第三章 元素有機化合物在有機合成中的應(yīng)用

1、第三章第三章 元素有機化合物在有機合元素有機化合物在有機合成中的應(yīng)用成中的應(yīng)用雜原子元素：有機化合物中除雜原子元素：有機化合物中除C、H、O、(N)、Cl、Br、I以外的元素；分為金屬以外的元素；分為金屬元素和非金屬元素兩類。元素和非金屬元素兩類。金屬有機化學(xué)：金屬有機化合物金屬有機化學(xué)：金屬有機化合物元素有機化學(xué)：非金屬元素有機化學(xué)（元素有機化學(xué)：非金屬元素有機化學(xué)（B、Si、P、S、F）31 有機硼烷在精細有機合成中的應(yīng)用有機硼烷在精細有機合成中的應(yīng)用 H.C.Brown從1936年開始從事硼氫化學(xué)和有機硼化學(xué)研究，到1979年他與Wittig一同分享諾貝爾化學(xué)獎為止，共43年。他的得獎演

2、講詞的標題是“從小橡籽到高大的橡樹由硼烷到有機硼烷。”這形象地描繪了他的一生在硼化學(xué)研究中的經(jīng)歷。他是硼氫化反應(yīng)及有機硼烷化合物的開拓者。由于Brown的鍥而不舍的精神，他和他的同事以及學(xué)生們在硼有機化學(xué)上取得不斷的進展。二硼烷、硼氫化鈉是有機合成中非常重要的還原劑。硼氫化反應(yīng)使得有機硼烷成為易得的化合物，并證實它們在有機合成中是用途最廣、并隨時可制備的中間體。它們和碳氫化合物的性質(zhì)不同，在有機硼烷的取代反應(yīng)中，發(fā)生取代的碳原子一般保留完整不變的構(gòu)型，產(chǎn)物純凈。不對稱硼氫化產(chǎn)生光學(xué)純的R*B衍生物，可以順利地轉(zhuǎn)化純的對映體，因此為工業(yè)上生產(chǎn)手性藥物所需的純的和重要的對映體的合成首次提供了一個通

3、用方法。這是一項少有的持續(xù)了70年的研究取得的經(jīng)驗。這項工作不僅獲得了諾貝爾化學(xué)獎，而且獲得了工業(yè)應(yīng)用，還開辟了商業(yè)化學(xué)的一個領(lǐng)域。這一切證實了Brown自己的話：“高大的橡樹是從小橡籽成長起來我已經(jīng)知道如何使那?；ǚ郯l(fā)育成一粒橡籽，然后變成一棵橡樹，又變成一片森林?，F(xiàn)在我正開始看到一塊大陸的輪廓。它還需要下一代的化學(xué)家在這塊大陸上定居，給人類帶來好處。 有機硼化學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，目前仍十分活躍，且不斷深入而廣泛的向前發(fā)展，我們只了解有機硼烷在精細有機合成中的幾類應(yīng)用。 一一 有機硼烷的制備有機硼烷的制備 1956年和年和1957年相繼發(fā)現(xiàn)了不飽和有機化合物在醚年相繼發(fā)現(xiàn)了不飽和有機化合

4、物在醚類溶劑類溶劑(THF, Diglyme)中用二硼烷或二硼烷體處理可迅中用二硼烷或二硼烷體處理可迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C硼烷。隨著研究工作的發(fā)展速地轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C硼烷。隨著研究工作的發(fā)展, 尤其是手尤其是手性硼烷在硼氫化和羰基還原上的應(yīng)用性硼烷在硼氫化和羰基還原上的應(yīng)用, 表現(xiàn)出的顯著的表現(xiàn)出的顯著的立體選擇性和區(qū)域選擇性立體選擇性和區(qū)域選擇性, 使其在有機合成中具有重要使其在有機合成中具有重要的應(yīng)用。的應(yīng)用。1硼氫化反應(yīng)硼氫化反應(yīng)乙硼烷與烯、炔反應(yīng)的特點（1）A、反應(yīng)快速且?guī)缀跏嵌?。?）順式加成（3）反馬氏加成（4）A、立體選擇性 硼加到烯平面的立體位阻較小的一側(cè)。 外型2 通過有機金屬化合物制

5、備通過有機金屬化合物制備Et2O.BF3 + 3 RMgX R3B + 3MgXF + Et2OB(OEt)3 + 1/2Al2R6 R3B + Al(OEt)3BCl3 + SnR4 RBCl2 + R3SnCl ( Or R2BCl + R2SnCl3)LiAlH4RBH2R2BH二、有機硼烷的轉(zhuǎn)化反應(yīng)二、有機硼烷的轉(zhuǎn)化反應(yīng) 硼氫化反應(yīng)在有機合成上之所以重要，是因為它所生成的烷基硼烷可以進一步反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成為各種有用的產(chǎn)物。 1、 質(zhì)子化反應(yīng) 烯基硼烷在室溫下就能被乙酸迅速質(zhì)子化，而且所涉及的碳原子構(gòu)型不變，轉(zhuǎn)變成為特定異構(gòu)體的烯烴。如：2、 氧化反應(yīng) 三烴基硼烷被過氧化氫氧化幾乎定量地生成

6、正硼酸酯，后者在堿性條件下水解，生成相應(yīng)的醇和正硼酸。 通過硼氫化反應(yīng)后再氧化水解（硼氫化氧化反應(yīng)）可將烯烴轉(zhuǎn)變成為醇（且為反馬氏加成型的醇，并且OH與H在同側(cè)）。B(OR)3 +3 H2OOH-3ROH + R(OH)3R3B + 3H2O2B(OR)3 +3 H2ORCHCH2BH3q THF(RCH2CH2)3BH2O2-NaOHRCH2CH2OHBH3q THFH2O2-NaOHBH2HOH炔烴的硼氫化氧化反應(yīng) 炔烴與硼烷發(fā)生硼氫化氧化反應(yīng)可生成醇、醛或酮。3、異構(gòu)化反應(yīng) 烴基硼烷在常溫下很穩(wěn)定，當溫度升高時會發(fā)生異構(gòu)化，即硼活性基團移位到碳鏈的一端，生成新的硼烷，由新的硼烷進一步反應(yīng)

7、可得到新的化合物。4、硼烷的羰基化 有機硼烷在合成中最有用的反應(yīng)之一是與CO發(fā)生一個、兩個或三個有機基團由硼原子到配位CO碳原子的遷移反應(yīng)。在相應(yīng)條件下能直接生成伯、仲、叔醇及醛、酮。這相當于在CB鍵之間插入一個羰基，導(dǎo)致新CC鍵的生成，故稱為羰基化反應(yīng)。R3B + COR3BCO_+R2B-C-RORBCR2OOB-CR2硼烷的羰基化-氧化反應(yīng)三、有機硼烷在合成上的應(yīng)用 基于烷基硼烷的質(zhì)子化、氧化、異構(gòu)化、羰基化等反應(yīng)，通過有機硼烷可以合成烯烴、醇、醛、酮等化合物，并且反應(yīng)具有高度的立體選擇性。如例1C6H13CCH2BHC6H13CH2CHO例2BH3-THFHBH2HOHH2O2-NaO

8、H 有機硼烷的應(yīng)用例有機硼烷的應(yīng)用例EtCO2HRCH2CH3H2O,OH-HCrO4-RCH2CH2IRCH2CH2OHRCH2CO2H(RCH2CH2)2Ag2OEt2NClI2,OH-RCH2CH2Cl(RCH2CH2)3B *IPC2BH可以用可以用 -蒎烯和蒎烯和NaBH4在在0時與三氟時與三氟化硼反應(yīng)而得化硼反應(yīng)而得, 硼氫從立體障礙較小的一面加到蒎硼氫從立體障礙較小的一面加到蒎烯的雙鍵上成為烯的雙鍵上成為IPC2BH, (+)- -蒎烯蒎烯( D, 47.6 )生生成成(-)-IPC2BH( D, -37.1 ), 而而(-)- -蒎烯生成蒎烯生成(+)-IPC2BH; (-)-

9、IPC2BH具有具有(1R, 2R,3R,5S)構(gòu)型構(gòu)型, 要合要合成高光學(xué)純度的成高光學(xué)純度的(-)-IPC2BH, 可以用可以用15%過量的過量的 -蒎烯與硼烷在蒎烯與硼烷在0下下THF中反應(yīng)中反應(yīng)3天天, 利用非對映異利用非對映異構(gòu)體的溶解度不同構(gòu)體的溶解度不同, 可得到可得到100%ee的的IPC2BH;由于由于烯烴與硼烷反應(yīng)很難停留到單硼烷階段烯烴與硼烷反應(yīng)很難停留到單硼烷階段, IPCBH2不能用直接的方法而需要通過間接的方法來獲得不能用直接的方法而需要通過間接的方法來獲得, 可用可用IPC2BH與與0.5N的的TMED生成生成2IPCBH2.TMED, 光學(xué)純度可達光學(xué)純度可達1

10、00%, 2IPCBH2.TMED在在THF中與中與BF3.OEt2反應(yīng)反應(yīng), 不溶解的不溶解的2BF3.TMED從反應(yīng)混合物從反應(yīng)混合物中析出可得到游離的中析出可得到游離的IPCBH2。 *由于由于IPC2BH具有較大的空間阻礙具有較大的空間阻礙, 與與烯烴的反應(yīng)速度慢烯烴的反應(yīng)速度慢, 光學(xué)純度低光學(xué)純度低(14-22%), 而而IPCBH2位阻小位阻小, 活性高活性高, 可以平和地與可以平和地與各種三取代環(huán)烯、非環(huán)烯和反式烯烴反各種三取代環(huán)烯、非環(huán)烯和反式烯烴反應(yīng)應(yīng), 產(chǎn)物的光學(xué)純度為產(chǎn)物的光學(xué)純度為50-100%。 *IPC2BH（二異松莰基硼烷）有機合成中的應(yīng)用（二異松莰基硼烷）有機

11、合成中的應(yīng)用順式烯烴的不對稱硼氫化:胺化:碘化:*四四 新有機硼試劑新有機硼試劑HBBH二 環(huán) 己 基 硼 烷二仲異丁基硼烷1,1,2-三甲基丙基硼烷9-BBN,9-硼雙環(huán)(3,3,1)壬烷鄰苯二酚硼烷 新試劑良好的區(qū)域選擇性新試劑良好的區(qū)域選擇性四四 有機硼試劑進行的立體選擇性反應(yīng)有機硼試劑進行的立體選擇性反應(yīng) IPC2BH 二異松莰烯基硼烷 IPCBH2 單異松莰烯基硼烷 Codition A: 15%過量的a-蒎烯, 0, THF, 3d3.2 有機硅化合物在有機合成中的應(yīng)用有機硅化合物在有機合成中的應(yīng)用 近幾十年來，有機硅化學(xué)有了迅速的發(fā)展。有機近幾十年來，有機硅化學(xué)有了迅速的發(fā)展。有

12、機硅化合物具有許多特殊的反應(yīng)性能，并能在控制反應(yīng)硅化合物具有許多特殊的反應(yīng)性能，并能在控制反應(yīng)的立體選擇和區(qū)域選擇方面起重要作用，因而在有機的立體選擇和區(qū)域選擇方面起重要作用，因而在有機合成中得到了應(yīng)用。它在合成中的最初應(yīng)用是作為保合成中得到了應(yīng)用。它在合成中的最初應(yīng)用是作為保護基，隨后，其在合成中的應(yīng)用越來越廣泛，發(fā)展極護基，隨后，其在合成中的應(yīng)用越來越廣泛，發(fā)展極其迅速，因而受到了有機合成化學(xué)家和工業(yè)生產(chǎn)者的其迅速，因而受到了有機合成化學(xué)家和工業(yè)生產(chǎn)者的重視。重視。 已知有機硅化合物的反應(yīng)性，取決于官能團對硅已知有機硅化合物的反應(yīng)性，取決于官能團對硅的位置。當官能團的位置。當官能團X與硅原

13、子直接相連時（與硅原子直接相連時（SIX），），顯示鹵素的性能，可用作反應(yīng)試劑和催化劑；顯示鹵素的性能，可用作反應(yīng)試劑和催化劑；X位于位于碳原子（碳原子（ ）上時，形成碳負離子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，）上時，形成碳負離子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，具備碳負離子的反應(yīng)性能，碳負離子在合成中有相當具備碳負離子的反應(yīng)性能，碳負離子在合成中有相當多的應(yīng)用，所以是一類重要的中間體；多的應(yīng)用，所以是一類重要的中間體；X位于位于碳原碳原子子( )時，受到時，受到SiC鍵離子性的影響很不穩(wěn)定，鍵離子性的影響很不穩(wěn)定，一般伴隨一般伴隨SiC裂解，形成烯烴。若位于裂解，形成烯烴。若位于位時，位時，X的影響很小，對熱穩(wěn)定，一般用作碳官能團硅烷

14、而獲的影響很小，對熱穩(wěn)定，一般用作碳官能團硅烷而獲得工業(yè)方面應(yīng)用。因而用作合成試劑的主要是得工業(yè)方面應(yīng)用。因而用作合成試劑的主要是:、 及及 類化合物。類化合物。Si C XSi C C XSi xSiC XSi C C X一、烯醇硅醚一、烯醇硅醚(Silyl enol ethers)在有機合成在有機合成上的應(yīng)用上的應(yīng)用 有機硅試劑最初作為醇的保護用于有機合成中有機硅試劑最初作為醇的保護用于有機合成中, 隨隨著有機硅化學(xué)的發(fā)展著有機硅化學(xué)的發(fā)展, 有機硅化物作為合成試劑及中間有機硅化物作為合成試劑及中間體的研究受到了普遍重視體的研究受到了普遍重視, 如烯醇硅醚如烯醇硅醚, 三甲基碘硅烷三甲基碘

15、硅烷, 均具有多種反應(yīng)性能的試劑均具有多種反應(yīng)性能的試劑, 可發(fā)生多種反應(yīng)可發(fā)生多種反應(yīng), 合成多合成多類化合物。類化合物。 Org Reaction, 1990, 38: 1-224. Sillicon Reagents for Org Syn. 1983, 評論評論Me3SiI的應(yīng)的應(yīng)用。用。 烯醇硅醚是一類具有高度活性和多種反應(yīng)性能的烯醇硅醚是一類具有高度活性和多種反應(yīng)性能的合成試劑合成試劑, 該類試劑不僅能發(fā)生多種類型的反應(yīng)該類試劑不僅能發(fā)生多種類型的反應(yīng), 最關(guān)最關(guān)鍵的是這些反應(yīng)均具有良好的區(qū)域選擇性。鍵的是這些反應(yīng)均具有良好的區(qū)域選擇性。（一）烯醇硅醚的制備1、使用TMSCl/Et

16、3N/DMT體系制備 在Et3N/DMT（二甲基甲酰胺）體系中，醛、酮與三甲基氯硅烷（TMSCl）反應(yīng)生成烯醇三甲基硅醚。用叔丁基二甲基硅醚也可制得相應(yīng)的烯醇硅醚。如果酮是不對稱酮，則主要生成熱力學(xué)控制的產(chǎn)物（取代基較多的更為穩(wěn)定的烯烴）。OMe3SiClEt3N,DMFOSiMe3(77%)+OSiMe3(23%)OMe3SiClEt3N,DMFt-BuMe2SiClEt3N,DMFOSiMe3OSiMe2Bu-t2、使用強堿/TMSCl體系制備 用非親核性的強堿與酮作用，生成相應(yīng)烯醇負離子并以TMSCl俘獲它，是制備烯醇硅醚的又一方法。常用的非親核性堿是六甲基二硅氨鈉 (Me3Si)2NN

17、a和二異丙基胺鋰 (i-Pr)2NLi,簡稱LDA。如果酮是不對稱酮，則主要生成動力學(xué)控制產(chǎn)物（取代基較少的烯烴）。OOSiMe3(2%)OSiMe3(98%)LDA1.2.TMSCl+3、金屬還原法金屬還原法也是制備某些烯醇硅醚的方法之一。如：COOEt2NaPhCH3O-O-TMSClOSiMe3OSiMe3OOHH3O+COOEtCOOEt1.Na, PhCH32.Me3SiClOSiMe3OSiMe3H3O+OOH二、烯醇硅醚的重要合成反應(yīng) 1、 與醛酮的反應(yīng)（屬于控制性反應(yīng)） 不同醛酮之間的交叉羥醛縮合反應(yīng)本應(yīng)是一種極有合成價值的反應(yīng)，但往往因發(fā)生自身縮合及多縮合產(chǎn)物，從而限制了它的

18、實際應(yīng)用。1974年，Mukaiyama報道了在Lewis酸催化下，烯醇硅醚與醛酮化合物的親電反應(yīng)。反應(yīng)有利于生成一般不易得到的交叉羥醛縮合產(chǎn)物，并有很好的區(qū)域選擇性，大多情況下，反應(yīng)在烯醇硅醚的位。反應(yīng)先將某一酮制成三甲基硅烯醇醚，再與另一分子酮縮合，就可避免副反應(yīng)的發(fā)生。這一點，類似于醛、酮經(jīng)過烯胺的烴基化反應(yīng)。如：PhOTMSClEt3N,DMFPhOSiMe3OTiCl4,CH2Cl2PhOOH烯醇硅醚與醛酮的反應(yīng)及機理反應(yīng)機理TMSClEt3N,DMFOSiMe3OPhCOCH3TiCl4,CH2Cl2PhOHOMe3Si-OCl-TiCl3HC10H21OOC10H21OTiCl3

19、OC10H21OH羰基化合物活性 與烯醇硅醚反應(yīng)的羰基化合物的活性次序為：醛酮酯。如：2、與，不飽和酮的1，4加成 在TiCl4的作用下，三甲基烯醇醚與，不飽和酮發(fā)生加成，生成1，5二羰基化合物。如：PhOTMSCl Et3NPhOSiMe3OTiCl4,CH2Cl2,-78PhOO Et3NOLDA/THFOSiMe3TiCl4OOOOH-O3、與鹵代烴、鹵素反應(yīng) 烯醇硅醚在路易斯酸TiCl4的存在下與叔鹵代烴反應(yīng)，可生成羥基酮。（類似于醛酮通過烯胺的烴基化反應(yīng)）如： 若是伯鹵代烴，須先將烯醇硅醚轉(zhuǎn)化為烯醇負離子，才能順利地在位上烷基化。如：TiCl4OSiMe3Me3CClOTiCl4OS

20、iMe3Me3CClOOSiMe3CH3LiOLiRCH2XOR4、 烯醇硅醚作為雙烯體發(fā)生Diels-Alder反應(yīng) 作為Diels-Alder反應(yīng)的雙烯體的是1，3共軛二烯，烯醇硅醚分子中三甲基硅基的供電性有利于雙烯體發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)。如：二、硅葉立德在合成上的應(yīng)用 Wittig反應(yīng)是羰基烯化的重要方法，已在有機合成中得到廣泛應(yīng)用。如何制備具有反應(yīng)性的磷葉立德是進行該反應(yīng)的關(guān)鍵步驟。隨著對磷葉立德的深入研究，啟發(fā)人們?nèi)タ厮髌渌s原子與它類似的反應(yīng)活性，這些雜原子包括硫、胂、硒、錫、硅等，從而大大擴展了Wittig反應(yīng)所涉及的范疇。其中較為著名的有硅類似物的反應(yīng)Peterson

21、反應(yīng)。（在3.3部分介紹） 3.3 有機磷試劑在精細有機合成中的應(yīng)用一、概述 元素磷為第三周期第五主族元素，電子結(jié)構(gòu)為1S22S22P63S23P3。其外層電子有三個未成對的P電子和5個空的d電子軌道。并且從3S軌道激發(fā)到3d軌道的活化能較小。3d空軌道很容易參與形成雜化軌道，因此磷原子可以形成16個鍵，從而將磷化合物區(qū)分為至六配位化合物。 在不同的配位磷化合物中，目前主要是三配位、四配位、五配位的化合物，特別是三配位、四配位化合物在合成中有著廣泛應(yīng)用。 目前使用的有機磷試劑主要包括以下幾種：有機磷試劑 1、三配位烯化合物，它在磷化學(xué)中占有重要地位，作為試劑有廣泛應(yīng)用。主要包括膦及亞磷酸衍生物

22、兩類。通式為X3P，X可為烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、鹵素、烷硫基、氨基等。 2、四配位磷化合物 主要包括鏻鹽、磷葉立德、亞胺基磷烷、膦酸酯、次膦酸酯，還包括磷酸酯及其硫代類似物，其中磷葉德試劑最為重要。 3、五配位磷化合物 磷烷（PH5，最高價磷的化合物），在合成上通過熱解或光解，得到合成上有用的產(chǎn)物，因而在合成上具有重要意義。 二、Wittig反應(yīng)羰基烯化反應(yīng) 磷葉立德與羰基化合物反應(yīng)合成烯烴，這是眾所周知的Wittig反應(yīng)（1954年發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)）。 由于反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率較高，因此得到廣泛應(yīng)用。Wittig反應(yīng)的優(yōu)點是所生成的碳碳雙鍵的位置是完全確定的，即雙鍵出現(xiàn)在原來羰基的位置，可以制

23、得能量上不利的環(huán)外雙鍵。R1R2PPH3+OR3R4R2R3R4R1+R3PO1、磷葉立德（phosphorous ylied） 磷葉立德是碳負離子的內(nèi)鏻鹽，結(jié)構(gòu)為 R3P+CR1R2，特征是含有一個半極性鍵。由于磷原子具有低能量的3d空軌道，而-碳上又具有孤電子的P軌道，因此可產(chǎn)生d-P共軛，分散-碳上負電荷，使分子趨于穩(wěn)定，因此可用R3PCR1R2表示。內(nèi)磷鹽與磷碳雙鍵兩種結(jié)構(gòu)之間存在下列互變異構(gòu)：PPhPhR1R2Ph+-PPhPhR2R1Ph2、磷葉立德的制備方法 最常用的方法是采用三苯基膦和鹵代烷反應(yīng)（鹽法）制備鏻鹽，鏻鹽與適當堿作用得磷葉立德。即： 機理： Ylide(內(nèi)翁鹽內(nèi)翁鹽

24、) Ylene(膦烯膦烯)PPh3+CHClR1R2PPhPhCHR1R2ClPh+_-HClPPhPhPhCR1R2Ph3P + R2CHR1XR2R1Ph3PXR2R1Ph3PBR2R1Ph3P反應(yīng)的說明關(guān)于這一反應(yīng)的說明：（1）、作為反應(yīng)原料之一的叔膦（R3P）通常是三苯基磷。（2）、另一原料鹵代烴通常是伯、仲鹵代烴（不能用叔鹵代烴），也可以是烯丙基鹵、鹵代酯、鹵代腈、鹵代酮。（3）、在第二步反應(yīng)加堿脫HX時，堿的選擇取決于內(nèi)鏻鹽的結(jié)構(gòu)。若R1、R2是吸電子基，會使碳負離子穩(wěn)定化。即內(nèi)鏻 鹽的酸性增強，此時，選擇較弱的堿即可除去HX，否則需較強的堿。（4）此法制得的磷葉立德分為： 穩(wěn)定的

25、磷葉立德： R為吸電子基，如羧基、?；?、酯基、氫基等；如： 半穩(wěn)定的磷葉立德： R為烯基、炔基、芳基；如： 活潑的磷葉立德： R為推電子基，如烷基、環(huán)烷基。如：3、 磷葉立德與羰基化合物的反應(yīng)Wittig反應(yīng) 磷葉立德與醛酮發(fā)生親核加成反應(yīng)，使羰基所在位置烯基化，這就是著名的Wittig反應(yīng)。 反應(yīng)通式表示為：R1R2PPH3+OR3R4R2R3R4R1+R3PO（1）Wittig反應(yīng)的反應(yīng)機理 Wittig反應(yīng)實際上是磷葉立德對羰基化合物的親核加成反應(yīng)，先形成內(nèi)鏻鹽，繼而閉環(huán)形成四元中間體，最終順式消除形成烯烴。（反應(yīng)機理的證實：見P115）R2R1Ph3P+R4R3OR2R1Ph3POR3

26、R4R2R1Ph3POR3R4R2R1R3R4（2）Wittig反應(yīng)的立體化學(xué) Wittig反應(yīng)的立體化學(xué)是指磷葉立德與醛反應(yīng)生成烯烴時所得烯烴是Z型還是E型結(jié)構(gòu)問題。Ph3PCHR1+OCHR2R1HHR2(E型)R1HR2H（Z型）R2R1Ph3P+R4R3OR2R1Ph3POR3R4R2R1Ph3POR3R4R2R1R3R4HR1R2HHR2OHR1Ph3PPh3POR1HR2H(Cis)HR1HR2Ph3P(Cis)R1HHR2Ph3PHR1HR2(Trans)Xuanzhuan-Ph3PO-Ph3PO一般來說一般來說:穩(wěn)定化的內(nèi)翁鹽穩(wěn)定化的內(nèi)翁鹽,產(chǎn)物以反式為主產(chǎn)物以反式為主,非穩(wěn)非

27、穩(wěn)定化的內(nèi)翁鹽定化的內(nèi)翁鹽,產(chǎn)物以順式為產(chǎn)物以順式為PPh 1)NaN(SiMe3)2OHCCO2Me2)CO2MeTHF,-78 C080%(cis 99%)PhHCOOEtH（Z型）Ph3PCHCOOEt+_+ PHCHO+(95%)PhHHCOOEt(E型)(95%0（3）不同不同Witting試劑的反應(yīng)活性試劑的反應(yīng)活性Witting 試劑的反應(yīng)活性由內(nèi)翁鹽碳原子上的取代基所決定試劑的反應(yīng)活性由內(nèi)翁鹽碳原子上的取代基所決定, 如果取如果取代基對碳負離子的性質(zhì)沒有影響代基對碳負離子的性質(zhì)沒有影響, 則膦烯有顯著的親核性則膦烯有顯著的親核性, 在水中在水中不穩(wěn)定不穩(wěn)定, 在低溫下能夠與羰基

28、發(fā)生反應(yīng)在低溫下能夠與羰基發(fā)生反應(yīng); 如果帶有吸電子取代基時如果帶有吸電子取代基時, 則內(nèi)翁鹽碳原子上的負電荷將發(fā)生離域則內(nèi)翁鹽碳原子上的負電荷將發(fā)生離域, 在水中是穩(wěn)定的在水中是穩(wěn)定的, 但隨著但隨著負電荷的離域負電荷的離域, 碳原子的親核性必然降低。碳原子的親核性必然降低。對下列物質(zhì)活性對下列物質(zhì)活性CH3HPh3PClClPh3PPh3PCHOPh3PCHOROPhPhPh3PPh3PCOC=NR-CHO + + + RRCO + + H2O, O2 + + 4、 Wittig反應(yīng)的優(yōu)缺點 Wittig反應(yīng)具有能夠?qū)㈦p鍵引入確定位置、與，-不飽和醛、酮只發(fā)生1，2-加成以及立體選擇性好等

29、優(yōu)點，但是它的缺點也是非常突出的： （1） 磷葉立德的制備需要較昂貴的叔膦作原料，成本較高。 （2） Wittig反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物烯烴與氧化膦不易分離，提純較難。 （3） 有些磷葉立德易與水、空氣、堿等反應(yīng)，穩(wěn)定性差，不易操作。 （4） 從綠色化學(xué)的角度看，Wittig反應(yīng)雖然產(chǎn)率較高，但原子利用率較低。 三、 Wittig反應(yīng)的改進Wittig-Horner反應(yīng) 由于Wittig反應(yīng)具有較為突出的缺點，自問世以來，先后有人對它做了多種改進，其中以Horner影響最大。1958年，Horner首先報道了-位有吸電子基的膦酸酯與醇鈉作用所生成的碳負離子（1），它具有與磷葉立德相似的性質(zhì)，當它與羰

30、基化合物反應(yīng)時高產(chǎn)率地生成烯烴（2）和磷酸鹽（3）。此反應(yīng)通常稱為Wittig-Horner反應(yīng)。 在（1）中，P=O鍵能使碳負離子穩(wěn)定化，有利于反應(yīng)進行。 與Wittig反應(yīng)相比Wittig-Horner反應(yīng)的優(yōu)點是： (1)、膦酸酯極易制備； (2)、膦酸酯碳負離子（1）的親核性比相應(yīng)磷葉立德強，因此膦酸酯碳負離子在溫和條件下即可與多種醛、酮反應(yīng)； 親核性增強親核性增強 (3)、反應(yīng)生成的磷酸鹽（3）易溶于水，使之易從反應(yīng)混合物中迅速分離； (4)、 Wittig-Horner反應(yīng)的副反應(yīng)比Wittig反應(yīng)的少。Ph3PCHRORHPh3PRH(EtO)2POH(EtO)2PORO比較下面

31、的反應(yīng) 一般說來, 被羰基穩(wěn)定化的內(nèi)翁鹽, 與醛的反應(yīng)較快, 效果較好, 而與酮反應(yīng)效果較差甚至不反應(yīng)。此時采用Wittig-Horner反應(yīng)可取得較好的效果.Ph3PPhO+CHOC6H6PhPhO70%Ph3POEtO+CHOC6H6OEtOPh3POEtO+OC6H6OEtO80%25%(EtO)3P + BrCH2COOEtPEtOEtOOCH2CO2Et-EtBrNaH/DMEPEtOEtOOCHCO2EtO,RTDMEOEtO70%四、 Peterson反應(yīng)（硅葉立德的應(yīng)用）反應(yīng)（硅葉立德的應(yīng)用） 用三甲基硅基負離子代替用三甲基硅基負離子代替Witting反應(yīng)的磷內(nèi)翁鹽反應(yīng)的磷內(nèi)翁

32、鹽(Peterson反應(yīng)反應(yīng)), 這些硅基的碳負離子與羰基加成后這些硅基的碳負離子與羰基加成后, 易易被堿消去得到烯烴被堿消去得到烯烴, 得到的副產(chǎn)物是揮發(fā)性的硅醇。得到的副產(chǎn)物是揮發(fā)性的硅醇。Me3SiClMg+R1R2OTHFMe3SiR2R1OMgClAcOH3hr,RTR1R2Peterson反應(yīng)的優(yōu)點反應(yīng)的優(yōu)點Peterson反應(yīng)的優(yōu)點反應(yīng)的優(yōu)點: 不易受立體阻礙的影響。不易受立體阻礙的影響。OHHNo Product15%Ph3P=CH2,DMSO, HeatMe3SiClMgTHF,18hr,heat,1)condition2) Con AcOH, 3hr, Rtconditio

33、n:*五、硫葉立德 早在早在30年代年代, 锍葉立德就為人們所知锍葉立德就為人們所知, 但在合成上但在合成上的應(yīng)用只是在的應(yīng)用只是在60年代才開始年代才開始, 由于他們是親核性的亞烷由于他們是親核性的亞烷基轉(zhuǎn)移試劑基轉(zhuǎn)移試劑, 能與很多缺電子試劑反應(yīng)生成環(huán)氧或環(huán)丙能與很多缺電子試劑反應(yīng)生成環(huán)氧或環(huán)丙烷衍生物烷衍生物, 使得锍葉立德或氧锍葉立德使得锍葉立德或氧锍葉立德, 尤其是二甲基尤其是二甲基亞甲基锍葉立德亞甲基锍葉立德I及二甲基亞甲基氧锍葉立德及二甲基亞甲基氧锍葉立德II成為有成為有機合成中的重要中間體。機合成中的重要中間體。锍葉立德锍葉立德 氧锍葉立德氧锍葉立德 I IIR1R2S CR3

34、R4CH3CH3S CH2SCH2OR1R2SCH2OCH3CH3硫葉立德的制備硫葉立德的制備 硫甲醚與伯鹵代烷、烯丙基鹵、芐鹵或硫甲醚與伯鹵代烷、烯丙基鹵、芐鹵或 -鹵代羰基化合鹵代羰基化合物在以丙酮、苯、乙氰、物在以丙酮、苯、乙氰、CH2Cl2、CH3NO2等為溶劑等為溶劑直接烴化直接烴化, 得到锍鹽得到锍鹽, 后在強堿的作用下得到葉立德。后在強堿的作用下得到葉立德。CH3CH3SCH3I+CH3CH3SCH3 INaCH2SOCH3DMSOCH3CH3S CH2CH3CH3S OCH3I+CH3CH3OSCH3 IPhCH3S OCH3I+CH3PhOSCH3 HgI3HgI2CH3CH

35、3OSCH2CH3PhOSCH2NaHDMSODMSONaH硫葉立得德的反應(yīng)A 磷葉立德與羰基反應(yīng)生成烯磷葉立德與羰基反應(yīng)生成烯, 而硫葉立德或氧硫葉立德而硫葉立德或氧硫葉立德與羰基反應(yīng)生成環(huán)氧化合物與羰基反應(yīng)生成環(huán)氧化合物, 其過程經(jīng)歷羰基加成、分其過程經(jīng)歷羰基加成、分子內(nèi)氧的親核取代反應(yīng)子內(nèi)氧的親核取代反應(yīng), 不涉及四中心的消除反應(yīng)。不涉及四中心的消除反應(yīng)。CH3CH3S CH2R1R2O+CH3CH3S CH2CR1R2OCR1R2CH2OR1R2O+CR1R2OCR1R2CH2OCH3PhOSCH2CH2CH3PhOSB 兩類葉立德的反應(yīng)差別之一兩類葉立德的反應(yīng)差別之一 , -不飽和羰

36、基化合物與硫葉立德反應(yīng)得到環(huán)氧化不飽和羰基化合物與硫葉立德反應(yīng)得到環(huán)氧化合物合物, 與氧硫葉立德反應(yīng)通過共軛加成產(chǎn)生環(huán)丙烷。與氧硫葉立德反應(yīng)通過共軛加成產(chǎn)生環(huán)丙烷。 二甲基亞甲基氧硫葉立德穩(wěn)定性大二甲基亞甲基氧硫葉立德穩(wěn)定性大, 活性小活性小, 它與羰基它與羰基加成的逆反應(yīng)比分子內(nèi)的親核取代快加成的逆反應(yīng)比分子內(nèi)的親核取代快, 結(jié)果出現(xiàn)了含環(huán)結(jié)果出現(xiàn)了含環(huán)丙烷的產(chǎn)物。丙烷的產(chǎn)物。CH3CH3OSCH2O+iiiiiiCH3CH3OOCH2SOCH2SOCH3CH3iiOOfastslowfastslow*C 兩類葉立德的反應(yīng)差別之二兩類葉立德的反應(yīng)差別之二 兩類葉立德與羰基形成環(huán)氧化合物的立體

37、化學(xué)不同兩類葉立德與羰基形成環(huán)氧化合物的立體化學(xué)不同, 小體積的活小體積的活潑硫葉立德優(yōu)先沿著直立鍵的方向進攻環(huán)羰基發(fā)生動力學(xué)上有利潑硫葉立德優(yōu)先沿著直立鍵的方向進攻環(huán)羰基發(fā)生動力學(xué)上有利的反應(yīng)的反應(yīng), 體積大的且不活潑的氧硫葉立德沿著平伏鍵方向進攻環(huán)體積大的且不活潑的氧硫葉立德沿著平伏鍵方向進攻環(huán)羰基只發(fā)生熱力學(xué)上有利的反應(yīng)。羰基只發(fā)生熱力學(xué)上有利的反應(yīng)。C(CH3)3OMe2S CH2eqaxC(CH3)3OC(CH3)3O(13%)(64%)eqax(Total 77%, eq:ax=17:83)C(CH3)3OMe2S CH2eqaxC(CH3)3OeqO(100% eq)No Formed*與與Darzens反應(yīng)的關(guān)系反應(yīng)的關(guān)系 Darzens反應(yīng)反應(yīng) 可見可見, 應(yīng)用硫葉立德與醛、酮的反應(yīng)應(yīng)用硫葉立德與醛、酮的反應(yīng), 可替代達爾曾反可替代達爾曾反應(yīng)。應(yīng)。OClOEtOHB-ClOEtOOEtOClOOEtOO