高等有機化學課件

編輯：潘忠穩(wěn)主講：潘忠穩(wěn)二○一一年二月E-mail：ahpzw@163.comTel:高等有機化學第一章有機反應活潑中間體

及在合成上的應用

第一節(jié)：卡賓（碳烯）（Carbene）第二節(jié)：乃春第三節(jié)：自由基第四節(jié)：碳正離子第五節(jié)、碳負離子（Carbenion）（活潑亞甲基化合物）和葉立德高等有機化學第二章官能團的選擇性互變

第一節(jié)還原反應第二節(jié)氧化反應高等有機化學第三章官能團的保護

第一節(jié)：羥基的保護（醇、酚羥基的保護）第二節(jié)：烯鍵的保護第三節(jié)：羰基的保護（用醇保護）第四節(jié)：羧基的保護－酯化第五節(jié)：胺基的保護－酰化或成鹽

高等有機化學第四章元素有機化合物第一節(jié)：有機鎂化合物第二節(jié)：有機鋰化合物第三節(jié)：有機鋅化合物第四節(jié)：有機磷化合物第五節(jié)、有機砷化合物第六節(jié)：有機硅化合物第七節(jié)：有機鋯化合物高等有機化學第五章重排反應第一節(jié)、缺電子重排第二節(jié)、富電子重排第三節(jié)、芳環(huán)上的重排高等有機化學第六章：不對稱合成（手性合成）第一節(jié)、取得旋光活性物質的一般方法第二節(jié)、使用手性底物和試劑進行的不對稱合成第三節(jié)、不對稱誘導反應第四節(jié)、不對稱催化反應高等有機化學第七章有機化合物的逆合成

路線的設計高等有機化學高等有機化學緒論一、有機化學與有機化合物

（一）立體有機化學（Stereochemistry）

（二）物理有機化學（PhysicalOrganicChemistry）

（三）有機合成化學（OrganicSynthesisChemistry）

（四）有機分析化學（OrganicAnalyticalChemistry）

（五）天然產物化學（ChemistryofNaturalProducts）

（六）生物有機化學（BioorganicChemistry）

（七）元素和金屬有機化學（ElementandMetalOrganicCompoundsChemistry）

（八）有機化學中的一些重要應用研究（1）精細化工（2）有機光電材料

高等有機化學二、高等有機化學1、高等有機化學（AdvancedOrganicChemistry）是基礎有機化學的深化和提高。

2、有機化學結構與性能的關系是高等有機化學的基本研究內容之一。

3、對于有機化合物的結構研究，高等有機化學主要以物理測試方法為主。高等有機化學三、高等有機化學的發(fā)展1、由宏觀觀測向微觀觀測發(fā)展2、由靜態(tài)立體化學向動態(tài)立體化學的發(fā)展3、量子化學的應用4、研究由簡單體系向復雜體系延伸高等有機化學高等有機化學1、汪秋安編著《高等有機化學》化學工業(yè)出版社2、梁世懿、成本誠編《高等有機化學》3、CareyF.A.,&Sundberg.R.J.《AdvancedOrganicChemistry》（A、B卷）4、凱里、森德伯格合著《高等有機化學》（A、B卷）,夏知中譯5、陳樂培、董玉環(huán)等編著《中級有機化學》中國環(huán)境科學出版社，2004年1版6、洪琳編《有機反應活性中間體》高等教育出版社1999.6第一版7、斯圖爾特.沃倫著《有機合成――切斷法探討》丁新騰譯，上海科學技術文獻出版社1986年1月第一版8、黃憲、吳世暉、徐漢生《有機合成》（上、下）

參考文獻：高等有機化學第一章有機反應活潑中間體及在合成上的應用

在有機反應中，經常出現(xiàn)的活潑中間體是卡賓、乃春、自由基、碳正離子、碳負離子（包括苯炔、葉立德）碳正離子自由基碳負離子卡賓乃春高等有機化學第一節(jié)：卡賓（碳烯（Carbene）

卡賓是指電中性含二價碳的化合物，如：（1,2－二卡賓）

高等有機化學一、卡賓的結構與形成

卡賓有二種結構：單線態(tài)：碳原子為SP2雜化，一對電子在SP2雜化軌道上，能量高，能衰變?yōu)槟芰康偷娜€態(tài)的卡賓。三線態(tài)的卡賓：碳原子為SP雜化，有二個P空軌道，并相互直，每個P軌道上有一個電子，且自旋方向相同。高等有機化學SP2雜化

，單線態(tài)

SP雜化，線性結構，三線態(tài)

1、雙鍵化合物分解（烯酮、重氮化合物的分解）

高等有機化學2α－消除反應得到三氯乙酸鈉在非質子溶劑如1，2－二甲氧基乙烷中回流脫羧如：高等有機化學二卡賓的反應（強親電試劑）1、插入反應

插入反應在卡賓中較普遍存在，但在鹵代卡賓中沒有此類反應，因為鹵代卡賓的活性比卡賓低。其反應的活性順序為：:CH2>:CHCl>:CCl2>:CBr2>:CF2（X=H,Cl,O,N，etc.），碳碳鍵不能插入高等有機化學高等有機化學2、加成反應

2.1、對碳碳雙鍵的加成（協(xié)同反應，形成三元環(huán)）高等有機化學

單線態(tài)卡賓對雙鍵的加成保持立體專一性，而三線態(tài)卡賓則不能，一般在液相中得到的是單線態(tài)卡賓，如果在溶液中加入C6F6稀釋，則主要得到三線態(tài)卡賓，在氣相條件下，光照，如果有惰性氣體如氬氣存在下，得到的卡賓以三線態(tài)為主。若加入O2等雙自由基試劑，它們和三線態(tài)卡賓結合，留下的是單線態(tài)卡賓。

高等有機化學（順加成）

例：（主產物，加成）（副產物，插入）

高等有機化學例：烯丙基卡賓分子內加成雙環(huán)丁烷

例：高等有機化學（單線態(tài)）（協(xié)同加成）

（構型保持，順式）（構型翻轉，反式）

高等有機化學2.2對羰基的加成高等有機化學3、重排反應：Wolff重排反應機理：

高等有機化學4、在合成上的應用例：擬除蟲菊酯的合成例：例：高等有機化學第二節(jié)乃春(Nitrenes)

一、乃春的結構與形成

乃春與卡賓相似，是一個含氮的活性中間體，指電中性的一價氮的化合物。從結構上看，也分為單線態(tài)和雙線態(tài)。乃春可由多種有機疊氮化合物經光或熱分解脫氮氣而產生。1、烷基和芳基乃春的產生高等有機化學2、由疊氮基甲酸酯（azidoformates）分解

其制備過程為：采用酰氯與疊氮鈉反應制得。如：（氯甲酸乙酯）（疊氮基甲酸酯）高等有機化學3、消除反應

烷氧羰酰乃春由N－（對硝基苯磺酰氧基）胺基甲酸酯在堿存在下消除反應得到：

烷氧基羰酰乃春二、乃春的反應主要反應有：得氫、插入、環(huán)化、二聚、重排等。1.得氫反應：ArN:+2RH---------ArNH2+R-R高等有機化學2.插入反應：（主產物）（伯：仲：叔＝1：10：30）3.環(huán)化反應

單線態(tài)乃春為協(xié)同反應，烯烴的順反構型保持，而三線態(tài)乃春為雙自由基，反應為分步進行的，由于σ鍵的旋轉，產物為順反異構體的混合物：高等有機化學4.二聚反應：5.重排反應：

乃春相關的重排反應有霍夫曼重排、洛森重排、克蒂斯重排反應。高等有機化學5.1霍夫曼（Hoffmann）重排酰胺在次鹵酸鈉的堿溶液中，重排生成第一胺的反應，反應歷程：5.2、洛森（lossen）重排：異羥肟酸及其乙?；苌镉袕妷A作用下，得到第一胺的重排反應：高等有機化學5.3、克蒂斯（Curtis）重排反應

?；B氮化物熱分解得到?；舜海僦嘏诺玫疆惽杷狨サ姆磻焊叩扔袡C化學一個具有殺蟲活性的氨基甲酸酯化合物過程如下：

高等有機化學

乃春在芳環(huán)鄰位是不飽和支鏈時，極易環(huán)化成五元環(huán)，這一性質對雜環(huán)的合成具有重要意義：

第三節(jié)：自由基

自由基是共價鍵發(fā)生均裂，每個碎片各保留一個電子，是帶單電子的三價碳的化合物。高等有機化學一、自由基的結構和形成

1、自由基的結構：

甲基自由基、含共軛結構的自由基是SP2雜化。平面型結構，自由電子在空的P軌道上，叔丁基自由基是角錐型，為SP3構型，其反轉的能量很低，一般約2.5cal/mol，其反轉經平面型的SP2構型。當這種反轉速度沒有反應速度快時，產物有旋光性；反之，得到外消旋產物。α=－1.45o外消旋產物

高等有機化學2、自由基的穩(wěn)定性：

若自由基中的電子能與π電子形成P-π共軛體系，這樣的自由基較穩(wěn)定：高等有機化學3、自由基的形成

(1)熱均裂反應有機的過氧化物或有機偶氮化合物在加熱時均裂形成自由基，常作為自由基反應的引發(fā)劑，如：（過氧化苯甲酰）、PBO

（偶氮二異丁氰）高等有機化學(2)輻射均裂反應：共價鍵的化合物，在紫外光X-射線、γ－射線的輻射下，引起鍵均裂。如：有機汞化合物光分解如：

高等有機化學(3)單電子轉移的氧化還原反應

可變價的無機離子如：Cu、Fe、Co等由于他們得到或失去一個電子而生成自由基如：

過氧化叔丁醇高等有機化學二、自由基的反應

1、鏈反應機理

鏈引發(fā)：鏈增長：

鏈終止：高等有機化學2、烴的鹵代反應

鹵代反應通常指烴的氯化和溴化。而氟代反應太激烈，碘代反應速度慢且不能進行到底。常用的原料是氯氣、溴素。但有時使用其替代物反應更溫和，而且副反應少，收率高。

烯丙基或芐基鹵化物常采用NBS、NCS、Me3COCl（次氯酸叔丁酯）作鹵化試劑，它們是一種溫和的鹵化試劑、均只發(fā)生α－氫的取代反應不發(fā)生烯烴的加成反應。

（N-溴代（氯代）丁二酰亞胺）

高等有機化學3、自由基加成反應

在四種鹵化氫中，只有溴化氫與烯烴的加成能按自由基歷程進行，即加成產物不符合馬科尼科夫規(guī)律。經研究發(fā)現(xiàn)，在黑暗、無過氧化物存在下，與溴化氫加成符合馬氏規(guī)則。若在空氣中暴露或光照下與溴化氫所起的加成反應是不符合馬氏規(guī)則產物。（1,3－二溴丙烷，反馬氏產物）自由基歷程：高等有機化學為什么僅僅HBr具有過氧化物效應？這是因為在鏈式反應中，鏈傳遞的兩步反應必須是放熱反應，否則，鏈的傳遞將發(fā)生困難。高等有機化學表：鹵化氫的鏈傳遞反應焓變：ΔH(KJ/mol)HF－222＋151HCl－75＋17HBr－21－50HI＋50－117

除HBr能和烯烴發(fā)生自由基加成外，羧酸衍生物，特別是含活潑氫的羧酸衍生物如：丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、氯乙酸乙酯等，也能和烯烴發(fā)生自由基加成，如：高等有機化學例：殺蟲劑毒死蜱的合成：

高等有機化學4、自氧化反應

分子氧對有機物進行的氧化反應稱之為自氧化反應。自氧化反應具有重要的實際意義，如油漆的干燥、橡膠的老化、暴露空氣中食物的變質等都與自氧化反應有關。為阻止有機物因自氧化反應而遭破壞。常加入阻止氧化反應的物質如對苯二酚抗氧化劑。如苯甲醛很易被空氣氧化成苯甲酸，如加入0.001％的對苯二酚就可阻止反應發(fā)生：高等有機化學再如：高等有機化學機理如下：高等有機化學高等有機化學5、自由基重排反應自由基重排反應沒有碳正離子那樣普遍，但在某些情況下自由基確實發(fā)生了重排。例：例：(重排產物)高等有機化學例：例：高等有機化學第四節(jié)碳正離子

一、碳正離子的結構及穩(wěn)定性1、經典碳正離子：結構可用經典的lewis式表示的碳正離子

碳正離子的中心原子一般為SP2雜化，P軌道為空軌道。碳正離子的穩(wěn)定性順序為：叔碳>仲碳>伯碳

能產生P－π共軛的碳正離子較穩(wěn)定。幾種穩(wěn)定的正碳離子：

高等有機化學高等有機化學二、非經典碳正離子

非經典碳正離子不能用Lewis結構式來表示1、烯丙基型非經典碳正離子（碳碳雙鍵作為鄰基參與）反式－7－原冰片烯基對甲苯磺酸酯（反式，構型保持）反式的速度是順式的107倍，而順式不僅速度慢，而且得到仍然是反式產物。

反式碳碳雙鍵可以形成π32的非經典碳正離子，所以反式速度快順式－7－原冰片烯基對甲苯磺酸酯

高等有機化學2、螺環(huán)形碳正離子下列化合物水解產物很難用經典的碳正離子加以解釋

85％高等有機化學二、碳正離子的反應1、親核取代反應

SN1歷程：正碳離子歷程，構型消旋化，SN2歷程，分子過渡態(tài)，構型翻轉。

離子對歷程：將兩極端歷程融合為一個歷程加以解釋：實際過程為SN1、SN2歷程都不同程度存在。

高等有機化學2、重排反應高等有機化學3、β－消除反應

在親核取代反應的同時，常伴有消除反應，特別是叔鹵代烴。如：

當X＝NR3時，幾乎全為消除產物?；舴蚵驮啦煞蛳?/p>

扎依采夫消除規(guī)律：一般情況下，仲、叔鹵代烴的β消除得到主產物為碳碳雙鍵上烷基最多的烯烴。高等有機化學霍夫曼消除規(guī)律：

從季胺堿或锍堿加熱消除得到的主產物為雙鍵烷基最少的烯烴。

高等有機化學4、烯烴的親電加成反應

HX對烯烴的加成，在一般情況下，HX分子中的質子與碳碳雙鍵上的π電子結合形成最穩(wěn)定的碳正離子，這就是馬爾尼可夫規(guī)則。

若在自由基引發(fā)劑（有氧或少量過氧化物）情況下，溴化氫的加成是反馬氏加成：高等有機化學5、芳香族親電取代反應如：硝化、磺化反應、F－C反應：R+、RCO+、鹵化（Cl2、Br2）等。

高等有機化學第五節(jié)碳負離子（Carbenion）（活潑亞甲基）和葉立德1、碳負離子結構與穩(wěn)定性

一般碳負離子與相鄰基團易形成共軛大π鍵時，結構穩(wěn)定，取SP2雜化的平面構型，而簡單的碳負離子類似于氨或胺結構，取SP3雜化的錐型結構。但能自動翻轉達到平衡。

穩(wěn)定性：(1)p－π或π－π共軛效應在碳負離子所連的α碳原子上如有不飽和鍵，可使其穩(wěn)定，如

高等有機化學（2）S成分效應

碳負離子穩(wěn)定性隨S成分的增加而增加如：（3）、誘導效應

當碳原子連有吸電子基團是，碳負離子的穩(wěn)定性增加。如：（4）芳香性共平面的環(huán)狀烯烴負離子的π電子數(shù)符合4n＋2時，負離子有芳香性，穩(wěn)定高等有機化學2、碳負離子的反應

2.1、飽和碳原子上的親核取代反應

丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯和類似β－二羰基化合物（1，3二羰基化合物）的烷基化反應，在有機合成上非常重要。高等有機化學例：巴比妥酸高等有機化學例：（杜冷?。└叩扔袡C化學2.2、羰基α位的取代反應－烯胺（Enamine）

烯胺的結構中，由于N的孤對電子的P-π共軛結果，使得原來羰基的“α”碳的電負性增大，親核性增強。同時，由于烯胺很容易水解成羰基化合物，因而在有機合成上有著非常廣泛的用途。

例：例：例：

（嗎啉）

制備：采用羰基化合物在酸催化下脫水反應得到：高等有機化學2.3烯胺的反應及在有機合成中的應用（羰基的α－位活化）：

（1）烴化：

（席夫堿）例：

（2）?；磻?/p>

高等有機化學（3）邁克加成反應（提高邁克加成反應的活性）（烴基化反應）

例：

例：

高等有機化學2.3、法伏爾斯基（Favorskii）重排反應

α－鹵代酮在強堿條件下，重排成羧酸或酯的反應。

歷程：若用OH－替代CH3O－，產物為羧酸，如：高等有機化學

當α－鹵代酮的α，位無酸性氫時，在醇、堿作用下，也可重排，稱似法沃斯基重排：

歷程：

例如：

高等有機化學2.4、邁克爾（Michael）加成反應

碳負離子中間體對α，β－不飽和醛酮的1,4加成反應:

例：

例：

高等有機化學

通常用胺甲基化反應來制備α，β－不飽和醛酮，作為邁克爾反應的原料，稱之為邁尼絲堿（Mannich）。如：

（制成季胺鹽更容易發(fā)生消除反應）

邁尼絲堿（Mannich）高等有機化學例：

高等有機化學例：色胺酸的合成如下（色氨酸）

吲跺高等有機化學2.5羥醛縮合反應

在堿性催化下，具有α－氫的醛酮可以與另一個分子醛酮的羰基加成而得到β－羥基醛酮的反應稱羥醛縮合反應。（有順反異構，但反式E為主）

（多巴胺）擴展到含活性氫化合物

高等有機化學

如若其中一個分子沒有α－氫，不同的醛酮之間的縮合稱之為克萊森－施米特縮合反應（Claisen－Schmidt）縮合

含活潑亞甲基化合物在胺或氨（仲胺）催化下發(fā)生的與醛酮的縮合稱之為克諾芬蓋爾縮合（Knoevenagel）如:

高等有機化學例：例：

若改為丁二酸二乙酯，在強堿催化下與醛酮或酮的羥醛縮合稱之為斯托布（Stobbe）反應：高等有機化學

在強堿存在下，α－鹵代酸酯與醛酮縮合得到α，β－環(huán)氧化酯稱之為達森反應（Darzen,s）,機理如下：

例:例:（香料）（甲基壬基乙醛）

高等有機化學例：高等有機化學在強堿存在下，含活潑氫的酯與酯縮合稱之為克萊森酯縮合反應：例：

若克萊酯縮合發(fā)生在分子內稱之為迪克曼酯縮合（Dieckmann）如:

高等有機化學例：例：例：高等有機化學例：

酸酐在同一種酸的鈉或鉀鹽存在下，產生碳負離子，再與芳醛反應，產生的羥醛型縮合反應稱之為柏金反應（Perkin）：（碘番酸，膽道造影藥物）

高等有機化學二、葉立德（Ylides）

葉立德是指一個帶正電荷的雜原子（一般是五、六族元素）和一個碳負離子相連的化合物，通式為:

磷葉立德；砷葉立德；碲葉立德；硫葉立德；氮葉立德也可以用雙鍵表示為：

葉立德不是真正意義上的碳負離子，但它們發(fā)生的反應都類似于碳負離子，是強親核試劑，如著名的維狄希試劑（Wittig）反應就是磷葉立德與醛酮的反應。到目前為止，葉立德的重要反應仍在不斷涌現(xiàn)，特別是硫、氮葉立德在有機合成中所起的重要作用更引人注目。高等有機化學1、翁內鹽的形成1.1、由翁鹽除去質子

形成的難易程度，取決于碳負離子的穩(wěn)定性，或決定于被除去的質子的酸性。酸性越強，越易除去。例如：高等有機化學1.2、卡賓直接和膦反應1.3、碳負離子和乙烯基磷離子的加成2、翁內鹽的結構

X衍射研究表明：與雜原子相鄰的碳是平面型結構。C－P鍵長為1.7à，比正常C－P單鍵1.87à短。這表明，C－P之間有雙鍵的成分。主要是填滿的2P軌道與d的空軌道有重疊的緣故。

高等有機化學3、翁內鹽的反應3.1、磷葉立德3.1.1與醛酮的反應（Wittig反應）

碳負離子進攻醛酮的羰基碳，得到兩性離子中間體，此時，氧再和磷配位形成膦化氧和烯烴：例：例：高等有機化學

維狄希反應對許多采用別的方法難以合成的天然產物如：萜類、多烯類化合物的合成上非常有用。例如，合成棉鈴蟲性信息素：（7Z,11E）-7,11－十六碳二烯基乙酸酯合成：

采用膦酸酯來制備葉立德是對維狄希試劑的改進和發(fā)展，成為霍納－艾蒙斯（Horner－Emmons）反應，其特點是制備方便，副產物溶于水，分離方便

高等有機化學3.1.2、氧化作用

氧（過氧酸）將翁內鹽裂解為磷化氫和羰基化合物；如果翁內鹽過量，則生成的醛再與翁內鹽反應，得到對稱的烯烴:：3.1.3、重排反應：Stevens重排季胺鹽重排涉及翁內鹽重排：一般氮的翁內鹽很不穩(wěn)定，這是由于N沒有空的d軌道形成共軛的緣故。高等有機化學3.2、硫葉立德常用的硫葉立德是二甲基亞甲基葉立德，二甲基亞甲基氧锍葉立德：這兩個葉立德是1962年被人介紹的。3.2.1、硫葉立德制備：和磷葉立德一樣，主要是采用锍鹽來制備：高等有機化學3.2.2、反應a、環(huán)氧化：

硫葉立德與羰基化合物反應與磷葉立德不同，它不能奪取羰基上的氧，而是加成在碳氧之間，形成環(huán)氧化物。例：

（酯羰基不干擾醛酮）

二甲基亞甲基锍葉立德比二甲基亞甲基氧锍葉立德更活潑，前者不能儲存，后者可儲存數(shù)天。

高等有機化學b、環(huán)丙烷化

二甲基亞甲基氧锍葉立德（不是二甲基亞甲基锍葉立德）對α，β－不飽和羰基化合物的邁克加成反應，得到環(huán)丙烷衍生物。這是一種很好的環(huán)丙烷化試劑：（產物相當于烯烴和碳烯反應的產物）例：例：例：例：(空間位阻大)

高等有機化學例：例：例：

而二甲基亞甲基锍葉立德對α，β－不飽和羰基化合物的邁克加成反應主要是環(huán)氧化物。這是它們兩的主要區(qū)別，也是它們的活性不同所致：C、重排反應：穩(wěn)定的酯葉立德，加熱時也能發(fā)生類似的史蒂文斯重排，如：葉立德的反應也相當復雜，還有其它許多反應，在此不多敘述。

高等有機化學第二章官能團的選擇性互變

研究合成應考慮的問題：（1）碳骨架等（2）官能團（3）構型本章主要討論氧化還原反應第一節(jié)還原反應

常見的還原劑有：A：催化氫化，催化劑常用Ni，Pt，Pd等；B：電子轉移試劑：活潑金屬如Na，Li,Mg，F(xiàn)e，Zn；質子溶劑如H2O，胺，酸，醇等；C:氫轉移試劑：LiAlH4,NaBH4等；D:低價N、S的化合物如：NH2NH2,NH=NH（二亞胺），Na2S,NH4HS,Na2S2O4（保險粉）等。高等有機化學一、不飽和烴的還原氫化使用非均相催化劑：Ni,Pt，Pd，，Raney－Ni使用均相催化劑：過渡金屬理化絡合物（Ph3P）3RhCl－三苯基膦氯化銠，又名威金森催化劑（Wilkinson）。例：例：

例：

高等有機化學例：例：例：例：

高等有機化學Birch還原：負離子自由基機理：反應機理：高等有機化學例：例：高等有機化學二、羰基化合物的還原例：例：高等有機化學反應歷程：高等有機化學例：高等有機化學三、含氮化合物的還原

四、碳－雜原子鍵的氫解（O,S,N,Cl），將C-X轉變成C-H鍵最易的是芐基型和烯丙基型的結構高等有機化學高等有機化學例：例：例：高等有機化學例：高等有機化學第二節(jié)氧化反應一、烯烴的氧化1、環(huán)氧化（構型不變）常見的過氧酸：HCOOOH,CH3COOOH,CF3COOOH（強過酸）、C6H5COOOH、m－ClC6H5COOOH（MCPBA,較穩(wěn)定，固態(tài)，運輸、保存方便）、p-NO2C6H4COOOH

高等有機化學例：（二甲亞砜）

高等有機化學2、羥基化例：高等有機化學例：例：高等有機化學3、臭氧化例：高等有機化學二、醇的氧化反應1、Jones氧化劑：CrO3/H2SO4

例：2、Collins氧化劑：CrO3－2C5H5N（三氧化鉻的吡啶絡合物）（對酸敏感的基團存在時可以用此氧化劑）

高等有機化學3、CrO3-C5H5N-HCl（簡稱PCC）對酸敏感的基團存在時也可以使用（Sarrett氧化劑）。THP（四氫吡喃基）4、新生態(tài)的MnO2為較溫和的氧化劑，特別易氧化烯丙羥基、芐醇:高等有機化學例：例：5、酮＋Al〔OCH(CH3)2〕:異丙醇鋁的酮絡合物稱Oppenauer氧化劑（歐朋腦爾）（妊娠素）6、DMSO……DCC:氧化劑：（二甲亞砜－二環(huán)己基碳化二亞胺）高等有機化學高等有機化學三、醛酮的氧化

KMnO4醛……酸或Ag2O，或CuO酮：拜爾－維利格氧化反應例：例：（不對稱的酮重排反應，苯基遷移能力大于烷基）高等有機化學歷程：

遷移順序：H>Ph>30>20>10，苯環(huán)上有給電子基的的芳基優(yōu)先遷移。

高等有機化學例：第三節(jié)脫氫反應一、Pd催化劑：Pd－C

例：例：Se（硒可替代Pd－C作脫氫催化劑）高等有機化學二、醌類作脫氫催化劑（一些特除的醌）2，3－二氯－5，6－二氰基苯醌（DDQ）例：（更穩(wěn)定）高等有機化學例：三、有機硒化合物：PhSeCl（苯硒基氯）、PhSeBr（苯硒基溴）（二異丙基胺基鋰，強堿）高等有機化學例：高等有機化學第三章、官能團的保護

第一節(jié)：羥基的保護（醇、酚羥基的保護）一、醚化保護保護劑：（C6H5）3C-Cl、【保護伯醇】；C6H5CH2Cl【保護仲醇】等例：（脲核苷）

（保護）

（脫保）

（脫保）

高等有機化學例：DHP（二氫吡喃作保護劑）（環(huán)戊烯醇）

（四氫吡喃醚衍生物）（Witting試劑）高等有機化學有機硅保護劑：氯硅烷（三甲基氯硅烷）（叔丁基二甲基氯硅烷）脫去保護基用酸水解。高等有機化學例：（正丁基氫化鋁）

（半縮醛不穩(wěn)定，分解）

高等有機化學酚羥基醚化保護：例：（N－對羥基偶氮苯）（保護－還原）（正丁基丙二酸二乙酯）

（氫解，脫保）

高等有機化學例：（嗎啡代用品的合成）

（6－亞甲基二氫脫氧嗎啡）

高等有機化學二、酯化保護：保護劑一般有：例：舒喘靈的合成：（舒喘靈）高等有機化學例：例：（氫解，脫芐基）（加熱，Claison重排）

高等有機化學例：Vc的合成（利用縮醛、縮酮保護羥基）（菌催化）

（半縮醛）

（開環(huán)）高等有機化學第二節(jié)：烯鍵的保護（1）二鹵化，（2）環(huán)氧化例：甾族化合物的合成MCPBA:（間氯過氧苯甲酸）高等有機化學第三節(jié)：羰基的保護（用醇保護）例：例：甾族化合物的合成高等有機化學例：（用乙二硫醇作保護劑，必須用Hg2+脫保）高等有機化學第四節(jié)：羧基的保護－酯化

例：例：高等有機化學目前，常用的醇保護劑有2，2，2－三氯乙醇：Cl3CCH2OH,如：如在頭胞類藥物合成中，其中間體頭胞金素的合成：（頭胞金素）

高等有機化學第五節(jié)：胺基的保護－?；虺甥}例如：例如：高等有機化學例：高等有機化學例：高等有機化學第四章元素有機化合物含有C－元素（H,O,N,X,S除外）鍵的有機化合物稱為元素有機化合物。第一節(jié)有機鎂化合物一、制備1、金屬鎂與鹵代烴反應反應條件：無水、無氧、無酸性化合物如CO2、惰氣保護最好。例如：氯苯的活性比溴苯差，因而采用THF以提高反應溫度。高等有機化學2、交換反應:

制備含活性氫的格氏試劑，采用不含活性氫的格氏試劑作原料，進行交換反應。

例如：

高等有機化學二、反應(羥甲基化反應)高等有機化學（羥乙基化反應）高等有機化學當RMgX中的R空間位阻很大，或羰基二邊位阻很大時，將得不到預期的產物。例如：反應機理如下：高等有機化學空間位阻在格氏反應中，應給予充分考驗，以在設計反應路線時合理選用反應原料，如下面二條路線合成同一個化合物，路線二收率很低：高等有機化學雙格氏試劑的成環(huán)反應在有機合成中常常用到，一般采用內酯或二元酸酐，希望給予關注。（г－內酯，很穩(wěn)定）例如：

高等有機化學例如：

例如：

高等有機化學第二節(jié)：有機鋰化合物有機鋰化合物的堿性比有機鎂更強，因而反應活性更高。一、制備1、與金屬鋰反應注意事項：無水、無氧、無酸（二氧化碳）、低溫（常溫易燃燒）2、交換反應高等有機化學二、反應1、與醛酮反應（空間位阻很小，，幾乎無空間效應，與格氏試劑不同）例：高等有機化學例：例：有機鋰于格林試劑的區(qū)別在于：格林試劑于α，β－不飽和醛酮的加成是1，4加成，而有機鋰的加成是以1，2加成為主。高等有機化學2、與羧酸的反應機理：高等有機化學3、與RX的反應例：茉莉酮的合成（順式的為香料，反式的無香味）高等有機化學4、與環(huán)氧乙烷反應羥乙基化反應：

（合成硫辛酸藥物的關鍵中間體）

例：

高等有機化學第三節(jié)：有機鋅化合物RZnX:在金屬有機中，應用最早，但活性比有機鎂差。常用的是：BrCH2COOEt（α－鹵代酸酯）Reformatshy（瑞福馬斯基）反應：高等有機化學例：例：（該反應不象格林試劑，可以一鍋煮）例：高等有機化學例：例：高等有機化學有的鹵代酸酯制備很困難，可采用改進的瑞福馬斯基反應來制備：采用羧酸酯直接制備，用LDA（二異丙基胺基鋰）做強堿脫氫。如：例：例：高等有機化學第四節(jié)：有機磷化合物一、Wittig反應共振結構:

膦葉立德離子型（ylide）（雙鍵型稱ylen）高等有機化學例：例：（酮比醛的活性低，位阻大）制備方法高等有機化學例：受COOEt的吸電子作用，其反應活性下降了。例：機理是：經過了四圓環(huán)的過渡態(tài)、或經歷了兩極離子中間體。膦葉立德的優(yōu)點有：

（1）反應溫和（2）收率較高（3）無重排反應（4）反式結構為主要產物（5）酮的反應活性較差高等有機化學二、Wittig－Hornes反應

（改進型的Wittig反應：使反應活性較低的Wittig反應也有較高的收率）

Wittig反應的進行難易主要有兩個因素：

a、羰基碳的空間位阻越大，反應進行越困難；b、Wittig試劑的碳負離子相連的基團為吸電子基時，反應活性下降。例：（膦酸酯）高等有機化學采用這種膦酸酯作Wittig試劑，反應活性大大增加：例：例：例：高等有機化學例：例：副產物為磷酸鹽，水溶性，分離方便

高等有機化學制備：或:或:（亞磷酸二甲酯）

高等有機化學第五節(jié)、有機砷化合物

砷葉立德可克服磷葉立德反應活性差的缺點，其活性比磷葉立德大。一、砷葉立德的制備下列兩個化合物同樣可以制備砷葉立德：

二、與醛酮的反應：例：高等有機化學例：例：高等有機化學砷葉立德與鄰位羥基芳酮或芳醛反應生成縮合后再環(huán)化的產物－5，6－苯基－2－吡喃酮：

例：例：例：（5，6－苯基－2－吡喃酮）

高等有機化學第六節(jié)：有機硅化合物優(yōu)點：反應收率高；立體選擇性好。缺點：使用四氯化鈦催化；反應超低溫。介紹兩個有機硅試劑的反應及在有機合成中的應用。

一、三甲硅基烯醇醚1、制備方法：（用酮或酯來合成）（HMPA：六甲基磷酰胺）

（原因不明）高等有機化學2、化學反應（1）與鹵素反應（2）與RX反應：使α位的烴基化反應（于烯胺的反應相似）例：例：高等有機化學（3）與醛酮的反應（大于羥醛縮合的收率）例：例：反應活性順序：醛>酮>酯高等有機化學例：（酮的羰基仍保留著）

例：例：高等有機化學（4）Michael加成反應例：高等有機化學二、乙烯基硅烷1、制備方法：利用炔與三甲基硅烷或三甲基氯硅烷反應得到：（六氯鉑金酸）2、反應：親電加成反應有較高的立體選擇性（構型不變）（使β－碳正離子穩(wěn)定）

高等有機化學例：例：例：分解反應：高等有機化學第七節(jié)：有機鋯化合物（二茂氯代氫化鋯）――有機氫化合物一、制備（TH：四氫皮質瓊），（CP：茂環(huán)，有芳香性）二、反應1、加成反應高等有機化學2、還原反應（保留烯烴）例：例：高等有機化學第五章、重排反應

化學反應中，一般碳的骨架不變。分子的碳架或官能團的位置發(fā)生改變的反應稱之為分子重排反應。重排反應在分子內進行，故稱之為分子重排反應。重排反應為烴基或氫原子在分子內進行遷移的反應。遷移可以是基團、原子。所以可以稱基團或原子的遷移的反應為重排反應。重排反應常在試劑作用下（酸、堿、金屬離子）、加熱或光照或其他物理因素下發(fā)生。

第一節(jié)缺電子重排重排反應分為：缺電子重排、富電子重排和芳環(huán)重排。缺電子重排反應：通過缺電子原子發(fā)生的重排反應為缺電子重排反應。

一、碳正離子的重排碳原子重排分為：碳烯重排和碳正離子重排。高等有機化學（鄰位遷移，即1，2－遷移）高等有機化學若發(fā)生重排反應一般重排產物占多數(shù)。一般能生成碳正離子的反應可能形成重排反應。

碳正離子的穩(wěn)定性順序：例：例：（莰烯）

（氯化冰片）

高等有機化學一、碳原子參與的重排1、瓦格那重排脂肪族胺和亞硝酸的反應：例：例：（擴環(huán)反應）

例：

（縮環(huán)反應）

高等有機化學2、Deniyanov（捷米揚諾夫）重排由環(huán)己酮轉變?yōu)榄h(huán)庚酮例：3、片吶重排（Pinacol）重排、吶夸醇重排例：高等有機化學遷移能力：例：例：例：高等有機化學例：例：高等有機化學例：例：二、氮原子參加的重排1、Hofmann重排（降級）高等有機化學機理：（氮烯）

（異氰酸酯）

（胺基甲酸，不穩(wěn)定）例：產物中沒有下列化合物：高等有機化學例：說明該重排反應為分子內重排反應。Hofmann重排反應，重遷移基團的構型保持不變：例：2、Backmann重排（貝克曼重排）反應：醛肟和酮肟的重排反應：高等有機化學機理：遷移規(guī)律：羥基的反位基團發(fā)生遷移。例：高等有機化學例：例：高等有機化學Hofmann重排反應的應用：例：例：高等有機化學第二節(jié)富電子重排缺電子重排常在酸催化下進行，而富電子重排常在堿存在下進行重排。

通過富電子的原子進行的重排。主要指遷移基團遷移到富電子的原子而發(fā)生的重排反應。富電子可以是碳負離子，也可以是其他原子的負離子，該重排又稱為親電重排反應。一、Stevens（史蒂芬斯）重排：季胺鹽：锍鹽：通式：高等有機化學通常：（需要含吸電子基團）立體化學：遷移基團立體化學結構保持不變（是協(xié)同進行的反應）

高等有機化學二、鄰二酮的重排反應:機理：高等有機化學例:例:例:高等有機化學例：（菲）（芳香性比苯弱）高等有機化學三、Wittig重排醚在強堿存在下重排生成醇的反應。在強堿存在下，α－H被堿奪取后形成碳負離子，R1不帶價電子遷移到碳負離子上。例：例：高等有機化學四、Favosekel（法沃斯基）重排α－鹵代酮重排轉變?yōu)轸人狨サ姆磻?。例：例：高等有機化學機理：高等有機化學第三節(jié)、芳環(huán)上的重排一、聯(lián)苯胺重排（主要產物）

（其他多種副產）

其機理是正離子基中間體進行的重排反應：機理：

（重要的染料中間體）

高等有機化學（雙分子還原）例：二、Fries（傅瑞斯）重排酚酯在lewis酸作用下，重排轉化為酚酮的重排反應：（高溫為主）

（低溫為主）

高等有機化學例：例：低溫是速度控制產物，高溫是平衡控制產物，生成穩(wěn)定性大的產物（內氫鍵，更穩(wěn)定）。高等有機化學三、克萊森（Claisen）重排

烯丙基芳醚在加熱時，重排得到鄰位或對位的烯丙基苯酚產物：

當鄰位被占據(jù)時，得對位產物，對位產物是兩次重排的產物：

例：例：

例：

高等有機化學第六章：不對稱合成（手性合成）

定義：用合適的原料制取有旋光性物質的合成。為什么要進行不對稱合成研究？藥物中有生物活性的物質往往有旋光性，因此不對稱合成是有機合成中重要的組成部分。采用普通方法合成常得到的是外消旋化合物，只有在特殊條件下才能得到有旋光性的化合物。例：

例：合霉素是外消旋體，而氯霉素是旋光性化合物。因此不對稱合成在藥物合成中具有重要意義。

高等有機化學第一節(jié)：取得旋光活性物質的一般方法

一、拆分：外消旋的拆分（物理、化學的方法，繁）二、利用天然有旋光性的物質作原料來進行合成（原料一般較少并且貴）

三、不對稱合成的方法：借助外來的不對稱因素（手性源）（底物、溶劑、試劑、催化劑），使無手性或潛手性物質不等量轉化為手性化合物的過程光學收率（對應體過量）：凈旋光體占總量的比例。高等有機化學高等有機化學例：（空間位阻大，發(fā)生還原反應）光學收率：％－ee

＝R或S型仲辛醇市場有售例：第二節(jié)、使用手性底物和試劑進行的不對稱合成

高等有機化學例：（市場有售）9－BBN(9－IPC-BBN)

高等有機化學例：例：高等有機化學第三節(jié)、不對稱誘導反應在無手性的底物中，引入一個手性基團，使反應向不等量的兩種化合物方向進行，生成新的化合物后，再用適當?shù)姆椒ǔ?，并循環(huán)使用。

旋光性胺的反應：例：高等有機化學第四節(jié)：不對稱催化反應例：（有機膦和銠的絡合物）

例：（丙酮酸）例：高等有機化學第七章互變異構與雙重反應性

第一節(jié)、概述

一、互變異構：

二、互變異構和同分異構間的界限

又稱平衡異構現(xiàn)象，即在室溫下，不同官能團異構體處于動態(tài)平衡，能很快的相互轉變，是一種特殊的官能團異構。1885年，有化學家拉爾（Laar）第一個提出這個術語。

高等有機化學第二節(jié)、互變異構轉變歷程和類型

正離子移變：分子中原子或原子團以正離子形式發(fā)生轉移，這種過程稱正離子移變。負離子移變：分子中的原子或原子團以負離子形式發(fā)生轉移，這種過程稱負離子移變。

一、質子移變歷程

1、單分子質子移變歷程

這一歷程表示，失去質子和得到質子是分步進行的。一般酸性較強的物質或在極性強的溶劑中，有利于這一歷程進行。

高等有機化學在酸催化下，則是借助“O”的質子化來催化進行的

2、雙分子質子移變歷程

當化合物酸性很弱時，物質不能象上述的歷程那樣出現(xiàn)負離子，而是質子由一個位置轉移到另一個位置是協(xié)同進行的。

高等有機化學二、負離子移變過程（轉移基團為負離子）

1、單分子歷程：

特點：形成碳正離子中間體

2、雙分子歷程

特點：協(xié)同歷程

高等有機化學3、分子內歷程

鄰苯二甲酸單酯在酸催化下的互變異構就是分子內的負離子移變。

第三節(jié)、酮－烯醇式互變異構

采用庫爾特－邁依爾（Kart－Meyer）法可以測定酮化物中烯醇式含量，常溫下，下列酮烯醇式含量如下表：

丙酮環(huán)戊酮環(huán)己酮2.5×10－4％

48×10－4％

2.5×10－2％

高等有機化學庫爾特－邁依爾測定法簡介：

在丙酮的稀的溶液中，加入過量的溴，實驗發(fā)現(xiàn)，溴化速度與丙酮濃度成正比，和溴無關。因而，證明了溴化反應是通過丙酮的烯醇式加成后消除得到α－溴丙酮

歷程：

由于第一步是慢反應，因而測定α－溴代丙酮的生成速度即為烯醇式互變異構速度。

高等有機化學一、分子結構對烯醇式含量的影響

表：酮式體系中，烯酮的平衡百分含量

化合物

烯醇的含量，％

高等有機化學

化合物

烯醇的含量，％

高等有機化學

化合物

烯醇的含量，％

高等有機化學

化合物

烯醇的含量，％

從上表分析得出以下結論：1、平衡狀態(tài)下，丙酮以及其它簡單酮幾乎全部以酮式存在，如丙酮、環(huán)戊、環(huán)己酮等。

高等有機化學2、在表A部分中，當丙酮中H被羧乙酯（－COOEt）取代時，含量增加；若被乙酰基取代，增加的幅度更大（表B部分）。

a、羧乙酯基或乙?；奈娮有功粒忌蠚渌嵝栽鰪姡欣谙┐际狡胶猱a物的生成，

b、β二酮及β－二酯類的烯醇式烯醇是由于形成分子內氫鍵及碳碳雙鍵與碳基共軛而穩(wěn)定。

3、在C、D、E、F的數(shù)據(jù)表明，在體系中，烷基的存在，降低烯醇式的含量。因為R的＋I效應。

4、在C和F數(shù)據(jù)表明，苯基存在有利于烯醇式的生成：由于烯醇和苯環(huán)產生了大共軛體系的原故

5、較大環(huán)烯醇含量較高，原因不明。

高等有機化學二、溶劑對烯醇式的影響

極性溶劑有利于酮式存在，非極性溶劑有利于烯醇式存在。原因為烯醇式的極性比酮式極性小。因為在烯醇式結構中，存在分子內氫鍵，使正負電荷得到部分中和，而極性下降：

極性大

極性小，負氧被質子中和后，負性下降

高等有機化學

表：乙酰乙酸乙酯在不同溶劑中烯醇含量（18℃）

溶劑烯醇（％）溶劑烯醇（％）水0.40丙酮7.325％甲醇0.83氯仿8.250％甲醇1.52硝基苯10.150％乙醇2.18乙酸乙酯12.9乙醇10.52苯16.2丙醇12.45乙醚27.1戊醇15.33二硫化碳32.4高等有機化學三、烯醇形成的動力學和熱力學比較

1、當羰基有不同的α－H時，可形成不同的烯醇式結構，但是若某一個α－碳上有吸電子基，則有利于此種烯醇式的形成：

次要

主要

2、烯醇式混合物組分的動力學和熱力學控制

動力學控制：產物的組成受到氫的相對活潑性控制。

主要次要高等有機化學若在〔A〕和〔B〕之間可以建立平衡，即〔A〕、〔B〕可以相互轉化，則建立了平衡控制，即熱力學控制：高等有機化學質子催化下的〔A〕、〔B〕之間的相互轉化：

當有過量酮存在下，則是平衡控制產物

動力學控制易生成取代較少的烯醇，而平衡控制則有利于生成取代基較多的產物；前者因為空間位阻少，后者由于生成的烯醇更穩(wěn)定：高等有機化學表：烯醇式混合物的組分

混合物

產物1產物2

動力學2872熱力學

946

動力學10