有機(jī)合成第三章穩(wěn)定化碳負(fù)離子的烴基化和縮合反應(yīng)2

有機(jī)合成

主講人：南光明第三章穩(wěn)定化碳負(fù)離子的烴基化和?；?/p>

主要內(nèi)容：一、烯醇負(fù)離子的形成及其反應(yīng)性二、縮合反應(yīng)3.1原理

烯醇負(fù)離子的形成及其反應(yīng)性碳負(fù)離子是通過對烴類化合物進(jìn)行活化進(jìn)而用堿奪取酸性的α-氫而產(chǎn)生的3.1原理3.1.1穩(wěn)定化的碳負(fù)離子極其反應(yīng)性無機(jī)化學(xué)，酸堿平衡有機(jī)化學(xué)，酸性很弱為了促使這種異裂的發(fā)生：提高碳?xì)浠衔锏乃嵝曰蚱涔曹棄A的穩(wěn)定性（引入活化基以提高C-H氫的酸性）提高所用的堿的堿性（促使平衡向右進(jìn)行）穩(wěn)定化的碳負(fù)離子是活性中間體，作為親核試劑，它們可以與正極化的碳中心反應(yīng)。碳負(fù)離子.三類具有同等重要的反應(yīng)是：鹵代烴的親核取代反應(yīng)；不飽和親電試劑的親核加成反應(yīng)；3.1.2穩(wěn)定碳負(fù)離子的因素3.1.2.1共振穩(wěn)定作用3.1.2.2高共軛效應(yīng)穩(wěn)定化作用3.1.2.3吸電子誘導(dǎo)穩(wěn)定作用3.1.2.4鄰位正電荷穩(wěn)定作用3.1.2.5d軌道的穩(wěn)定化作用3.1.2.6雜化軌道效應(yīng)的穩(wěn)定化作用3.1.2.7符合休克爾規(guī)則的芳香性穩(wěn)定作用3.1.2.8偶極穩(wěn)定化作用3.1.2.9多取代基和多因素的穩(wěn)定化作用3.1.2.1共振穩(wěn)定作用碳負(fù)離子的α-位有重鍵，碳負(fù)離子的未共用電子對與重鍵的π電子體系的共軛而被穩(wěn)定化3.1.2.2高共軛效應(yīng)穩(wěn)定化作用當(dāng)一個(gè)帶有共軛基團(tuán)的分子由于不含α-氫或由于結(jié)構(gòu)上的限制無法通過軌道交蓋穩(wěn)定α-碳負(fù)離子，而非鄰位如β-位碳負(fù)離子在角度和空間位置上可與該共軛基團(tuán)的p軌道相互作用時(shí)，共軛基團(tuán)可以穩(wěn)定該β-碳負(fù)離子，此即高共軛效應(yīng)3.1.2.3吸電子誘導(dǎo)穩(wěn)定作用誘導(dǎo)效應(yīng)是通過碳鏈傳遞的，當(dāng)負(fù)碳中心與一個(gè)具有吸電子誘導(dǎo)作用的基團(tuán)（-I基)連接時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致碳負(fù)離子的穩(wěn)定化，其作用不如吸電子的共軛效應(yīng)強(qiáng)3.1.2.4鄰位正電荷穩(wěn)定作用碳親核試劑是磷、硫、砷、銻、鉍、硒和氮的內(nèi)鎓鹽-葉立德，它們是一些相鄰兩原子帶相反電荷，三種最重要的葉立德是磷葉立德、硫葉立德、砷葉立德3.1.2.5d軌道的穩(wěn)定化作用處在周期表中第三周期的元素，特別是硫、磷、硅對α-碳負(fù)離子有特殊的穩(wěn)定化作用，當(dāng)與碳負(fù)離子連接時(shí)，它們的空的3d軌道與碳負(fù)離子σ*反鍵軌道相互作用，對負(fù)電荷起穩(wěn)定作用3.1.2.6雜化軌道效應(yīng)的穩(wěn)定化作用由于S軌道的吸電子能力比P軌道強(qiáng)，負(fù)碳中心雜化軌道所含S軌道成分越高，越有利于穩(wěn)定該碳負(fù)離子。炔基、烯基、烷基的負(fù)離子穩(wěn)定性下降3.1.2.7符合休克爾規(guī)則的芳香性穩(wěn)定作用閉合環(huán)狀不飽和化合物去質(zhì)子化，產(chǎn)生符合Huckel規(guī)則的電子數(shù)，則產(chǎn)生的碳負(fù)離子可獲得芳香性的穩(wěn)定化作用3.2烯醇負(fù)離子的形成及其反應(yīng)性3.2.1羰基化合物的切斷及其合成的選擇性問題3.2.1.1羰基化合物的切斷3.2.1.2烯醇負(fù)離子烷基化的選擇性問題3.2.1羰基化合物的切斷及其合成的選擇性問題

3.2.1.1羰基化合物的切斷4.2.1.2烯醇負(fù)離子烷基化的選擇性問題羰基化合物的烴基化涉及兩個(gè)步驟：用一個(gè)適當(dāng)?shù)膲A進(jìn)行羰基化合物α-氫的去質(zhì)子化產(chǎn)生烯醇負(fù)離子；烯醇負(fù)離子作為碳親核試劑與烴基化試劑（R-X）進(jìn)行親核取代反應(yīng)形成烴基化產(chǎn)物對于汪不對留稱的捉酮產(chǎn)皺物更穩(wěn)復(fù)雜酮的再烷基野化所臥面臨可的問派題包督括：區(qū)域深選擇云性問公題：求原料而為非甲對稱制的酮限時(shí)，長烯醇笨負(fù)離縮慧子的絞形成氣就存騎在區(qū)廈域選西擇性雞問題睛，即互羰基頌兩側(cè)練不同送的氫害那一架個(gè)被駐去質(zhì)戴子化奪，形腦成哪憂一個(gè)雄烯醇烤負(fù)離部子二烷脈基化帽和多而烷基眼化問透題：行體系歉中的鄙堿或量烯醇帶負(fù)離砍子（隱它們厘既是膨碳親扁核試駱劑、滔氧親懼核試悲劑，塘也可冶以作挨為堿代）可傷以奪捉取新籃生成付的烷降基化謹(jǐn)產(chǎn)物襲的α-氫，承產(chǎn)生膚新的工烯醇鴉負(fù)離翻子，小后者艱被烷賭基化鋼后將央生成供二烷琴基化濾副產(chǎn)伴物，篇進(jìn)一格步的蠅反應(yīng)套將導(dǎo)桂致生卻成多細(xì)烷基似化副貪產(chǎn)物自縮伸合反士應(yīng)：遙如果孝起始涼的酮票不能的被快研速、即完全慰的轉(zhuǎn)炭變?yōu)榘?，就揉存在爪著后犧者與朗尚未槍轉(zhuǎn)變晴的原始料酮得發(fā)生親羥醛驗(yàn)加成林的反裙應(yīng)的端可能粘性碳-烷基摩化和疾氧-烷基雨化問反題：巨烯醇蛇負(fù)離所子是堆具有壁碳和付氧兩禿個(gè)反鳴應(yīng)中冤心的顛兩可亮親核垮試劑勻，因蘿此，孝存在恭著烷身基化丑到底兵發(fā)生叔在碳鹿上或床氧上貨的化代學(xué)選怕?lián)裥跃蠁栴}立體特選擇雁性問吼題：至多取巖代酮幟的烷納基化暗還可控以產(chǎn)河生不往同的熟立體揚(yáng)異構(gòu)肯體其它通問題煙：烷曾基化征試劑罰的穩(wěn)挪定性痛問題堤，堿支與酮關(guān)發(fā)生單親核巴加成冰的可屑能性3.疑2.紙2影響辰羰基留烯醇臟負(fù)離菊子形壯成及虧反應(yīng)狼性的點(diǎn)因素碳?xì)渖蠒兾锏钠逅嵝詳呈怯勺テ浣Y(jié)蒼構(gòu)所梁決定執(zhí)，外俘界因袖素（梨堿，鄭反應(yīng)修介質(zhì)蛛）對目羰基浴烯醇擁負(fù)離沒子形快成、潑反應(yīng)仍性、搜選擇鳥性也猜有重鑄要的孤影響3.酬2.許2.饅1堿3.點(diǎn)2.擾2.愁2反應(yīng)頌介質(zhì)高（溶習(xí)劑）3.紋2.雀2.3浮O妖-烷基裹化與C-烷基拌化問鉆題3.晶2.樹2.衡1堿酮烴蠻基化若的副救反應(yīng)拐之一美是羥鍛醛加屈成反拒應(yīng)，做反應(yīng)薄的成色因是晌體系費(fèi)中同斑時(shí)存謠在著想烯醇捏負(fù)離瓶子和蛛部分媽未反猴應(yīng)的培起始乳酮。位為使農(nóng)碳負(fù)璃離子櫻烷基樓化順紅利的崇進(jìn)行陷，首鏟要條洗件是梯溶液鋸中有背足夠緒濃度悄的碳炕負(fù)離妨子，抖以使撐烴基滅化可慰以足肌夠快戶的速匆度進(jìn)節(jié)行。赤因此沾，為孫避免酒這一里副反蜘應(yīng)的則辦法尖之一趣是使珍用適機(jī)當(dāng)?shù)闹葔A，餐快速綁、完川全的小把酮君全部研轉(zhuǎn)化甘為烯填醇負(fù)罩離子對于惱只有燥一個(gè)盯吸電寇子基脖團(tuán)(p株Ka愛=2茄0-鞠25敞)穩(wěn)定少的碳舞負(fù)離零子，賞為了遍滿足磚完全蜻去質(zhì)泰子化找的要膝求，奇必須諸使用倡比氫準(zhǔn)氧化羞鈉（H2掃O/奴Na痕OH丑,段pK家a=刊15扣.7）和票甲醇難鈉(M造eO折H/簡Me痕ON施a,符p桿Ka飲=1件5.蟻5)等更孤強(qiáng)的幫堿。黎如叔靜丁醇晶鉀（t-叛Bu烤OH登/t酒-B棍uO腸K,怎p豪Ka風(fēng)=1能9）,親核惕性小暖，但袖是堿宅性強(qiáng)宣度不遮夠，侵不能撇使酮更完全免轉(zhuǎn)變殊成烯徐醇負(fù)顏離子存。采用陰更強(qiáng)精的堿Na顯NH2/N籮H3,荒pK替a=駕35鎮(zhèn),旦Na凳H/糞TH猴F,底p夾Ka婆=3藝2等，蛋在常甘用的損烴類規(guī)溶劑蹦中反要應(yīng)，咸強(qiáng)堿淘的溶規(guī)解性京不好給，烯蓄醇負(fù)束離子石的形殖成只蠢是緩筍慢的攏進(jìn)行臟，使歡得烯棗醇鈉只和酮米同時(shí)月存在甜，導(dǎo)敗致羥借醛加竿成的殲副反濫應(yīng)仍世存在。為了狠克服腸此缺隨點(diǎn)，成發(fā)展匪了新鼓一代尸的強(qiáng)分堿，柿即大佩位阻姨的二之級胺侮的堿稼金屬汗鹽，燒如：LD耍A(勸li穗th蔬iu磚m暴di蕉is捆op支ro淋py顯la染mi壯de遺),堵L寇HM白DS鍬(六甲辱基二貿(mào)硅胺毯鋰)等，咸這些梯強(qiáng)堿棋有三瓦個(gè)優(yōu)桃點(diǎn)：A.堿性孫很強(qiáng)繁（pK眾a＞33）B.能夠招溶解桐于非命極性窗溶劑遷，甚客至烷盒烴中戴，可臂實(shí)現(xiàn)客對羰杜基化財(cái)合物段的完越全去栗質(zhì)子租化C.位阻慈大，躬親核說性弱六甲采基磷輩酰胺3.房誠2.聾2.器2反應(yīng)搬介質(zhì)啄（溶用劑）各種亡碳負(fù)憐離子皇的形析成取拿決于沈羰基世化合駝物結(jié)策構(gòu)（閘碳?xì)涑铀幔┎?、堿環(huán)及溶營劑。盒為保吉證溶膀液中杯碳負(fù)遣離子膊有足恩夠的泰濃度帥，所懷用堿踐的共炊軛酸概的pK報(bào)a值和冒溶劑鞏的pK其a值必愧須比遍碳?xì)淠岬膒K錢a值大首。有樸機(jī)合郊成中轉(zhuǎn)常用標(biāo)的堿/溶劑訓(xùn)組合蒜是：誦氫氧粥根離汗子在秒水中兩（pK消a≈萬16）,烷氧仰負(fù)離篇子在曾相應(yīng)抖的醇案中（pK憤a≈逆20，叔巖丁醇遼鉀）饒，氨來基鈉疲在液源氨中抗（pK胖a≈依35），足甲基坦亞硫著?；惣谆赦c在DM侵SO（pK睬a≈勁35）中廊，堿度金屬腰氫化命物、蜘胺鋰感或烷缸基鋰蠅在醚椒或烴部溶劑負(fù)中（pK欣a＞40）。酮通抬過烯格醇負(fù)犁離子綢烷基床化時(shí)囑產(chǎn)生熔二烷候基化遼或多架烷基征化反賊應(yīng)的崇原因萬是體怖系中洋同時(shí)猾存在舍烷基叫化物脫和堿蠢。堿尾的來萌源有叫兩種構(gòu)：外酬加的模堿；露尚未時(shí)烴基應(yīng)化的拾烯醇芳負(fù)離贈(zèng)子。幸解決次酮的像二或文多烷浙基化氧問題絹采用罪的方吉法：值使用識(shí)等摩怠爾數(shù)毯的大內(nèi)位阻信的強(qiáng)都堿（LD烏A）,使體子系中辮沒有陰過量通的或總未反幻玉應(yīng)的鞋堿；捆提喜高烴謹(jǐn)基化劃反應(yīng)數(shù)速度找，以吉盡快頃把烯闖醇負(fù)獸離子佩烴基廚化。溶劑壁性質(zhì)姥對烯放醇負(fù)錘離子邪烴基牌化的榨速度仙的影振響：溶劑嬸的類嗽型（澆質(zhì)子換或非筐質(zhì)子昆）溶劑聞的酸郵堿性溶劑伏的極全性溶劑塑的類幟型與辟酸堿噴性：神反應(yīng)值應(yīng)在巖無水接條件還下進(jìn)預(yù)行，的因?yàn)榕嗡母彼嵝匝潱╬K艱a≈積16）比釀羰基看化合賓物的棵酸性窯強(qiáng)的陵多（pK稅a=乞20），杜水的峽存在癢會(huì)使揭碳負(fù)練離子戰(zhàn)質(zhì)子電化，包其次箭，存把在著圾烯醇擔(dān)負(fù)離磨子從旗溶劑么中獲括得一燈個(gè)質(zhì)拌子形嗓成競望爭平訊衡的緊可能切性，把因此嫌，溶紗劑的饒酸性村要比非酮的非酸性拘弱的鋒多才杏行。溶劑舅的極神性首先緞是非皺質(zhì)子坊性溶吹劑，嘗其次項(xiàng)是極姜性溶接劑3.歇2.遞2.詳3思O-烷基房誠化與C-烷基圍化問文題O-烷基災(zāi)化產(chǎn)杯生醚棍；C-烷基屈化為糾我們稼的α-烷基穗化產(chǎn)備物有利巖于C-烷基川化的奔條件水；反寬應(yīng)在TH壓F稼or愿D拋ME溶劑止中進(jìn)詳行，殿同時(shí)片用烯急醇鋰盾鹽，蠶用碘適代烷援或溴絲式代烷任做烷只基化擁試劑徐。影響O-烷基局化與C-烷基色化比惱例的月離去核基效哈應(yīng)可肆以用嘴軟硬怒酸堿倚原理兩解釋碧：烯況醇負(fù)淋離子展的兩山個(gè)親示核中移心中鎖，氧享是較侄碳硬壺的堿閣，在SN臉2親核暗取代旱反應(yīng)醫(yī)中，炮如果塞親核濫試劑堡與離掛去基甜團(tuán)軟仍硬度法相似奏，有彈利于答反應(yīng)道的進(jìn)柳行。軟硬婚堿理虎論：隨硬堿睬是電伐負(fù)性傻大，快半徑韻小，虎難氧權(quán)化（肢不易策失去寄電子招），床不易極變形后的原眾子（N,召O王,茄F）.反之憶為軟聚堿（I-,繪SC厚N-,像S2-,快C-），鼠在親錫核取剃代反累應(yīng)中欠，如各果，制離去癥基團(tuán)慢與親在核試資劑軟麻硬度棋相似肺有利枯于反納應(yīng)的蘿進(jìn)行.對于督磺酸賓酯和旁硫酸漂酯這菌樣的抱較硬壞的含宰氧離碧去基錢，則糾優(yōu)先奇發(fā)生O-烷基蘿化反妹應(yīng)3.炮3醛和非非對室稱酮慮的烯厭醇化濱及其佛烷基氧化的帽選擇曲性控擦制3-懶3-固1醛的鵝烯醇奏化及來其烷午基化羰基暗化合妹物酮朵烯醇掩負(fù)離掀子烷熟基化孤（應(yīng)鴉用較仿多）羰基越化合備物醛牲烯醇架負(fù)離玩子烷座基化趁（應(yīng)將用較盤少）涌：烯青醇負(fù)芝離子戰(zhàn)易于等與醛趕發(fā)生拔羥醛喚加成愈反應(yīng)墊，為我完成車醛烯標(biāo)醇負(fù)浙離子挑烷基絮化必膝須快衣速、飄完全錯(cuò)的形憲成醛智烯醇愉負(fù)離址子，娃醛的漲烷基東化才展有好丙的收獻(xiàn)率如果壤使用傘特殊奮的堿,則可殖得到互高收梁率的括碳-烷基?；臐u產(chǎn)物3-訓(xùn)3-恥2通過貴動(dòng)力串學(xué)或缺熱力溝學(xué)控繡制形咱成特權(quán)定烯綿醇鹽系（非灰對稱這的酮嚴(yán)）動(dòng)力氧學(xué)控鄰制-速度索控制拐（低吵溫）仰：理裹想條顏件為柜快速麗、完趨全、紋不可記逆地閘去質(zhì)饑子化不，完媽成的科試驗(yàn)飛條件彩是低袍溫-干冰-丙酮矮??；遍干冰-異丙嗚醇浴-7嫩8℃、使飯用位喚阻大混的強(qiáng)下堿-雷達(dá)LD累A、在幣非質(zhì)仰子溶耐劑中棍使用辛鋰離西子作籌為烯喬醇負(fù)爭離子借的抗唯衡離債子熱力底學(xué)控佛制-平衡獎(jiǎng)控制文（較帆高溫訴度）辜：占桌主導(dǎo)級的烯死醇負(fù)桃離子導(dǎo)是取管代較投多的役烯醇伙負(fù)離緩子，輝碳碳平雙鍵評取代政多、朽使用勿較弱搬堿、面質(zhì)子芳溶劑蔬、鈉早和鉀盟離子扔作為齒抗衡雀離子械、反界應(yīng)溫夸度較羽高3-牽3-微3烯醇勤硅醚善作為毒特定悲烯醇府鹽的牢前體此法騙特點(diǎn):首先椒制備原動(dòng)力利學(xué)或爹熱力歌學(xué)控嘗制的憂特定銹烯醇嫂硅醚,然后攻使用甘等摩喇爾數(shù)尺的甲軌基鋰熄產(chǎn)生甜特定補(bǔ)烯醇狡負(fù)離遞子.此法全優(yōu)點(diǎn):使用臘烯醇鄙硅醚診可以級分別頭制備口熱力皮學(xué)或融動(dòng)力桌學(xué)控喝制的進(jìn)烯醇糾負(fù)離杏子副努產(chǎn)物逮為惰值性四填甲基瘦硅烷缺點(diǎn):是否戲能夠魚得到嚴(yán)烯醇籠硅醚,底物指官能來團(tuán)限冬制(不能矮使用月強(qiáng)親流核性悶的試壤劑-甲基濫鋰),由甲至基鋰殊與烯槍醇硅免醚產(chǎn)旦生的捎烯醇愧負(fù)離陣子在哲烷基挑化時(shí)很活性業(yè)不高速度折控制猜產(chǎn)物:平衡廢控制培產(chǎn)物但：使用吉芐基斃三甲銷基氟歷化銨舞代替組甲基昂鋰等去可以何制備咳比烯柿醇鋰?yán)棼}更濤活潑桃的烯壟醇銨如鹽3-倒3-干3-絨2在le望wi摧s酸催脊化下龍烷基狡化通過岡烯醇熟硅醚咐進(jìn)行逐烷基中化的賽優(yōu)點(diǎn)寧是酸艇堿條涉件都猛行，芳使用剖的算旨為為Tl暖Cl4,S歪nC與l4,Z諷nX2等，侵酸催忠化條領(lǐng)件下寶的烷除基化反試機(jī)妻是叔恰鹵代藏?zé)N和仿仲鹵蹤蝶代烴黃（伯波鹵代頸烴不連行，烈機(jī)理仰涉及暮到碳控正離高子的筋生成余，堿隨性條帝件只累能使益用伯揉鹵代揪烴消旋島體姜核黃酮訴合成3-些3-惹4通過α，β-不飽壯和酮律的共睛軛加介成形則成特姥定選的烯斤醇鹽3-藏3-些4-相1：通刪過金舌屬液側(cè)氨還撐原形姿成特衣定烯映醇負(fù)沸離子tr岡an伸s-盞ci餡s=億20抬:13-僵3-朋4-啟2:通過驗(yàn)共軛抄加成-捕獲桑烯醇茶負(fù)離脈子3-魯3-揀4-狐3：烯蛙醇和兵烯醇謹(jǐn)負(fù)離酬子的疑氨類餡似物-烯胺到和亞頃胺負(fù)未離子3-西3-洲5-蜻1烯胺亞胺綁由伯喝胺與不醛、捆酮縮林合制笛備，靈烯胺吳由仲杰胺與腫含α-氫的餅醛、回酮在洲酸催迷化下牽通過取共沸狹除水些制備（亞胺支）（烯胺估，環(huán)岔狀仲稿胺更工穩(wěn)定）此反焰應(yīng)優(yōu)挖點(diǎn)：想無需右堿或而其它盾催化仗劑，論有效哈減少楊羰基鍋化合佩物自合縮合結(jié)；反明應(yīng)形粘成單慶烷基播化產(chǎn)土物；橫非對踢稱