chapter3 有機(jī)合成設(shè)計(jì)(2)

1、有機(jī)合成設(shè)計(jì)（有機(jī)合成設(shè)計(jì)（2 2）第三章第三章一、控制單元的選取一、控制單元的選取 1 1、活化基團(tuán)、活化基團(tuán) 2 2、阻塞基團(tuán)、阻塞基團(tuán)二、反應(yīng)性差異的利用二、反應(yīng)性差異的利用 1 1、活性不相同的兩個(gè)官能團(tuán)，活性大的官能團(tuán)的利用、活性不相同的兩個(gè)官能團(tuán)，活性大的官能團(tuán)的利用 2 2、相同官能團(tuán)在不同部位反應(yīng)性差異的利用、相同官能團(tuán)在不同部位反應(yīng)性差異的利用 3 3、選擇性試劑的運(yùn)用、選擇性試劑的運(yùn)用三、潛官能團(tuán)的利用三、潛官能團(tuán)的利用四、極性轉(zhuǎn)換的利用四、極性轉(zhuǎn)換的利用 1、合成子的極性轉(zhuǎn)換、合成子的極性轉(zhuǎn)換 2、合成子極性轉(zhuǎn)換的具體應(yīng)用、合成子極性轉(zhuǎn)換的具體應(yīng)用 3、合成子的分類(lèi)和加合

2、、合成子的分類(lèi)和加合 4、供電子合成子、供電子合成子 5、受電子合成子、受電子合成子 6、合成子極性轉(zhuǎn)換的方法、合成子極性轉(zhuǎn)換的方法 7、常用的各類(lèi)極性轉(zhuǎn)換方法、常用的各類(lèi)極性轉(zhuǎn)換方法五五 合成路線(xiàn)的選擇合成路線(xiàn)的選擇一、控制單元的選取一、控制單元的選取 在有機(jī)合成路線(xiàn)設(shè)計(jì)中，為了使合成反應(yīng)順利進(jìn)行，有時(shí)需要在中間體中引入一個(gè)控制單元（Control Element),反應(yīng)完成后的適當(dāng)時(shí)候再除去。根據(jù)引入的控制單元的作用不同，常將控制單元分為：活化基團(tuán)、阻塞基團(tuán)、保護(hù)基團(tuán)。1、活化基團(tuán)、活化基團(tuán) 在反應(yīng)的過(guò)程中常常將某一分子的某一部位引入一個(gè)基團(tuán),使分子的反應(yīng)活化，使反應(yīng)順利進(jìn)行，這種基團(tuán)稱(chēng)謂

3、活化基團(tuán)。例如1:設(shè)計(jì)化合物 的合成路線(xiàn)。C6H5O分析若采用丙酮為原料合成4-苯基-2-丁酮，則收率很低，因?yàn)楸驶鶅蛇叺募谆堑韧?，兩邊可以上兩個(gè)芐基。C6H5OOBrC6H5+C6H5OOH-C6H5OC6H5C6H5OOBrC6H5+ 為了在丙酮一邊的甲基上引入芐基，達(dá)到提高產(chǎn)率的目的，就應(yīng)當(dāng)設(shè)法使丙酮的兩邊的甲基活化基團(tuán)，當(dāng)引入“-COOEt”時(shí),使丙酮一個(gè)甲基上的氫變得非常活潑，那么丙酮就改為了乙酰乙酸乙酯了，也就是說(shuō)，當(dāng)分子拆出了以丙酮為原料時(shí)，為了活化，可以改為乙酰乙酸乙酯為原料。OCOOEt2.PhCH2BrOCOOEtCH2Ph1.EtONaC6H5O1.稀NaOH(5

4、%)2.H+例如2：設(shè)計(jì)化合物PhCH2CH(Et)COOEt的合成路線(xiàn)分析：PhCH2-CHCOOEtEtCH2(COOEt)21.EtONa2.PhCH2XPhCH2CH(COOEt)21.EtONa2.EtXPhCH2CH(COOEt)2EtOH-,PhCH2-CHCOOHEtEtOH/H+合成：PhCH2-CHCOOEtEtPhCH2Br+EtCH2COOEtEtCH2COOEtEt-X + CH3COOEt例如3：設(shè)計(jì)化合物 的合成路線(xiàn)。CH=CHCOOH分析：合成（略）+CH=CHCOOHCHO+CH3COOH（活化）CHOCHOOHOHO2合成例如4：設(shè)計(jì)化合物 的合成路線(xiàn)。OO

5、OOMichael反應(yīng)OO+活化OO+HCHOOOMichael反應(yīng)OO+活化分析OOOOOOOO+COOEtCOOEt1.水解2.-CO2OO1.縮合EtONaCO2Et1.水解，2.-CO23.縮合CH3CH2COCH2CO2Et2.HCHO例如5：設(shè)計(jì)3,5,5-三甲基-2,3-環(huán)氧環(huán)已酮的合成路線(xiàn)。分析合成活化OOOOOO+OO2OOOOOOO2H+，OCO2EtOEtONaEtO2C1.OH-，EtOH2.H+,-CO2,CH3CO3H例如6：設(shè)計(jì)化合物 的合成路線(xiàn)。PhNHPh分析合成（略）說(shuō)明：仲胺可以拆分為伯胺和酰鹵；烴基含有側(cè)鏈的伯胺可以由肟還原制得；酰胺只有用LIALH4還

6、原制得胺。PhNHPhPhNPhOLiAlH4PhCOClH2NPhNPhHOPhOLiAlH4H2NOHPhH(AlCl3)COClPCl3COOH2、阻塞基團(tuán)、阻塞基團(tuán) 在有機(jī)合成中，常將反應(yīng)中無(wú)需反應(yīng)的而卻特別活潑有可能優(yōu)先反應(yīng)的位置占據(jù)（或稱(chēng)阻塞或封閉）從而使欲進(jìn)入分子的基團(tuán)進(jìn)入不太活潑而確實(shí)需要進(jìn)入的位置，此種手段稱(chēng)謂阻塞作用，擔(dān)當(dāng)這種作用的基團(tuán)稱(chēng)為阻塞基團(tuán)。常用的阻塞基團(tuán)為-SO3H,-COOH,-C(CH3)3等。OHOHCO2KCO3OHBrOHOHOHCOOHBr2/乙酸OHOHCOOHBrref.20hH2O+ CO2合成例如：設(shè)計(jì)化合物 的合成路線(xiàn)。OHBrOH例如2：設(shè)

7、計(jì)2,6-二氯苯胺的合成路線(xiàn)。合成NH2ClClNH2NH3SO4H+NH2SO3HCl2,FeH2SO41800CSO3H50% H2SO4NH2ClClOHHO例如3：一溴代化合物。它的一溴代很困難：它的一溴代很困難：不僅羥基對(duì)苯環(huán)有很強(qiáng)的活化效應(yīng)，不僅羥基對(duì)苯環(huán)有很強(qiáng)的活化效應(yīng)，而且兩羥基互居間位，增強(qiáng)活化而且兩羥基互居間位，增強(qiáng)活化解決辦法：解決辦法：溴化之前，引入一羧基，降低苯環(huán)活性，占據(jù)一反應(yīng)位點(diǎn)溴化之前，引入一羧基，降低苯環(huán)活性，占據(jù)一反應(yīng)位點(diǎn)OHHOCO2,K2CO3OHHOCOOHOHHOCOOHBrOHHOBrBr2,AlCl357-6057-6090-92例如3：設(shè)計(jì)2,

8、6-二氯苯酚的合成路線(xiàn)。合成OH濃H2SO4+CH2=C（CH3）2orHO-C(CH3)3-H2OOHC(CH3)3Cl2,FeNH2ClClOHC(CH3)3ClClAlCl3+C(CH3)31）叔丁基體積大，具有一定的空間阻礙作用不僅阻塞所在部位，還能旁及兩側(cè)）叔丁基體積大，具有一定的空間阻礙作用不僅阻塞所在部位，還能旁及兩側(cè)2）叔丁基易于掉下，而不影響其他，熱解或與苯三氯化鋁共熱）叔丁基易于掉下，而不影響其他，熱解或與苯三氯化鋁共熱思考題：完成下列轉(zhuǎn)變OHCOOC2H5OHClClClNH2O2NNO2NH2NH2O2NNO2NO2CH3COOHNO2NH2COOHCOOHBrBrBr

9、CH3CH3NH2NH2二、反應(yīng)性差異的利用二、反應(yīng)性差異的利用 在有機(jī)合成中，反應(yīng)物或者被作用物的不同的部位和試劑之間的反應(yīng)能力不一樣。不同的反應(yīng)物與相同的試劑、或相同的反應(yīng)物與不同的試劑之間反應(yīng)，更是有著明顯的差異。即使是同樣的反應(yīng)物和試劑，在不同的條件（溶劑、催化劑、溫度、壓力等）下反應(yīng)的進(jìn)行和產(chǎn)物的獲得，也有很大差異。 有目的，有意識(shí)的利用反應(yīng)性的不同來(lái)實(shí)施有機(jī)合成反應(yīng)，以達(dá)到合成目標(biāo)分子的目的，稱(chēng)謂反應(yīng)差異的利用。由于反應(yīng)性差異所包含的因素很多，也很復(fù)雜，研究和利用起來(lái)也很復(fù)雜，要掌握這方面的知識(shí)和應(yīng)用的技巧，對(duì)設(shè)計(jì)有機(jī)合成是尤其重要的。1、活性不相同的兩個(gè)官能團(tuán)，活性大的官能團(tuán)的利

10、用、活性不相同的兩個(gè)官能團(tuán)，活性大的官能團(tuán)的利用 苯環(huán)上同時(shí)連有-NH2、-OH時(shí)，-NH2比-OH更易酰化反應(yīng)。若苯環(huán)上同時(shí)含有-COO-與-O-時(shí)，-O-比-COO-更易發(fā)生親核取代反應(yīng)。例如1：設(shè)計(jì)止痛藥對(duì)酰酚胺 的合成。HONHCCH3OOH稀HNO3OHNO2H2/PdOHNH2(CH3CO)2OOHNHCOCH3合成例如2：設(shè)計(jì) 的合成路線(xiàn)。OCOO(CH2)2NR2合成OCOO(CH2)2NR2NaOHO-COO-OHCOOHIOCOO-1.SOCl22.HO(CH2)2NR2 不同官能團(tuán)與同一試劑反應(yīng)，反應(yīng)有差異，如與格氏試劑作用的反應(yīng)活性順序：活潑氫化合物 -CHO C=O

11、-COCl -CO2R ?；瘎┑幕钚皂樞蛴校篟COCl, RCH=C=O(RCO)2O RCO2Ph RCO2R RCO2H2、相同官能團(tuán)在不同部位反應(yīng)性差異的利用、相同官能團(tuán)在不同部位反應(yīng)性差異的利用烯丙基鹵原子和乙烯式鹵原子的活潑性有較大的差異，前者鹵原子比后者要活潑得多，并且很容易發(fā)生反應(yīng)。ClClNaOH,H2OOHClBrBr+ NaCNCNBr在Michael加成反應(yīng)中，接受體（，不飽和化合物）分子中烯鍵的所處位置不同，反應(yīng)活性不同，環(huán)外雙鍵一般比環(huán)內(nèi)上連有烴基的雙鍵活性高，故優(yōu)先參與反應(yīng)。如：O+OCO2EtRONaOOCO2Et又如苯硫酚與烯烴加成，在酸催化下進(jìn)行離子型加成，在

12、過(guò)氧化物存在下為自由基加成，故分別得到不同產(chǎn)物。RCH=CH2 + PhSHR-CH-CH3SPhH+RCH=CH2 + PhSH(PHCO2)2RCH2CH2SPh3、選擇性試劑的運(yùn)用、選擇性試劑的運(yùn)用 在有機(jī)合成的試劑中，有很多是選擇性試劑：1）選擇性的氧化劑CrO3吡啶（Sarett試劑），CrO3 稀H2SO4(Jones試劑）,SeO2,HIO4, Pb(OCOCH3)4,2）選擇性還原試劑如Na2S, NH4HS, LiAlH4,NaBH4，LiBH4及很多金屬有機(jī)試劑3）選擇性鹵代試劑如:NBS等這些選擇性試劑可以使反應(yīng)物中某種官能團(tuán)（或氫原子）反應(yīng)，或者選擇同種官能團(tuán)的某一個(gè)反

13、應(yīng)保留另一個(gè)或幾個(gè)。4）選擇性偶聯(lián)試劑：鈀偶聯(lián)劑、銅偶聯(lián)劑、鎳偶聯(lián)劑5）選擇性烷基化試劑：鹵代烷烴、硫酸酯（硫酸二甲酯、硫酸二乙酯）NO2NO2NH4HSNH2NO2CH3CH3SnCl2/HClNO2NH2CH3NO2OHNO2+ 3Na2S + 6NH4ClNO2OHNH2+ 2H2O + 6NH3 + 6NaCl + 3S1）多種硫化物的選擇性還原作用）多種硫化物的選擇性還原作用NO2NO2+ NH4HSNH2NO2C6H5CH2CH=CH2(CH3)3COClhvC6H5CHCH=CH2Cl(CH3)2CHCH=CHCO2EtNBSCCl4,回流(CH3)2CCH=CHCO2EtBr2

14、）選擇性的鹵化反應(yīng)）選擇性的鹵化反應(yīng)3）鹵代烴的羰基化）鹵代烴的羰基化ClBr1.Na2Fe(CO)4,THF,CO2.HOAcClCHO三、潛官能團(tuán)的利用 潛官能團(tuán)是指有機(jī)化合物中的某些官能團(tuán)前官能團(tuán)（Pro-funtion)經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)淖兓蔀榧油獾墓倌軋F(tuán)，目標(biāo)官能團(tuán)（goal funtion)或分子骨架。這種將變化前的官能團(tuán)稱(chēng)謂潛官能團(tuán)。 條件：作為潛官能團(tuán)的條件為作為潛官能團(tuán)的條件為 1.原料易得。 2.對(duì)多數(shù)試劑應(yīng)比較穩(wěn)定。 3.比較容易通過(guò)專(zhuān)一性或選擇性反應(yīng)轉(zhuǎn)變成目標(biāo)官能團(tuán)。1、烯鍵作為潛官能團(tuán)、烯鍵作為潛官能團(tuán)C=C稀KMnO4或OsO4/H2O2CCOHOHPhCO3HCCOH

15、2OCCOHOHHIO4C=O2O3Zn,H2OC=OO=C+R-CH=CHRKMnO4/H+RCO2H + RCO2HR-CH=CH21.Hg(OAc)22.NaBH4RCHOH-CH3R-CH=CH21.(BH3)2RCH2CH2OH2、苯酚醚作為潛官能團(tuán)、苯酚醚作為潛官能團(tuán)ORLi/NH3(l)MeOHORH+OROCHOOROORLi/NH3(l)MeOHORH+ORH+OLiAlH4OHClCH=CH2OC=OHOCH3Li/NH3(l)MeOHOCH3H+OCH3CH3CH3例如：3、醇羥基作為潛官能團(tuán)、醇羥基作為潛官能團(tuán) 醇羥基作為鹵素、羰基、羧基及氨基等的官能團(tuán)，是有機(jī)化學(xué)中較

16、常見(jiàn)的，下面介紹由烯丙醇生成的乙烯式醇的烯丙基醚，通過(guò)Claisen重排，可以得到，不飽和醛、酮、酯及酰胺。OH + CH2=C OEtHEtOHOCH2CH=CH2CH=CH2CH2=CH CH2CH2O=HCOH + CH2=C OEtREtOHOCH2CH=CH2C=CH2CH2=CH CH2CH2O=CRROH + CH2=C OEtOROCH2CH=CH2C=CH2CH2=CHCH2CH2O=CROOREtOHOH+CH2=C OEtNR2EtOHOCH2CH=CH2C=CH2R2NCH2=CH CH2CH2O=CNR2OHCH2=CHOEtHg(OOCCH3)2O-CH=CH2CH

17、2CHO 呋喃環(huán)作為潛官能團(tuán)已有不少重要應(yīng)用，尤其在合成一些較復(fù)雜的天然產(chǎn)物中常用到。呋喃環(huán)可以直接水解為二酮，但由于反應(yīng)中容易發(fā)生聚合作用，其改進(jìn)方法可以采用間接法由呋喃化合物來(lái)合成二羰基化合物。如把呋喃先變成2,5-二甲氧基二氫呋喃類(lèi)化合物，然后氫化變成四氫呋喃環(huán)，再酸性水解即可得二羰基化合物。4、呋喃環(huán)作潛官能團(tuán)、呋喃環(huán)作潛官能團(tuán)ORMeOROMeH2Pd-CaCO3ORMeOROMeH3O+R-C-(CH2)2-C-ROO 由糠醛與格氏試劑反應(yīng)制得取代的糠醇，再用氯化氫-乙醇處理，開(kāi)環(huán)得二羰基化合物，然后重排、酯化，可以方便地合成出乙酰丙酸酯等。OCHROHHClEtOHOCHROHH

18、EtOH+CHROHHOOCOOHCH2ROCOOEtCH2RO酯化5、噻吩環(huán)作為潛官能團(tuán)、噻吩環(huán)作為潛官能團(tuán)SRRReny-NiR-CH2CH2CH2CH2-RRaney-NiR-C-CH2CH2CH2CH2-C-RS2RCOClAlCl3SRCOCOROORaney-NiSP2O5SRCORCOOHSRCH2丁二酸酐SRCH2CO(CH2)2CO2HSRCH2(CH2)3CO2HZn-HgHClR(CH2)8COOHZn-HgHClSCO2MeOHPdSCO2MeOOH OH1.,TsOHRaney-Ni2.CO2MeO O1.LDA,PhSSPh2.NaIO4,3.CO2MeO OHCl

19、/丙酮KOHCOOHO9-氧基-2-癸烯酸（蜂王漿中的有效成分）四、極性轉(zhuǎn)換的利用四、極性轉(zhuǎn)換的利用1、合成子的極性轉(zhuǎn)換、合成子的極性轉(zhuǎn)換RXR+X-+RMgXMg etherR-MgX+n當(dāng)鹵代烷分解成當(dāng)鹵代烷分解成R R+ +與與X X- -時(shí)，烷基是正離子，當(dāng)它通過(guò)時(shí)，烷基是正離子，當(dāng)它通過(guò)格式試格式試劑劑再分解時(shí)，烷基就成了負(fù)離子，這就稱(chēng)為再分解時(shí)，烷基就成了負(fù)離子，這就稱(chēng)為極性轉(zhuǎn)換極性轉(zhuǎn)換；n同一基團(tuán)既可成為正離子，也可成為負(fù)離子。同一基團(tuán)既可成為正離子，也可成為負(fù)離子。n極性轉(zhuǎn)換極性轉(zhuǎn)換（英文：（英文：UmpolungUmpolung），也稱(chēng)極性翻轉(zhuǎn)、），也稱(chēng)極性翻轉(zhuǎn)、極性反轉(zhuǎn)、極

20、性顛倒，指極性反轉(zhuǎn)、極性顛倒，指有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)中中官能團(tuán)極性官能團(tuán)極性的改變，是的改變，是有機(jī)合成有機(jī)合成重要概念之一。重要概念之一。n此概念首先由德國(guó)化學(xué)家此概念首先由德國(guó)化學(xué)家Dieter SeebachDieter Seebach（迪特迪特爾爾澤巴赫澤巴赫）與美國(guó)化學(xué)家）與美國(guó)化學(xué)家艾里亞斯艾里亞斯詹姆詹姆斯斯科里科里提出，極性轉(zhuǎn)換的英文名稱(chēng)提出，極性轉(zhuǎn)換的英文名稱(chēng)UmpolungUmpolung也也由德語(yǔ)的由德語(yǔ)的UmpolungUmpolung得來(lái)，意為極性倒轉(zhuǎn)。得來(lái)，意為極性倒轉(zhuǎn)。 n例：用環(huán)己烯酮合成-乙?；h(huán)己酮OOCH3COCH3C - -On由于CH3CO-是實(shí)際不存在的

21、合成子，需要從帶正電的結(jié)構(gòu)體通過(guò)極性轉(zhuǎn)換，變成帶負(fù)電的結(jié)構(gòu)體，但如何處理？n處理方法：R-C-XOA與BR-C-XOABR-C - -OAB+ +X+R-C - -OAB+ +OH+OCOARBH3+OOCROn技術(shù)關(guān)鍵：選用什么樣的A與B？n針對(duì)本例：B用-CN，即：OH+ +HCNCH3-CHOHCNNaOH為何不用酸n問(wèn)題：反應(yīng)機(jī)理？nA用：- -C-CH3OC2H5HC2H5OCH=CH2+ +CH3-CHOHCNCH3-CHOCNC-CH3OC2H5Hn問(wèn)題：反應(yīng)機(jī)理？n實(shí)際合成步驟：OH+ +HCNCH3-CHOHCNNaOHC2H5OCH=CH2CH3-CHOCNC-CH3OC2

22、H5HLiNR2CH3-C - -OCNC-CH3OC2H5HOH+OCH3CO目標(biāo)分子1）安息香縮合）安息香縮合2、合成子極性轉(zhuǎn)換的具體應(yīng)用、合成子極性轉(zhuǎn)換的具體應(yīng)用n安息香縮合是羰基極性轉(zhuǎn)換的代表，也是人們最早知道的極性轉(zhuǎn)換的例子。反應(yīng)物苯甲醛中的羰基碳原子是親電性的。首先發(fā)生氰離子對(duì)羰基碳的親核加成，然后質(zhì)子由碳轉(zhuǎn)移到氧上，形成一個(gè)碳負(fù)離子，其中的碳發(fā)生了極性轉(zhuǎn)換，是親核性的。然后該碳原子親核進(jìn)攻另一分子的苯甲醛的親電性羰基碳，質(zhì)子轉(zhuǎn)移，氰離子離去，得到產(chǎn)物安息香。反應(yīng)機(jī)理：n醛（如乙醛）可以和1,3-丙二硫醇形成二噻烷。由于硫?qū)μ钾?fù)離子具有特殊的穩(wěn)定性，故鄰位的碳有酸性，用正丁基鋰在低

23、溫四氫呋喃中處理，得到相應(yīng)的親核性碳負(fù)離子。該鋰化的碳負(fù)離子作為親核試劑，可以和鹵代烴（溴化芐）、其他羰基化合物（環(huán)己酮）以及環(huán)氧乙烷衍生物（苯基環(huán)氧乙烷）等合成子發(fā)生親核取代，生成的產(chǎn)物水解，又得回羰基，因此產(chǎn)物是另一個(gè)羰基化合物。2）硫縮醛、酮（）硫縮醛、酮（C1的極性反轉(zhuǎn)）的極性反轉(zhuǎn)）二噻烷碳負(fù)離子的形成二噻烷碳負(fù)離子的形成SS相當(dāng)于O也是?；?fù)離子的等價(jià)物。RCOH+HSSHRC HSSn-BuLiRCSSRCH2XRCSSCH2RH2O/HgCl2RC CH2RORCOH + HSSHRC HSSn-BuLiRCSSH2O/HgCl2RCSS(CH2)3CC-C5H11Cl(CH2)

24、3CC-C5H11RC(CH2)3CC-C5H11O例如1例如2RCOH + HSSHRC HSSn-BuLiRCSSROH2O/HgCl2RROOHRCORH2O/HgCl2ROHRRORCOXH2O/HgCl2RROO例如1RCOCH3X2RCOCH2XNu-RCOCH2Nu例如2Nu-CH3S-CH2SCH3OLDACH3S-CHSCH3ORCHORCH=C-SCH3SCH3OSCH3ORCH-C-SCH3NuH+HORCH-C-SCH3NuH3O+SCH3HRCH-CNuO3) C2的極性反轉(zhuǎn)1）供電子合成子（以d代表）2）受電子合成子（以a代表）FGX012345nFG：官能團(tuán)；nX

25、0表示促使分子發(fā)生極性轉(zhuǎn)換的金屬原子或雜原子（Li,Mg等，或-O,-N,-S等）。n碳原子順序編號(hào)C1,C2,C3,；n如由于極性轉(zhuǎn)換而使C1具有供電子能力而形成活性中心，就是d1合成子；nC2有活性，就是d2合成子，依次類(lèi)推，給各類(lèi)合成子編號(hào)；n也可能在C之前，官能團(tuán)（FG）或雜原子X(jué)0有活性，就是d0合成子；n供電子合成子就有d0,d1,d2,d3等；n相似地，也有因極性轉(zhuǎn)換使碳原子有受電子能力而形成活性中心的，受電子合成子就有a0,a1,a2,a3之分。3、合成子的分類(lèi)和加合、合成子的分類(lèi)和加合試劑負(fù)離子官能團(tuán)a0Me2PClMe2P +(活化的是P)-PMe2a1CH3COCH3CH

26、3C+O（羰基被活化）-CO-a2BrCH2COCH3+CH2COCH3（-C原子活化）-CO-a3H2C=CHCOORH2+C-CH=CO-OR-COOR,-C=C-試劑負(fù)離子官能團(tuán)d0CH3SHCH3S-(雜原子硫有活性)-C-S-d1KCNCN-（雜原子N使C1活化）-CNd2CH3CH=O-CH2CHO（-C原子活化）-CHOd3(Li)CCCH2NH2-CCCH2NH2-CCCH2NH2（1）烷基）烷基d合成子：合成子：如甲基鋰分解成CH3-和Li+，前者就是烷基d合成子，反應(yīng)中起甲基化作用；格氏試劑中得到的R-當(dāng)然是烷基d合成子；注意：它們不是d1合成子，反應(yīng)中只起烷基化作用，產(chǎn)物

27、無(wú)官能團(tuán)！除了以上涉及的合成子外，還有除了以上涉及的合成子外，還有烷基合成子烷基合成子，也有供電子與受電子之分：，也有供電子與受電子之分：（2）烷基）烷基a合成子合成子如二甲硫醚與溴甲烷的加成物能起下列離子化反應(yīng)：(CH3)3SBr(CH3)3S+ +Br- -此正離子在反應(yīng)中，由于甲基被活化成Me+而起了甲基化的作用；不是a1合成子，而是烷基a合成子，產(chǎn)物無(wú)官能團(tuán)。合成子的加合合成子的加合a合成子與合成子與d合成子的反應(yīng)合成子的反應(yīng)n烷基a + 烷基d：CH3Li+ +(CH3)3SBrCH3CH3+ +(CH3)2S+ +LiBrn產(chǎn)物為無(wú)官能團(tuán)化合物。(d)(a)na1 + d1：OH+

28、 +HCNROHHRCNHOHRNH2(a1)(d1)n產(chǎn)物為1,2-雙官能團(tuán)化合物。n產(chǎn)物是單官能團(tuán)化合物。na + d2：(CH3)3SBr+ +OHH3COH+ +(CH3)2S+ +HBr(a)(d2)na1 + d2：OHH3CO+ +OOHO(a1)(d2)HH產(chǎn)物為，-不飽和醛，是1，3-雙官能團(tuán)化合物分析正誤！分析正誤！正確解：OHH3CO+ +OH-OC - -OHH3COH2OOHHH3COO(a1)(d2)n產(chǎn)物為1，4-雙官能團(tuán)化合物， a1 + d3 ，a3 + d1的產(chǎn)物也都是1，4-雙官能團(tuán)化合物。na2 + d2：OCOOCH3+ +BrOCO2CH3(1)Na

29、OH(2)H3+OOOCO2H(d2)(a2)n產(chǎn)物是1，5-雙官能團(tuán)化合物。na3 + d2：O+ +OHOOO(a3)(d2)1）烷基（烴基）d合成子 碳負(fù)離子的烴基可以是烷基、烯基、炔基。它們活性大，穩(wěn)定性小，形成碳負(fù)離子的容易程度是：CHC - - CH2=CH - - CH3CH2 - - C-H中s成分增加試分析之！4、供電子合成子、供電子合成子烴基d合成子大多通過(guò)有機(jī)金屬鹵化物制得，由C-Na，C-Li通過(guò)金屬交換而得C-M，反應(yīng)如下：Br+ +2LiTHFLi+ +LiBrCl+ +2LiTHFLi+ +LiCl請(qǐng)思考如何控制請(qǐng)思考如何控制2) d1合成子(1）在C1-X0（雜

30、原子）中，碳的電子對(duì)可離域到雜原子上去，就形成較穩(wěn)定的碳負(fù)離子，即d1合成子。HCN（及鉀鹽、鈉鹽）以及CH3NO2都能在水溶液中生成d1合成子。CH3- -NO2+ +OH- -NOOH2CNOOH2C=+ +H2OH- -CNN+ +OH- -CNNC=N=Nn（2 2）利用）利用Si，S，P及過(guò)渡金屬也可生成及過(guò)渡金屬也可生成d d1 1合成子合成子。R3Si- -CH2Cl+ +2Li-LiClR3SiCH2Li+ +烷基硅葉立德：葉立德（葉立德（Ylide）：）：指的是一類(lèi)在相鄰原子上有指的是一類(lèi)在相鄰原子上有相反電荷相反電荷的的中性分子中性分子。葉。葉立德在有機(jī)化學(xué)，尤其是有機(jī)合成

31、中有很多應(yīng)用。通常地，葉立德可以寫(xiě)立德在有機(jī)化學(xué)，尤其是有機(jī)合成中有很多應(yīng)用。通常地，葉立德可以寫(xiě)成以下成以下共振式共振式，其中一個(gè)，其中一個(gè)共振雜化體共振雜化體具有具有雙鍵雙鍵：n早在1919年 H.施陶丁格等就發(fā)現(xiàn)這類(lèi)特殊結(jié)構(gòu)的化合物，1954年E.G.維蒂希等提出維蒂希反應(yīng)，參與此反應(yīng)的磷葉立德通常稱(chēng)為維蒂希試劑。n葉立德結(jié)構(gòu)具有一個(gè)半極性鍵,碳原子上帶有負(fù)電荷,是一個(gè)很強(qiáng)的親核試劑。它與一般碳負(fù)離子不同,能穩(wěn)定地存在。磷葉立德中的磷原子具有低能量的3d空軌道，碳上有孤對(duì)電子的p軌道,通過(guò)d-p共軛分散了碳上的負(fù)電荷，使分子趨于穩(wěn)定。n磷葉立德具有很強(qiáng)的親核性，可與羰基化合物反應(yīng)，生成烯

32、烴；與環(huán)氧化合物反應(yīng),生成還氧丙烷衍生物;與亞硝基苯反應(yīng),生成N苯基亞胺,后者易水解,生成羰基化合物。磷葉立德還可進(jìn)行烷基化反應(yīng)、?；磻?yīng)、重排反應(yīng)、消除反應(yīng)和分解反應(yīng)。 n1，3-二硫環(huán)烷：R- -HC+ +n- -BuLi-BuHRSSLi+ +nP葉立德：Ph3P- -CH2- -OCH3+ +n- -BuLiPh3PHOCH3Li+ +CPh3P=CHOCH3SS注意！注意！3) d2合成子合成子（1）如-碳原子旁有不飽和吸電子基團(tuán)， -碳上的碳?xì)滏I就會(huì)被活化，使-碳成為d2合成子不飽和吸電子基團(tuán)影響-碳上碳?xì)滏I的活化能力，其大小有如下順序：RC=NR2+ +COR- -CNRC=NR

33、PhRC=CR25、受電子合成子、受電子合成子1) 1) 烷基烷基a a合成子：合成子： R- -X, X=Cl, Br, OTs, OMes, RSO32)a12)a1合成子合成子OHRR+ +RO+ +n或RORROX(X=Cl, OAc, SR , OR)3)a23)a2合成子合成子O+ +OH+ +OCl4)a34)a3合成子合成子O+ +OROHHOORCN6、合成子極性轉(zhuǎn)換的方法、合成子極性轉(zhuǎn)換的方法1）雜原子的交換（）雜原子的交換（a1d1）Br交換P：CHBrPh3P-HBrCPPh3+ +磷葉立德(a1)(d1)X交換Mg：格氏試劑C XMgC MgX或或C MgC(a1)(

34、d1)O交換S：CO(a1)HSHSHCSS(d1)X交換金屬Fe：CO(a1)X(d1)Fe(CO)42-COFe(CO)42)引入雜原子引入雜原子引入O：d1,2a1,2RCO3HO(d) (d)(a)(a)環(huán)氧化引入Br：d2a2(d2)OBr2(a2)OBr-溴代引入S：a3d3(d3)(a3)ZH(Z=H, 烷基，芳基，鹵素，氰基等烷基，芳基，鹵素，氰基等RSHO,H+ZSROOH磺?；?) 碳，碳的加成na1d2CO(a1)HArCN-OHCNAr(d2)羥基腈7、常用的各類(lèi)極性轉(zhuǎn)換方法、常用的各類(lèi)極性轉(zhuǎn)換方法1）極性轉(zhuǎn)換的分類(lèi)）極性轉(zhuǎn)換的分類(lèi)2）羰基是作用物的極性轉(zhuǎn)換）羰基是作用

35、物的極性轉(zhuǎn)換3）氨基（胺基）氨基（胺基)化合物的極性轉(zhuǎn)換化合物的極性轉(zhuǎn)換4）烴類(lèi)化合物的極性轉(zhuǎn)換）烴類(lèi)化合物的極性轉(zhuǎn)換1）極性轉(zhuǎn)換的分類(lèi)）極性轉(zhuǎn)換的分類(lèi)（1）可逆的極性轉(zhuǎn)換）可逆的極性轉(zhuǎn)換（2）不可逆的極性轉(zhuǎn)換）不可逆的極性轉(zhuǎn)換COPhPhP2S5CSPhPhPhLiCSPhPhPhLiH2OCHSPhPhPh2）羰基是作用物的極性轉(zhuǎn)換）羰基是作用物的極性轉(zhuǎn)換（1）C1上的極性轉(zhuǎn)換上的極性轉(zhuǎn)換Cn，雜原子旁的第，雜原子旁的第n個(gè)碳原子個(gè)碳原子A: 羰基未被掩蓋羰基未被掩蓋酰基的金屬試劑中，羰基是帶負(fù)電荷的，?；慕饘僭噭┲?，羰基是帶負(fù)電荷的，NCLiOC2H5C2H5NCOC2H5C2H5Li

36、+NCOC2H5C2H5HLDANCOLiC2H5C2H5NCOC2H5C2H5LiNCOC2H5C2H5Hg2+n-BuLiNCOC2H5C2H5LiLithium diisopropylamide二異丙基胺基鋰相關(guān)反應(yīng)相關(guān)反應(yīng)NCOC2H5C2H5Li1) RRCO2) H2OCRROHONR2Fe(CO)5+NaNaFe(CO)4RXFeOCOCCOCORLFeOCLCOCOCRO(CO or Ph3P)RXCROR有機(jī)鐵化合物有機(jī)鐵化合物B: 羰基被掩蓋羰基被掩蓋CXYRCXHRCXYRE+CXYRECREO-XYX: OR, Cl, NO2, -S(CH2)2S-Y: CN, Cl,

37、 H, -S(CH2)2S-l C1上不帶雙鍵上不帶雙鍵RHO+HCNCHRCNOHC2H5OCHCH2CHRCNOCHCH3OC2H5LiNR2CRCNOCHCH3OC2H5OCRCNOCHCH3OC2H5OCROO例例l C1上帶雙鍵，如乙烯醚型上帶雙鍵，如乙烯醚型RCHCZE+RCHCZEH3O+RH2CCOECCZZ, OR,Sr,SiR3OCH3LiOOCH3OHH3O+OOHl 作為等價(jià)物的含硫有機(jī)化合物作為等價(jià)物的含硫有機(jī)化合物RCOH+HSSHRC HSSn-BuLiRCSSRCH2XRCSSCH2RH2O/HgCl2RC CH2RO1, 3-二噻烷用于某些醛酮的合成二噻烷用于

38、某些醛酮的合成（2）C2上的極性轉(zhuǎn)換上的極性轉(zhuǎn)換RCH3OX2RCH2OXRCH2ONu2ROHRCH2XROORRCH2NuROOR經(jīng)典方法：先將羰基經(jīng)典方法：先將羰基-C 活化，引入鹵素，再與親核試劑反應(yīng)活化，引入鹵素，再與親核試劑反應(yīng)較新的極性轉(zhuǎn)換試劑：有烯酮二硫代縮醛單亞砜較新的極性轉(zhuǎn)換試劑：有烯酮二硫代縮醛單亞砜SOCH3H2CSH3CLDASOCH3HCSH3CRCH2CHOCOHRHSOCH3CHSCH3CHRSOCH3CSCH3Nu-HCRSOCH3CSCH3NuE+(H+)HCRSOCH3CSCH3NuEH3O+HCRCNuE(H)OCH3SSCH3+（3）C3上的極性轉(zhuǎn)換上

39、的極性轉(zhuǎn)換ONu123+O13NuEO13NuEMichael反應(yīng)，沒(méi)有極性轉(zhuǎn)換反應(yīng)，沒(méi)有極性轉(zhuǎn)換如果要使如果要使C3 不發(fā)生不發(fā)生Michael反應(yīng)，而進(jìn)行親電反應(yīng)，則需要轉(zhuǎn)化反應(yīng)，而進(jìn)行親電反應(yīng)，則需要轉(zhuǎn)化利用常規(guī)的利用常規(guī)的Micheal 加成反應(yīng)在加成反應(yīng)在 位引入苯磺?；灰氡交酋；? 利用縮醛化作用或利用縮醛化作用或縮酮化作用保護(hù)?；s酮化作用保護(hù)酰基,使之成為強(qiáng)親核試劑使之成為強(qiáng)親核試劑, 進(jìn)而在進(jìn)而在位引入各種不同的位引入各種不同的親電試劑。親電試劑。有機(jī)磷有機(jī)磷, 有機(jī)硅試劑也可以用于有機(jī)硅試劑也可以用于C3的極性轉(zhuǎn)換的極性轉(zhuǎn)換（4）C4上的極性轉(zhuǎn)換上的極性轉(zhuǎn)換, ,-不飽

40、和羰基化合物不飽和羰基化合物 -CO1243C4容易失去容易失去H,成為成為d4,能與親電試劑發(fā)生作用能與親電試劑發(fā)生作用如果如果C4發(fā)生極性轉(zhuǎn)換發(fā)生極性轉(zhuǎn)換,由由d4變?yōu)樽優(yōu)閍4,SS12431) n-C4H9Li2)CH3ISS1243C4H9H3O+1243C4H9O3）氨基（胺基）氨基（胺基)化合物的極性轉(zhuǎn)換化合物的極性轉(zhuǎn)換(1) 亞胺離子的產(chǎn)生（亞胺離子的產(chǎn)生（immonium ion)氨基化合物通常易形成亞胺離子氨基化合物通常易形成亞胺離子HHNHHNHHO+(CH3)2NHHHOHNH3O+HHNPhOHHNPhONHPhONMannich 反應(yīng)反應(yīng)實(shí)際上，碳正離子作用實(shí)際上，碳正離子作用被掩蔽了的碳正離子被掩蔽了的碳正離子(2) 仲胺的亞硝基化合物仲胺的亞硝基化合物仲胺仲胺: -C 不容易與親電試劑作用，如果在胺的不容易與親電試劑作用，如果在胺的N上亞硝基化，分子性上亞硝基化，分子性質(zhì)發(fā)生變化質(zhì)發(fā)生變化用