有機(jī)合成碳碳鍵的形成

有機(jī)合成碳碳鍵的形成一、概述碳骨架有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)官能團(tuán)種類和位置合成指定結(jié)構(gòu)的化合物分子構(gòu)型合成合適的碳骨架：碳鏈增長(zhǎng)——最重要（合成——由小分子大分子）；碳鏈縮短——大分子小分子

成環(huán)——對(duì)環(huán)狀化合物是關(guān)鍵

第2頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月(一)反應(yīng)分類(現(xiàn)有的反應(yīng)從機(jī)理上分三類)

自由基反應(yīng)：

太活潑，難于定向控制——合成少應(yīng)用

離子反應(yīng)：

電子受體電子給體（親電）（親核）

協(xié)同反應(yīng)：環(huán)加成的重要方法。第3頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月(二)用于形成新的C－C鍵的反應(yīng)：1.親核取代反應(yīng)中電子給體（親核試劑）：碳負(fù)離子或潛在的碳負(fù)離子都是金屬化合物（由鹵代烴得到）C4H9MgBrRCH=CHMgBrphMgX格式試劑（給電子）

R2CuLiRX＋LiRli+CuR2CuLi

RC三C-

+MgX

+Na第4頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月2.

一些吸電子基α－位上的H在堿存在下轉(zhuǎn)變成烯醇鹽型電子給體：

第5頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月為了保證烯醇鹽有足夠的濃度，必須根據(jù)α－H活性大小，選擇合適的堿。第6頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第7頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月4.親核取代反應(yīng)：-第8頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月5.負(fù)碳離子對(duì)羰基的親核加成——最主要的一大類反應(yīng)第9頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第10頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第11頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月6.芳環(huán)上的親電取代：第12頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月

離子型反應(yīng)自由基型反應(yīng)協(xié)同反應(yīng)（周環(huán)反應(yīng)）

親電反應(yīng)親核反應(yīng)

碳碳鍵形成的反應(yīng)類型(三)小結(jié)：第13頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月活潑甲基、亞甲基化合物：在a－位具有羰基、酯基、硝基、氰基、砜基或芳基等取代基的化合物。由于這些不飽和基團(tuán)的存在，使與其相連接的碳原子上的氫原子相對(duì)地顯酸性，從而可在堿存在下，形成碳負(fù)離子，參與反應(yīng)。

官能團(tuán)的活性順序：二、含活潑氫的化合物第14頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月*AcidichydrogenatomsareunderlinedApproximateaciditiesofactivemethylenecompoundsandothercommonreagents*第15頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月（一）乙酰乙酸乙酯的利用

第16頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月（1）Claisen酯縮合反應(yīng)一個(gè)含a-H的酯和另一個(gè)相同或不相同的酯，在堿性條件下：Na，

醇鈉，

氨基鈉，發(fā)生反應(yīng)，得到產(chǎn)物b-酮酸酯

在a位形成C－離子

1.制備

第17頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第18頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月交叉的Claisen縮合反應(yīng)一個(gè)含a-H的酯和另一個(gè)不含a-H的酯，在堿性條件下：Na，醇鈉，氨基鈉，發(fā)生反應(yīng)，得到產(chǎn)物b-酮酸酯例：苯甲酸酯，糠酸酯甲酸乙酯草酸二乙酯

碳酸二乙酯

第19頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月工藝條件：不含a-H的酯,在反應(yīng)時(shí)高濃度有利含a-H的酯低濃度有利加料方式：將含a-H的酯的稀溶液，滴加到不含a-H的酯中，可以最大程度抑制酯的自身縮合。溫度較低有利，異酯縮合的活化能較低堿性條件下：Na，醇鈉，氨基鈉，發(fā)生反應(yīng)，得到產(chǎn)物b-酮酸酯第20頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月具有結(jié)構(gòu)的化合物可以脫去CO加熱第21頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第22頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第23頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月實(shí)例：Na(69g,3mol)甲苯(400mL)無(wú)水乙醚(1L)覆蓋無(wú)水乙醇(175mL)冷卻滴加：丙酸乙酯(306g,3mol)草酸二乙酯(438g,3mol)低溫，室溫，3h乙酸（33%）洗，乙醚萃取，蒸餾114-116oC得產(chǎn)物。第24頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月小結(jié)：可以制備：乙酰乙酸乙酯丙二酸酯

b-酮酸酯

a-酮酸第25頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月

思考：第26頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月制含有苯環(huán)的酯第27頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月酮也可以與無(wú)a-氫的酯也能發(fā)生交叉的Claisen縮合反應(yīng)第28頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第29頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月2．Dieckman縮合反應(yīng)－分子內(nèi)的Claisen縮合二元羧酸酯

第30頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月4．乙酰乙酸乙酯在合成中的應(yīng)用（1）分解規(guī)律:

稀堿溶液中水解成酮---成酮分解濃堿溶液中水解成酸---成酸分解第31頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月酮式分解（成酮分解）：

第32頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月酸式分解（成酸分解）

第33頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月

利用亞甲基活性（2）烷基化亞甲基取代：①亞甲基取代,一級(jí)鹵代烷產(chǎn)率高,三級(jí)鹵代烷和芳香鹵代烴不能使用.第34頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第35頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月

②

a鹵代酮，鹵代酸酯第36頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月③與環(huán)氧乙烷反應(yīng)

得到環(huán)內(nèi)酯

第37頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第38頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第39頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月規(guī)律:一般先上大基團(tuán)，后上小基團(tuán)先上不活潑的，后上活潑的基團(tuán)

第40頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月g-二酮,用鹵代酮

g-酮酸,用鹵代酯

第41頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月

用酰鹵反應(yīng)，一般不用醇鈉，

可用NaH,得到b-二酮

（3）與酰氯反應(yīng)

第42頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月用酰氯進(jìn)行酰化時(shí),常用醇鎂作縮合劑,并在惰性溶劑中進(jìn)行,以防酰氯與醇發(fā)生反應(yīng)。

第43頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月（二）丙二酸二乙酯的利用

第44頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月1.制備

第45頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月2.應(yīng)用(1)鹵代烷:利用亞甲基的活潑性,H可被烴基取代,再水解得到一元或二元酸,一級(jí)鹵代烴可用,二級(jí)、三級(jí)鹵代烴及芳鹵不用。先大后小，先不活潑的后活潑的。

第46頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月制備

第47頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月

第48頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月(2)二鹵代烷①一分子丙二酸二乙酯可以制備環(huán)烷烴一元羧酸第49頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月

第50頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月②兩分子丙二酸二乙酯得到二元羧酸第51頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月（3）I2第52頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月（4）鹵代酸酯

b－羰基羧基，易脫羧，得到二元酸第53頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月（5）與酰鹵反應(yīng)，制備b－酮酸酯，b－酮

第54頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月也常用鎂作為助劑，水解時(shí)，用稀硫酸或?qū)妆交撬岬囊宜崛芤?。還可以合成用傅－克反應(yīng)難以制備的酮：

第55頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月（6）發(fā)生Knoevenagel-Doebner反應(yīng)KnoevenagelCondensation;DoebnerModification

第56頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月巴豆醛主要發(fā)生1，2－加成

第57頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月（7）發(fā)生Michael反應(yīng)第58頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第59頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月

第60頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月（8）與脲縮合

第61頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月

第62頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月（9）與環(huán)氧化合物的反應(yīng)：縮合g-內(nèi)酯第63頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第64頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月3.小結(jié)：1，

3－二羰基化合物b－酮酸酯Claisen酯縮合b-羥基醛或酮（1，3－氧化）羥醛縮合b－羥基酸酯（ZnCH2COOC2H5）Reformartsky反應(yīng)b－二酮與碳酸二乙酯，a,b-不飽和化合物ClaisenSehimdt芳醛與脂肪族醛、酮在NaOH水溶液作用

第65頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月（三）其他含活潑氫的化合物1．b-二酮乙酰丙酮,丙二酸酯,乙酰乙酸乙酯

Pka=9

Pka=13Pka=11K2CO3EtONa,NaHEtONa,NaH第66頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月缺點(diǎn),容易發(fā)生二烴基化

第67頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月2.氰乙酸乙酯的烴化反應(yīng)Pka=9缺點(diǎn),也容易發(fā)生二烴基化第68頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月3.腈不太活潑CH2(CN)2pKa=11,CH3CNpKa=~25可采用NaNH2,NaH發(fā)生親核取代反應(yīng)二烴基化反應(yīng)需要較高的溫度

第69頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月醛酮的a-氫,酸性弱,易發(fā)生羥醛縮合反應(yīng).其一含a-氫,另一不含a-氫否則產(chǎn)物混和.第70頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月

（三）.烯胺的烴化反應(yīng)1963年,G.Stork使用醛和叔丁基胺形成烯胺sichiff堿p-TsOH,甲苯帶水(DeanandStarkapparatus),或用無(wú)水K2CO3

除水

第71頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第72頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第73頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月優(yōu)點(diǎn)(1)不需要堿或其他催化劑,減少羰基的自身縮合(2)可以制備單烷基化產(chǎn)物(3)對(duì)于不對(duì)稱的酮,取代發(fā)生在取代基較少的位置

烯胺的Michael反應(yīng):取代基少的位置酮的Michael反應(yīng):取代基較多的位置

第74頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第75頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第76頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月

在有支鏈的一側(cè)，烯醇負(fù)離子穩(wěn)定。

第77頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月酰基化:可在碳上?；?并用于增長(zhǎng)碳鏈第78頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月合成昆蟲(chóng)激素的中間體-ω-乙?；核?/p>

第79頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月三、麥克爾Michael反應(yīng)(一)概述堿性條件,活潑亞甲基化合物與a,b-不飽和羰基化合物發(fā)生1,4-加成反應(yīng)

－SO2Ph，

－

1.（Michael受體）

a,b-不飽和羰基化合物，

a,b-不飽和腈等A：－CHO,－COR,－COOR,－COAr，－CONR2，－NO2，–CN，－SO2Ph，

－SOPh

吸電子基團(tuán)+第80頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月2.親核試劑：活潑甲基和亞甲基化合物乙酰乙酸乙酯丙二酸酯乙酰丙酮b-酮酸酯醛酮腈硝基化合物

第81頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月3.堿:醇鈉、氨、胺4．溶劑：苯類、醇類、二氧六環(huán)通式：

第82頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月（二）應(yīng)用

1．制備1，5雙官能團(tuán)化合物

?第83頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第84頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月2．Robinson環(huán)化第85頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第86頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月Hajos的應(yīng)用：Hajos獲得了具有手性的Hajos酮,并完成了天然睪丸酮的全合成紫杉醇的合成維生素D3的合成

第87頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月Robinson環(huán)化的實(shí)例

第88頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第89頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第90頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第91頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月3．烯醇硅醚的Michael加成反應(yīng)羰基的Michael加成反應(yīng)，除了直接通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)生成的烯醇或烯醇負(fù)離子進(jìn)行外，也可通過(guò)烯醇硅醚或烯胺進(jìn)行。

TiCl4促進(jìn)的Michael反應(yīng)可在很低的溫度下進(jìn)行，副反應(yīng)少，收率高。

第92頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月四、羥醛縮合反應(yīng)1．自身縮合Soxhlet索氏提取器使收率5％－70％

第93頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第94頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月2．交叉的醛或酮的縮合第95頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月苯甲醛與苯乙酮縮合的查爾酮（Chalcone）查爾酮類化合物具有多種藥理作用和生物活性,同時(shí)它也是一種新型的有機(jī)非線性光學(xué)材料。以它為母體的化合物存在于甘草、紅花等多種天然植物體中，是植物體內(nèi)合成黃酮的前體，其本身也有重要的藥理作用。查爾酮具有抗蟯蟲(chóng)作用，抗過(guò)敏作用，表現(xiàn)了多種藥理作用，類黃酮化合物中的查爾酮，具有化學(xué)預(yù)防和抗腫瘤活性.

第96頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月得到反式烯第97頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月在取代基較少的a-C位置OH-條件下在取代基較多的a-C位置H＋條件下第98頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月堿性條件下，a-H的酸性占主導(dǎo)，動(dòng)力學(xué)控制酸性條件下，烯醇的穩(wěn)定性占主導(dǎo)，熱力學(xué)控制。

第99頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月甲醛與含活潑a-H羰基化合物，在強(qiáng)堿作用下縮合：羥甲基化反應(yīng)

制備季戊四醇：涂料工業(yè)重要原料

第100頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月3．胺甲基化反應(yīng)（Mannich）醛酮與甲醛和胺（仲、伯胺）縮合得到Mannich堿。通常加入少量的酸，保持一定的酸性。

第101頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月歷程：

第102頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月應(yīng)用較廣，

醛酮，羧酸，酯，酚或其他含芳香體系（如雜環(huán)等）的活潑氫，制備氨基酮。

托品酮：1903年，19步合成出?？偸章?.75%。1917年Robinson用Mannich反應(yīng)合成出。收率17%。丙酮二羧酸、丁二醛和甲胺僅一步就合成了托品酮(顛茄酮)。莨菪，顛茄,一步反應(yīng)法：

第103頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月tropinone

托品酮

第104頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月1．氨甲基化總是發(fā)生在取代基較多的a-C上，酸性條件，形成取代基較多的位置的烯醇較穩(wěn)定。

第105頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月2．可分解得到a,b-不飽和羰基化合物，并增加了一個(gè)碳原子。3．在醫(yī)藥和生物堿的合成中有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值，因而越來(lái)越被合成化學(xué)家所重視。

草綠堿

蘆葦中可以提取得到的生物堿?？梢灾苽渖彼帷Ｒ部梢灾苽鋌-甲基吲哚。第106頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月Mannich堿受熱可發(fā)生消除反應(yīng)得到烯，再經(jīng)加氫得到增加一個(gè)碳的化合物。第107頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月第108頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月甲基酮和環(huán)己酮在Mannich反應(yīng)中常用。

第109頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月利用N－H的Mannich反應(yīng)：

使用繞丹寧制備生物活性衍生物。

第110頁(yè),共126頁(yè)，星期六，2024年，5月五、羧酸衍生物

比較常見(jiàn)的Claisen酯縮合1．Reformatsky反應(yīng)有機(jī)鋅化物：有機(jī)鎂化物可與酯反應(yīng)。第11