鹵代化合物合成

1、關(guān)于鹵代化合物的合成第一張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月主要內(nèi)容官能團(tuán)的鹵代反應(yīng)碳?xì)滏I的氫原子的鹵代反應(yīng)第二張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、通過官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化醇的鹵代反應(yīng)鹵素交換（Finkelstein reaction)磺酸酯的鹵代反應(yīng)羧酸及其鹽與鹵素的作用氨基的轉(zhuǎn)化醚鍵的斷裂第三張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1 醇的鹵代反應(yīng)與氫鹵酸的反應(yīng)與鹵化亞砜（SOCl2/SOBr2)的反應(yīng)與鹵化磷的反應(yīng)與有機(jī)磷鹵化物的反應(yīng)鹵素置換反應(yīng)其它新型鹵代試劑第四張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1.1 醇和鹵化氫或氫鹵酸的反應(yīng)屬于親核取代反應(yīng)醇的活性順序：

2、苯甲型, 烯丙型 3oROH 2oROH 1oROH CH3OH氫鹵酸的活性順序： HIHBrHClHFHBr常用NaBr-H2SO4；HI 用KI-H3PO4代替反應(yīng)式 第五張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月反應(yīng)機(jī)理 3oROH 、大多數(shù)2oROH和空阻大的 1oROH按SN1機(jī)理進(jìn)行反應(yīng)。86% 14%80% 20%100%大多數(shù)1oROH按SN2機(jī)理進(jìn)行反應(yīng)。第六張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(CH3)3CCH2OHH+-H2O鄰基參與分子內(nèi)SN2(CH3)2CCH2CH3+Cl-(CH3)2CClCH2CH3第七張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月在醇的氯代反

3、應(yīng)中，活性較大的叔醇、芐醇等可以直接用濃鹽酸或氯化氫氣體，伯醇常用盧卡斯試劑（濃鹽酸-氯化鋅）進(jìn)行氯代反應(yīng)。JACS, 1941, 63, 1233; JOC, 1963，28, 218實(shí)例強(qiáng)酸條件，應(yīng)用受限制！第八張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1.2 醇與鹵化亞砜的反應(yīng)與氯化亞砜反應(yīng) 反應(yīng)機(jī)理該反應(yīng)的特點(diǎn)是條件溫和，反應(yīng)速度快產(chǎn)率高，副反應(yīng)少第九張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 溶劑對(duì)產(chǎn)物構(gòu)型的影響應(yīng)用常用于伯醇、仲醇的氯代；若加入有機(jī)堿（如吡啶）作為催化劑，或者醇本身分子內(nèi)存在氨基等 堿性基團(tuán)，有利于提高鹵代反應(yīng)速率；也可用ZnCl2作催化劑近期文獻(xiàn)J. Org.

4、 Chem. 2008, 73, 312-315；Tetrahedron, 2004, 60, 10943-10948 第十張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1.3 醇與鹵化磷的反應(yīng)常用的鹵化試劑：PCl3、PCl5、PBr3, P-I2等。該類鹵化劑活性比氫鹵酸高，副產(chǎn)物也相對(duì)較少適用范圍：伯醇、仲醇的鹵代第十一張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1.4 醇與有機(jī)磷鹵化物的反應(yīng)常用試劑：1) 三苯膦鹵化物，如Ph3PX2, Ph3P+CX4 ; 2) 亞磷酸三苯酯鹵化物, 如(PhO)3PX2、(PhO)3P+RX；3）PPh3/NXS(NCS、NBS、NIS)具有活性

5、大，條件溫和，副反應(yīng)少等特點(diǎn)光學(xué)活性的仲醇轉(zhuǎn)化成構(gòu)型翻轉(zhuǎn)的鹵代烴適用于某些對(duì)酸不穩(wěn)定的醇鹵代反應(yīng)主要缺點(diǎn)：副產(chǎn)物三苯氧磷，純化困難。第十二張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月反應(yīng)機(jī)理（與Mitsunobu反應(yīng)類似）第十三張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)例：Tetrahedron, 2004, 60, 10943-10948 適宜于對(duì)酸不穩(wěn)定的醇或甾體醇的鹵置換反應(yīng)Bioorg. Med. Chem. 2010, 18, 6886-6895.PPh3-CBr4體系2）PPh3-NBS體系第十四張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3）PPh3-Br2體系Organic Sy

6、ntheses (2002), 784）使用催化量有機(jī)膦 J. Org. Chem. 2011, ASAP; Chem. Commun. 2010, 46, 3025-3027第十五張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1.5 其它鹵代試劑1)醇的氯代TCT/DMF體系Org. Lett., 2002, 4, 553-555 在室溫下可將醇、b-氨基醇轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氯代物，若加入 NaBr，生成溴代物； 手性醇引起構(gòu)型翻轉(zhuǎn)。第十六張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月反應(yīng)機(jī)理第十七張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Pivaloyl chloride/DMF體系Tetrahed

7、ron Letters 2010, 51, 744746Synthesis, 2008, 3919-3924芐醇選擇性 TCT/DMSO體系第十八張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月HSiMe2Cl/benzil/InCl3體系J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 7186-7187 中性反應(yīng)條件；選擇性氯代仲醇、叔醇、芐醇等； 伯醇不反應(yīng)PPh3-DDQ-R4N+X-體系Tetrahedron 2002，58， 86898693 可將醇、硫醇轉(zhuǎn)化為鹵代物 有選擇性，伯醇優(yōu)先第十九張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月NCS/DMS體系 烯丙醇、芐醇生成相應(yīng)的氯

8、代物 鹵硅烷體系 加入LiBr、NaI等可生成相應(yīng)的溴化物和碘化物J. Org. Chem. 1980,45, 1638-1639 第二十張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2）醇的溴代Org. Lett., 2002, 4, 553-555Tetrahedron, 2005, 61, 5699-5704 第二十一張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3)醇的碘代J. Org. Chem., 2009, 74, 7982-7985. 用于伯醇、仲醇的碘代 與伯醇反應(yīng)快，可實(shí)現(xiàn)選擇性 （當(dāng)存在仲醇時(shí)） 存在酸敏感基團(tuán)時(shí)不影響J. Org. Chem. 2009, 74, 7982798

9、5 適用于伯、仲醇碘代 某些情況下易發(fā)生消除反應(yīng)第二十二張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4)醇的氟代(常用氟化試劑）4.1. DAST (diethylaminosulfur trifluoride) and Deoxo-Fluor (bis(2-methoxyethyl)aminosulfur trifluoride)-2類常用的氟代試劑，可以將醇轉(zhuǎn)化為 氟代烴，醛或酮轉(zhuǎn)化為二氟化物，羧 酸成酰氟；-適合小規(guī)模實(shí)驗(yàn)室合成-液體，對(duì)水敏感，操作不便-長(zhǎng)時(shí)間放置變色，熱穩(wěn)定性較差J. Org. Chem. 1975, 40, 574; Synthesis 2002, 17, 2561.

10、J. Org. Chem., 1999, 7048-7054 第二十三張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4.2 TBABF為氟化試劑J. Org. Chem., 2008, 73, 8106-8108 4.3 Aminodifluorosulfinium tetrafluoroborate salts Org. Lett., 2009, 11, 5050-5053 固體，穩(wěn)定性好 對(duì)水不敏感第二十四張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2 鹵素的置換反應(yīng)常用于氯（或溴）代烴轉(zhuǎn)化為碘代烴 親核活性順序：I BrCl鹵代烴活性順序：伯仲叔通常是將鹵代烴與碘化鈉在適當(dāng)溶劑中回流常用溶

11、劑：丙酮、CCl4，DMF等第二十五張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)例：Tetrahedron, 2004, 60, 10943-10948 Org. Syn. Coll. Vol 1973, 5, 478.活潑芳鹵伯氯代烴Lewis酸催化J. Chem. Soc. Perkin. Trans 1, 1976, 416.第二十六張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月與鹵素活性次序相反的例子Syn. Commun. 1996, 20, 4563常用氟代試劑：氟化鉀、氟化鋅、氟化銻、TBAF等J. Org. Chem. 1998, 63, 9587第二十七張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作

12、于2022年6月1.3 磺酸酯的鹵置換反應(yīng) 為了避免醇羥基在直接鹵置換反應(yīng)中可能產(chǎn)生的副反應(yīng)，可先將醇用磺酰氯轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)的磺酸酯，再與親核性鹵化試劑反應(yīng)，生成所需的鹵化烴。由于磺酸酯的活性較大，磺酰氯和鹵置換反應(yīng)均在較溫和的條件下進(jìn)行，且常比鹵素交換反應(yīng)更加有效。常用的鹵化劑有鹵化鈉、鹵化鋰、鹵化鎂等。反應(yīng)溶劑為丙酮、醚、醇、DMF、DMSO等極性溶劑。第二十八張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.4 羧酸及其鹽轉(zhuǎn)化為鹵代烴 Hunsdiecker反應(yīng) -干燥的羧酸銀在惰性溶劑CCl4中與鹵素反應(yīng)，生成比羧 酸少 一個(gè)碳原子的鹵代烴； -該反應(yīng)按游離基歷程進(jìn)行； -飽和脂肪酸產(chǎn)率良好

13、；特別適合用二元酸合成w-溴代酸 - 除銀鹽外，鉈鹽和汞鹽也可應(yīng)用。Org. Syn., coll. Vol. 1971, 51, 106; Org. Syn, coll. Vol. 1969, 34, 1172.第二十九張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月反應(yīng)機(jī)理：第三十張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)例：Org. Syn. Coll. Vol 1955, 3, 578 需先制備羧酸銀鹽，干燥條件反應(yīng)。 某些羧酸銀鹽對(duì)熱不穩(wěn)定，不易獲得純凈干燥的銀鹽，限制了其應(yīng)用。第三十一張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月改良方法（1）Suarez改良法和Kochi改良法Suare

14、z改良法是將羧酸與二醋酸碘苯（PIDA)和單質(zhì)碘 作用，在紫外光照下反應(yīng)生成相應(yīng)的碘代物；Kochi改良法是用四醋酸鉛為氧化劑，與單質(zhì)碘或鹵化鋰在紫外下反應(yīng)，生成相應(yīng)鹵代烷。J. Org. Chem. 1986, 51, 402; Org. React. 1972, 19, 279第三十二張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）Barton改良法 羧酸與2-巰基吡啶N-氧化物縮合， 然后以苯或環(huán)己烷為 溶劑，在加熱、光照或自由基引發(fā)劑作用下與四氯化碳或CCl3Br或碘仿反應(yīng)，得到相應(yīng)的鹵代烴 特別適用于芳酸的脫羧鹵代 Tetrahedron, 1987, 43, 4321; Tetra

15、hedron, 1985, 41, 4158第三十三張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Synthesis, 2005, 1319-1325 J. Org. Chem., 2002, 67, 7861-7864 近期相關(guān)文獻(xiàn)第三十四張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.5 氨基轉(zhuǎn)化為鹵素Sandmeyer反應(yīng) 制備芳氯或芳溴時(shí)，可用氯化亞銅或溴化亞銅在相應(yīng)的氫鹵酸存在下分解重氮鹽。制備芳基氟時(shí)，使用氟硼酸重氮鹽，然后加熱分解 制備芳碘時(shí)，不需加入銅鹽，僅需將KI加入重氮鹽即可重氮鹽受熱易發(fā)生爆炸！第三十五張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Synthesis, 2007,

16、2534-2538 Org. Lett., 2008, 10, 3961-3964 近期文獻(xiàn)1,10-phenanthroline第三十六張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.6 醚的裂解烷基芳基醚或二烷基醚在強(qiáng)酸下發(fā)生C-O鍵斷裂。常見質(zhì)子酸：HBr，HI; Lewis酸：BBr3，TMSI等實(shí)例：第三十七張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、碳-氫鍵的氫原子鹵代反應(yīng)芳烴的鹵代烯丙基、芳烷基的鹵代醛、酮的a-鹵代羧酸及其酯的a-鹵代第三十八張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.1 芳烴的鹵代芳烴的氫原子被鹵素原子的取代反應(yīng)，屬于最常見的芳烴親電取代；常用的親電試劑有：

17、Lewis酸催化劑（FeX3, AlX3）作用下發(fā)生極化的鹵素分子 (Cl2BrClBr2IClI2)，鹵代酰胺類試劑 （NCS, NBS, NIS 等），次氯酸叔丁酯（t-BuOCl）, 次溴酸叔丁酯（t-BuOBr），CF3COOBr等此類反應(yīng)的共同特點(diǎn)是產(chǎn)生鹵素正離子，反應(yīng)機(jī)理如下： 反應(yīng)溶劑以極性溶劑為主，常用稀醋酸、稀鹽酸、氯仿或其他鹵代烴。第三十九張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.1.1 芳烴的氯代氯代常見條件有：a: 在三氯化鐵或三氯化鋁的存在下，與氯氣反應(yīng)生成氯代苯，但此種氯化方法易繼續(xù)反應(yīng)生成二氯苯，分離困難；b: N-氯代丁二酰亞胺(NCS)作為氯化試劑，為相對(duì)

18、溫和的氯化試劑，副反應(yīng)少，試劑易得，使用方便。第四十張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 15770-15776. 非活潑芳環(huán)的鹵代Org. Lett., 2010, 12, 1192-1195 第四十一張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.1.2 芳烴的溴代常用的方法 a: 在鐵粉、三氯化鋁的存在下，用溴作為溴化劑；b: N-溴代丁二酰亞胺(NBS)作為溴化試劑。 其它常用溴化試劑，如溴化氫-過氧化物，鎢酸鈉-溴酸鈉-溴化鉀等。Org. Syn. 1963, 4, 114J. Org. Chem. 1995, 60, 5

19、238第四十二張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Tetrahedron Lett. 1998, 39, 6349J. Org. Chem., 2007, 72, 5867-5869. 第四十三張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.1.3 芳烴的碘代碘分子親電能力弱，而且鹵代反應(yīng)產(chǎn)生的HI具有還原性，可使碘代產(chǎn)物可逆還原為原料芳烴。芳烴碘代必須采用催化劑：碘-發(fā)煙硫酸，三碘化鋁-氯化銅，碘-過碘酸、碘-三氟甲磺酸汞、碘化鉀-三氧化二鉈或采用強(qiáng)的碘化劑（如ICl, CF3CO2I）第四十四張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Tetrahedron Lett., 2002, 4

20、3, 5047-5048 第四十五張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2 烯丙基、芳烷基的鹵代Wohl-Ziegler反應(yīng) 烯丙基或芐基烷烴與NBS和自由基引發(fā)劑（hv、AIBN或（PhCOO)2等在四氯化碳中回流，在烯丙位或芐位發(fā)生溴代的反應(yīng)。反應(yīng)式：第四十六張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1）2）3）4）反應(yīng)機(jī)理第四十七張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3 醛、酮的a-鹵代（1）定義 在酸或堿的催化作用下，醛酮的-H被鹵素取代的反應(yīng)。（2）反應(yīng)式第四十八張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月反應(yīng)機(jī)理分兩步：1、烯醇化；2、鹵素與C=C的加成酸催化的反應(yīng)機(jī)

21、理+ H+快-H， 慢-HBr第四十九張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月堿催化的反應(yīng)機(jī)理+ -OH-H, 慢第五十張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月兩類反應(yīng)機(jī)理的比較酸催化的反應(yīng)機(jī)理堿催化的反應(yīng)機(jī)理1） 只需加極少量的酸，因?yàn)榉磻?yīng)一開始就會(huì)產(chǎn)生酸，此酸就能自動(dòng)起催化作用。因此反應(yīng)有一個(gè)誘導(dǎo)期，一旦酸產(chǎn)生，反應(yīng)就會(huì)很快發(fā)生。2）對(duì)于不對(duì)稱的酮，鹵化反應(yīng)的優(yōu)先次序是:（關(guān)鍵是形成烯醇式） COCHR2 COCH2R COCH33) V一元鹵化 V二元鹵化 V三元鹵化 通過控制鹵素的用量，可將鹵化反應(yīng)控制在一元、二元、三元階段。1）堿用量必須超過1eq，因?yàn)槌舜呋饔猛?，還必須不斷

22、中和反應(yīng)中產(chǎn)生的酸。2 對(duì)于不對(duì)稱的酮，鹵化反應(yīng)的優(yōu)先次序是： （關(guān)鍵是奪取-H）COCHR2 COCH2R COCH33）V一元鹵化 V二元鹵化 V三元鹵化鹵化反應(yīng)不能控制在一元鹵化階段。鹵仿反應(yīng)第五十一張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)例：1）醛的鹵代易發(fā)生聚合等副反應(yīng)！2）J. Org. Chem. 1974, 39: 1785第五十二張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月酮的鹵代 不對(duì)稱酮鹵代，多取代的-氫優(yōu)先。Org. Syn. 1973, Coll. Vol. 5, 117. 對(duì)稱酮或只有一個(gè)取代方向的酮鹵代時(shí)，產(chǎn)率良好.動(dòng)力學(xué)控制的產(chǎn)物 熱力學(xué)控制的產(chǎn)物第五十三張，PPT共六十一頁，創(chuàng)作于2022年6月+ Br2H2O, 40-50oCKClO3+32%57% 除鹵素外，硫酰氯、五鹵化磷、過溴化吡啶氫溴酸鹽（C5H5NH.Br3）、三鹵化三甲基芐基銨鹽等也可以做鹵化試劑。 Org. Syn. 1963, C