yīng)機理反應(yīng)實例（三）雜原子到碳原子Stevens重排

季銨鹽分子中與氮原子相連的碳原子上具有吸電子的取代基Y時，在強堿作用下，得到一個重排的三級胺：

Y=RCO,ROOC,Ph等，最常見的遷移基團為烯丙基、二苯甲基、3-苯基丙炔基、苯甲酰甲基等。

硫Ylide也能發(fā)生這樣的反應(yīng)：反應(yīng)機理

反應(yīng)的第一步是堿奪取酸性的a-氫原子形成內(nèi)鎓鹽，然后重排得三級胺。

硫Ylide的反應(yīng)是通過溶劑化的緊密自由基對進行的，重排時，與硫原子相連的苯甲基轉(zhuǎn)移到硫的a-碳原子上。

由于自由基對的結(jié)合非?？?，因此，當(dāng)苯甲基的碳原子是個手性碳原子時，重排后其構(gòu)型保持不變。反應(yīng)實例1,2-Wittig重排反應(yīng)（1,2-Wittigrearrangement）\o"醚"醚在\o"強堿"強堿（如\o"有機鋰試劑"有機鋰試劑）作用下\o"重排"重排為\o"烷氧基"烷氧基化合物。反應(yīng)由Wittig(諾貝爾化學(xué)獎獲得者)和L?hmann于1942年首先報道。這個反應(yīng)是合成多取代醇的一個較好的方法。當(dāng)R''為\o"吸電子基團"吸電子基團（如\o"氰基"氰基），很容易\o"離去"離去時，該基團在反應(yīng)中被消除，反應(yīng)產(chǎn)物是相應(yīng)的\o"酮"酮類。[3]反應(yīng)機理一般認(rèn)為反應(yīng)底物醚在強堿作用下生成的α-\o"碳負(fù)離子"碳負(fù)離子發(fā)生O-R鍵\o"均裂"均裂形成\o"自由基"自由基中間體，之后自由基1,2-遷移后兩個自由基再偶聯(lián)為最終的烷氧基化合物。烴基遷移順序與自由基穩(wěn)定性相吻合，即甲基＜伯烴基＜仲烴基＜叔烴基。某些烯丙基芳醚也可以按照另一機理進行反應(yīng)。例如，下圖中的烯丙基芳醚(1)用\o"仲丁基鋰"仲丁基鋰在?78°C處理得到鋰化中間體(2)。當(dāng)升高溫度至?25°C，并用\o"三甲基氯硅烷"三甲基氯硅烷捕獲反應(yīng)的醇鋰中間體時，結(jié)果只得到重排產(chǎn)物(5)，沒有(4)生成。這個結(jié)果排除了通過自由基(3a)進行反應(yīng)的機理，支持了以Meisenheimer絡(luò)合物(3b)為中間體的反應(yīng)機理。進一步研究表明烯丙基(對叔丁基苯基)醚進行反應(yīng)時，反應(yīng)速率發(fā)生下降，從而再次證實了以3b為中間體的機理。[2,3]-Wittig重排反應(yīng)

苯甲基醚（烯丙基醚）在強堿試劑（如RLi，PhLi，KNH2，NaNH2等）作用下，分子中的烴基發(fā)生重排，生成苯甲基醇（烯丙基醇），是醚變?yōu)榇嫉姆磻?yīng)，稱Wittig重排，也稱為Still–Wittig重排。通式：

遷移基團R的遷移能力大致順序如下：

重排機理：實例：

注意：若遷移基團含有手征碳原子，經(jīng)Wittig重排后，此基團構(gòu)型部分發(fā)生消旋化，例如：

部分消旋化表明，C-O鍵的斷裂與C-C鍵的形成不是協(xié)同進行，而是C-O艱先斷裂，C-C鍵再形成。Fries

重排

酚酯在Lewis酸存在下加熱,可發(fā)生?；嘏欧磻?yīng),生成鄰羥基和對羥基芳酮的混合物。重排可以在硝基苯、硝基甲烷等溶劑中進行，也可以不用溶劑直接加熱進行。

鄰、對位產(chǎn)物的比例取決于酚酯的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)條件和催化劑等。例如，用多聚磷酸催化時主要生成對位重排產(chǎn)物，而用四氯化鈦催化時則主要生成鄰位重排產(chǎn)物。反應(yīng)溫度對鄰、對位產(chǎn)物比例的影響比較大，一般來講，較低溫度(如室溫)下重排有利于形成對位異構(gòu)產(chǎn)物(動力學(xué)控制)，較高溫度下重排有利于形成鄰位異構(gòu)產(chǎn)物(熱力學(xué)控制)。反應(yīng)機理反應(yīng)實例（四）σ鍵遷移重排Claisen重排

烯丙基芳基醚在高溫(200°C)下可以重排，生成烯丙基酚。

當(dāng)烯丙基芳基醚的兩個鄰位未被取代基占滿時，重排主要得到鄰位產(chǎn)物，兩個鄰位均被取代基占據(jù)時，重排得到對位產(chǎn)物。對位、鄰位均被占滿時不發(fā)生此類重排反應(yīng)。

交叉反應(yīng)實驗證明：Claisen重排是分子內(nèi)的重排。采用g-碳14C反應(yīng)機理

Claisen重排是個協(xié)同反應(yīng)，中間經(jīng)過一個環(huán)狀過渡態(tài)，