高等有機(jī)化學(xué)第二章立體化學(xué)

第二章立體化學(xué)分子結(jié)構(gòu)(Structure)分子構(gòu)造(Constitution)分子式相同，原子的成鍵順序不同。分子骨架異構(gòu)互變異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)官能團(tuán)位置異構(gòu)分子構(gòu)型(Configuration)對(duì)映異構(gòu)非對(duì)映異構(gòu)分子構(gòu)造相同，原子或原子團(tuán)在空間的排列不同。順?lè)串悩?gòu)非對(duì)映異構(gòu)分子構(gòu)象(Conformation)分子構(gòu)型相同，由于單鍵的自由旋轉(zhuǎn)，原子或原子團(tuán)在空間的排列不同。abcdefghijC6H10O一、物質(zhì)的旋光性與手性

1、旋光性

旋光性是物質(zhì)分子旋轉(zhuǎn)偏振光平面的能力。旋光度的符號(hào)和大小都與測(cè)量條件有關(guān)，包含溫度、溶劑和射入樣品中的入射光的波長(zhǎng)，文獻(xiàn)中通常用比旋光度來(lái)表示。第一節(jié)光學(xué)活性與手性旋光儀示意圖平面偏振光普通光能使偏振光向右旋轉(zhuǎn)的，稱為右旋體，用(+)表示；能使偏振光向左旋轉(zhuǎn)的，稱為左旋體，用(-)表示。這種使偏振光平面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)稱為物質(zhì)的旋光性。

旋光度α與盛液管的長(zhǎng)度、溶液的濃度、光源的波長(zhǎng)、測(cè)定時(shí)的溫度、所用的溶劑的關(guān)系。偏振光旋轉(zhuǎn)的角度α稱為旋光度。:旋光儀的旋光度ρB:質(zhì)量濃度(g/ml)

l:盛液管的長(zhǎng)度t:測(cè)定時(shí)的溫度λ:光源的波長(zhǎng)規(guī)定1ml含1g旋光物質(zhì)濃度的溶液放在1dm長(zhǎng)的旋光管中測(cè)得的旋光度為該物質(zhì)的比旋光度。公式如下：[]20D鈉光，589nm一個(gè)旋光性的分子一定是手性的，反之亦然。但在一些測(cè)量條件下，有些手征分子的旋光性可能非常小，以至無(wú)法與零相區(qū)別。在這種情況下，可以在另一個(gè)波長(zhǎng)上測(cè)定，得出較大的旋光度。2、手性（chirality）

手性是用來(lái)描述一種物體和它的鏡象不能重疊的性質(zhì)時(shí)運(yùn)用的一個(gè)概念，又稱手征性。具有手性的分子稱手性分子。

二、對(duì)稱性與分子結(jié)構(gòu)1、對(duì)稱要素對(duì)稱軸(Cn)：

分子圍繞通過(guò)分子中心、并且垂直于分子所在平面的直線旋轉(zhuǎn)一定的角度后，同原來(lái)的分子重合，此直線為一般對(duì)稱軸。C3C4C5C6分子旋轉(zhuǎn)的角度為360°n時(shí)，稱n重對(duì)稱軸(Cn)。即當(dāng)分子旋轉(zhuǎn)360°時(shí)，已經(jīng)重復(fù)了n次圍繞對(duì)稱軸的旋轉(zhuǎn)操作。

。對(duì)稱面對(duì)稱面對(duì)稱面(σ):1.所有的原子共同處于的平面2.通過(guò)分子中心，且將分子平均分成互成實(shí)物與鏡象關(guān)系的兩部分的平面對(duì)稱中心(i)：若分子中有一點(diǎn)“i”，其中任何一個(gè)原子或基團(tuán)向i連線在其延長(zhǎng)線的相等距離處都能找到相同原子或基團(tuán)，則i是該分子的對(duì)稱中心。i交替對(duì)稱軸(Sn):圍繞某軸旋轉(zhuǎn)360o/n，n=2,3,4…，然后對(duì)垂直于該軸的平面作反射，若得到與原化合物相同的分子，相應(yīng)的軸成為n重交替對(duì)稱軸。反射重合垂直于對(duì)稱軸的鏡面S4對(duì)稱分子：具有σ、i分子。不對(duì)稱分子：不含有任何對(duì)稱要素的分子。手性分子一定不含有σ，i2、對(duì)稱要素與分子的對(duì)稱性非對(duì)稱分子：僅具有Cn的分子。[α]27D=+42.9°[α]27D=-42.9°非對(duì)稱分子不對(duì)稱分子手性分子對(duì)映體旋光活性三、旋光化合物的分類

1、含碳原子手性中心的化合物：連在sp3碳上的取代基按四面體方式取向，當(dāng)具有四個(gè)不相同的取代基時(shí)，分子是手性的，我們把這個(gè)碳原子稱為手性中心。如2-丁醇。不是手性的分子叫做非手征的。2、含雜原子手性中心的化合物：如含硫、氮、磷手性中心，四價(jià)或三價(jià)角錐體翻轉(zhuǎn)所需要的活化能較高，能將對(duì)映異構(gòu)體分離。3、不含手性中心的手性分子分子中沒(méi)有手性中心端位上連接的基團(tuán)處于垂直平面旋轉(zhuǎn)受阻4、取代的金剛烷螺旋產(chǎn)生的手性六螺烯四、立體構(gòu)型表示方式及構(gòu)型標(biāo)記2、把排列次序最小的d放在距觀察者最遠(yuǎn)的地方，其余三個(gè)基團(tuán)放在離觀察者較近的平面上。R－S構(gòu)型標(biāo)記法IUPAC

根據(jù)手性碳原子上四個(gè)不同原子或基團(tuán)在次序規(guī)則中排列的次序來(lái)表示手性碳原子的構(gòu)型。1、Cabcd：將手性碳原子相連的四個(gè)原子或基團(tuán)按優(yōu)先次序排列：a>b>c>d3、觀察其它三個(gè)基的排列順序：abc如果由大到小是順時(shí)針排列的，是R型；反時(shí)針排列的，是S型。練習(xí)：判斷下列物質(zhì)的關(guān)系（對(duì)映體或同一物）？RSSa和b：對(duì)映體a和c：b和c：對(duì)映體相同物質(zhì)SRC(O,O,H)C(O,H,H)transcis軸手性化合物的構(gòu)型標(biāo)記abbaaba順時(shí)針,R型；逆時(shí)針,S型。RS[α]5D=+52°[α]5D=-52°1、含有一個(gè)手性中心的對(duì)映異構(gòu)五、光學(xué)異構(gòu)手性中心－C原子：同位素[α]25=-0.56手性中心－N原子：兩種對(duì)映體因快速翻轉(zhuǎn)相互轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致消旋。手性中心－其它雜原子：[α]27D=+92.4°[α]D=+16.8°2、含兩個(gè)（或多個(gè)）手性中心的立體異構(gòu)(2R,3R)(2S,3S)(2R,3S)(2S,3R)Fischer投影式：氧化態(tài)高的基團(tuán)在上端。D-赤蘚糖L-赤蘚糖L-蘇阿糖D-蘇阿糖赤型(ery-)相同基團(tuán)在同側(cè)蘇型(threo-)相同基團(tuán)在反側(cè)2-苯基-3-溴丁烷赤型蘇型3、非對(duì)映異構(gòu)不是物體與其鏡象的關(guān)系的立體異構(gòu)現(xiàn)象。非對(duì)映異構(gòu)體的性質(zhì)非對(duì)映異構(gòu)體在化學(xué)和物理性質(zhì)上是有差異性的。它們具有不同的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折射率、溶解特性、偶極矩、比旋光度等等。內(nèi)消旋體(meso)立體異構(gòu)體的數(shù)目含1個(gè)*C2個(gè)對(duì)映體含2個(gè)*C2對(duì)對(duì)映體，4個(gè)光學(xué)異構(gòu)體含3個(gè)*C4對(duì)對(duì)映體，8個(gè)光學(xué)異構(gòu)體含n個(gè)*C2n個(gè)光學(xué)異構(gòu)體（n為不同手性碳原子的數(shù)目）4、環(huán)狀化合物的光學(xué)異構(gòu)反式異構(gòu)體對(duì)映體對(duì)順式異構(gòu)體對(duì)映體對(duì)非對(duì)映異構(gòu)體非對(duì)映異構(gòu)體內(nèi)消旋體mp:130°反式(+)異構(gòu)體mp:175°反式(-)異構(gòu)體mp:175°對(duì)映體內(nèi)消旋體反式異構(gòu)體對(duì)映體第二節(jié)外消旋體的拆分拆分是把一個(gè)外消旋混合物分離成其具光學(xué)活性的組分的過(guò)程。用一個(gè)旋光性試劑（拆分劑）來(lái)處理對(duì)映異構(gòu)體混合物，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉菍?duì)映異構(gòu)體混合物，然后利用非對(duì)映異構(gòu)體的沸點(diǎn)、溶解度等性質(zhì)的差異，通過(guò)蒸餾或重結(jié)晶而使其分離，一、常用的拆分方法：晶體機(jī)械分離法形成和分離非對(duì)映立體異構(gòu)體微生物或酶作用拆分法色譜分離法等等1、晶體機(jī)械分離法原理:某些外消旋混合物中的（＋）－和（－）－對(duì)映體自發(fā)地形成可分辨的宏觀晶體，那么在放大鏡的幫助下借助鑷子之類的工具來(lái)分離。適用范圍：外消旋混合物，且兩對(duì)映體晶體的區(qū)別可被看出來(lái)。優(yōu)缺點(diǎn)：直接；過(guò)于繁瑣，不能應(yīng)用于外消旋化合物為無(wú)定形固體的情況。2、接種結(jié)晶拆分法：原理：在外消旋混合物飽和溶液中，用兩對(duì)映體之一的晶體或其他旋光性化合物晶體小心接種并適當(dāng)冷卻，則其中一種對(duì)映體的晶體便會(huì)結(jié)晶析出適用范圍：外消旋混合物優(yōu)點(diǎn)：將該法與重結(jié)晶等其他方法合用可獲得較好的分離效果例：DL－氯霉素的母體氨基醇的拆分10gDL－氨基醇和1gD－氨基醇溶解于100ml80oC水中，冷卻至20oC后析出D－氨基醇1.9g，然后，將母液再加熱至80oC，并加少量水讓體積保持100ml，再溶解2gDL－氨基醇于其中，冷卻至20oC，析出L-氨基醇2.1g，分批連續(xù)地溶解DL－氨基醇，可交替地分離出D－氨基醇和L－氨基醇。3、形成和分離非對(duì)映立體異構(gòu)體的拆分原理：當(dāng)對(duì)映體的酸或堿（＋）－A和（－）－A分別和旋光性的堿或酸（－）－B作用后，形成非對(duì)映體的兩種鹽：（＋）－A（－）－B（－）－A（－）－B由于兩種非對(duì)映體的鹽的溶解呈現(xiàn)出頗為明顯的差別，于是可以重結(jié)晶的方法來(lái)分離，然后將得到的晶體分解從而得到所需的物質(zhì)適用范圍：含有可利用官能團(tuán)的消旋體**拆分劑所必須具備的幾個(gè)條件a.拆分劑和被拆分的物質(zhì)必須容易發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物又容易被分解成原來(lái)的組分b.所形成的非對(duì)映立體異構(gòu)體，至少二者之一必須能形成好的晶體，并且兩個(gè)非對(duì)映異構(gòu)體在溶解度上有可觀的差別。c.拆分劑應(yīng)盡量達(dá)到旋光純態(tài)d.拆分劑必須是廉價(jià)的或容易制備的，或在拆分完成之后，能夠容易地和接近于定量地回收*實(shí)例分析：2-苯基-3-甲基丁酸的拆分R-酸S-酸R-胺4、動(dòng)力學(xué)拆分用來(lái)描述利用與旋光性試劑的選擇性反應(yīng)進(jìn)行對(duì)映異構(gòu)體分離的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。它依靠對(duì)映異構(gòu)體與手性試劑反應(yīng)時(shí)速度的差別。一種手性分子與另一種手性分子反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)能量，對(duì)于每一種對(duì)映異構(gòu)體來(lái)說(shuō)都可以是不同的。如果一個(gè)外消旋混合物(R-分子+S-分子)與一個(gè)旋光性試劑（R-試劑）反應(yīng)，那么兩個(gè)過(guò)渡態(tài)（R-分子…R試劑和S-分子…R試劑）彼此具有非對(duì)映異構(gòu)的關(guān)系。

微生物或酶作用下的拆分例：豬腎?；窱，它可催化所有普通氨基酸的N-乙?；苌锏牟粚?duì)稱水解;豬腎?；窱I，催化天門冬氨酸的N-乙?；苌锏牟粚?duì)稱水解。動(dòng)力學(xué)拆分的一類這些酶的缺點(diǎn)之一是很不穩(wěn)定，在使用時(shí)要制備新鮮的制劑才能起作用。原理:利用酶是專一性的手性催化劑來(lái)使其中一個(gè)對(duì)映體分解從而只剩消另一個(gè)異構(gòu)體達(dá)到分離的目的。例：（N－乙酰－DL－丙氨酸）

豬腎?；窱

（在母液中，用離子交換法分離提純）1.乙酸乙酯提取2.酸水解5、色譜分離法的拆分高壓液相拆分法：吸附劑：用手性的化合物，如淀粉、纖維素、環(huán)糊精等。手性吸附劑與一個(gè)被拆分的外消旋體中的（＋）－分子和（－）－分子分別形成兩種吸附物：a）存在穩(wěn)定性差別；b）具有非對(duì)映立體異構(gòu)關(guān)系；c）滿足其中之一被吸附得比較牢固，而另一個(gè)比較松弛。因此，在洗脫過(guò)程中，后者比較容易通過(guò)吸附柱先被洗脫，于是可以達(dá)到拆分外消旋體的目的。紙色譜拆分法：纖維素具有手性的結(jié)構(gòu)，因此紙色譜分離法也可以被用于外消旋體的拆分。氣相色譜拆分法：基本原理與液相色譜拆分法基本相同，不同之處：氣相色譜法：流動(dòng)相為氣體（氫氣、氦氣等）作為攜帶體，進(jìn)行氣化的被拆分物的擴(kuò)散和洗脫；液相色譜法：流動(dòng)相為液體（各種溶劑）。第三節(jié)動(dòng)態(tài)立體化學(xué)一、立體專一反應(yīng)和立體選擇反應(yīng)1、立體專一性反應(yīng)凡互為立體異構(gòu)體的反應(yīng)物在相同的條件下生成不同的立體異構(gòu)產(chǎn)物的反應(yīng)叫立體專一性反應(yīng)。在這些立體專一過(guò)程中，起始物是一對(duì)立體異構(gòu)體，產(chǎn)物彼此也是立體異構(gòu)體。每個(gè)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，只得到單一一種立體異構(gòu)體，而不混雜有另一種立體異構(gòu)體。立體專一的反式消除反應(yīng)（2S，3R）內(nèi)消旋體立體專一的環(huán)氧化反應(yīng)立體專一的SN2親核取代反應(yīng)2、立體選擇性反應(yīng)如果某一立體異構(gòu)體作用物能同時(shí)生成幾種立體異構(gòu)體產(chǎn)物，其中一種的量超過(guò)其它立體異構(gòu)體，這種反應(yīng)稱為立體選擇性反應(yīng)。消除反應(yīng)的選擇性服從扎依采夫規(guī)則，立體選擇性歸因于在形成過(guò)渡態(tài)時(shí)，位阻應(yīng)盡量較小。氫化反應(yīng)的立體選擇性歸因于產(chǎn)物的穩(wěn)定性。親核加成反應(yīng)的立體選擇性歸因于-位的不對(duì)稱誘導(dǎo)。構(gòu)型保留：手性原子的空間排列在反應(yīng)物和產(chǎn)物中是相同的。包括通過(guò)幾次構(gòu)型翻轉(zhuǎn)而得構(gòu)型保留產(chǎn)物的情況。構(gòu)型翻轉(zhuǎn)：手性原子的空間排列在反應(yīng)物和產(chǎn)物中是對(duì)映異構(gòu)的關(guān)系。親核取代反應(yīng)外消旋化作用經(jīng)由平面的中間體中間體能以兩邊相等的幾率被俘獲外消旋化反應(yīng)也可以通過(guò)角錐體的翻轉(zhuǎn)作用和圍繞碳-碳單鍵旋轉(zhuǎn)的過(guò)程而發(fā)生。二、潛手性關(guān)系1、潛手性分子所發(fā)生的過(guò)程涉及到C（1）上的兩個(gè)質(zhì)子，則結(jié)果得到立體化學(xué)上不同的狀態(tài)。1，3-丙二醇的C（1）是潛手性中心。2、潛手性面

乙醛羰基有兩個(gè)面呈現(xiàn)在進(jìn)攻試劑面前，這兩個(gè)面彼此具有鏡象關(guān)系。如果從某一個(gè)面方向看過(guò)去，取代基按遞降序位的排列順序是順時(shí)針的，那么這個(gè)面就是re，如果是反時(shí)針的，那就是si。一個(gè)非手性試劑與一個(gè)具有潛手性面的分子反應(yīng)時(shí)，將產(chǎn)生等量的對(duì)映異構(gòu)體，得到無(wú)旋光性的產(chǎn)物。用一個(gè)手性試劑在潛手征面之間加以辨認(rèn)是可能的，結(jié)果能產(chǎn)生旋光性的產(chǎn)物。由于作用物、試劑、催化劑、偏振光等因素產(chǎn)生不對(duì)稱反應(yīng)環(huán)境，使反應(yīng)生成不等量的對(duì)映異構(gòu)體產(chǎn)物的反應(yīng)叫不對(duì)稱合成反應(yīng)。第四節(jié)不對(duì)稱合成（手性合成）不對(duì)稱合成的程度可用對(duì)映體過(guò)量百分?jǐn)?shù)（%e.e.）和光學(xué)純度百分率（%O.P.）表示所有的立體專一性反應(yīng)和立體選擇性反應(yīng)均為不對(duì)稱合成反應(yīng)。%.e.e．是指一種對(duì)映體超過(guò)另一種對(duì)映體的百分?jǐn)?shù)%O.P.為實(shí)測(cè)產(chǎn)物比旋光度與光學(xué)純對(duì)映體的比旋光度之比光學(xué)純(R)-苯基乳酸[α]D20=-36.6o，實(shí)測(cè)合成產(chǎn)物[α]D20=-6.6o%e.e.=（59-41）/（59+41）100%=18%光學(xué)純的左或右旋體：

%e.e.=100%%O.P.=100%外消旋體:

%e.e.=0%%O.P.=0%若旋光度與對(duì)映體的組成成正比時(shí)，對(duì)映體過(guò)量百分?jǐn)?shù)（%e.e.）和光學(xué)純度百分率（%O.P.）相等。非對(duì)映體過(guò)量百分?jǐn)?shù)（%d.e.）：%d.e.=([SS]-[SR])/[SS]+[SR]100%手性技術(shù)的發(fā)展階段：（1）手性源的不對(duì)稱反應(yīng)；（2）手性助劑的不對(duì)稱反應(yīng)；（3）手性試劑的不對(duì)稱反應(yīng)；（4）不對(duì)稱催化反應(yīng)。不對(duì)稱接力催化

AsymmetricRelayCatalysis（ARC）

Yu,J.;Shi,F.;Gong,L.-Z.Acc.Chem.Res.

2011,44,1156-1171.Chen,X.-H.;Yu,J.;Gong,L.-Z.Chem.Commun.

2010,6437-6448Han,Z.-Y.;Wang,C.;Gong,L.-Z.InScienceofSynthesis,AsymmetricOrganocatalysis;List,B.,Maruoka,K.,Eds.;GeorgThieme

Verlag:Stuttgart,2011,section2.3.6.概況不對(duì)稱有機(jī)催化的烷基化反應(yīng)

AlkylationofEnamide

ReactionMechanismGuo,Q.-X.;Gong,L.-Z.etalOrg.Lett.2009,11,4620-4623有機(jī)小分子與金屬聯(lián)合催化MetalcatalysisC-CactivationC-XbondactivationInactivatedC-CC=CactivationC-HbondactivationetcOrganocatalysisEnamine(enolizable

aldehydesorKetones)Iminium(unsaturatedaldehydesandketoneswithactivenucleophiles)Bronstedacids(Iminesorcarbonylswithactivenucleophiles)Nucleophiliccatalysts(Carbenes,phosphinesetc,aldehydesandactivatedC-Cdoublebonds)Phasetransfercatalysts(acidicnucleophileswithactiveC-XorC=XandactivatedC-CunsaturatedbondsThecombinationwillprovidemoreopportunitiestocreatenewchemistry!金屬/有機(jī)雙催化體系MetalandOrganocatalystsOperatesSequentially(RelayCatalysis)Relaycatalysisenablesnewenantioselectivetransformationsthateithermetalororganocatalystisunabletoaffordalone.Han,Z.-Y.;Wang,C.;Gong,L.-Z.InScienceofSynthesis,AsymmetricOrganocatalysis;List,B.,Maruoka,K.,Eds.;GeorgThiemeVerlag:Stuttgart,2011,section2.3.6.AsymmetricRelayCatalysis(ARC)withGold/B*-H分子內(nèi)氫氨化/不對(duì)稱氫化反應(yīng)Han,Z.-Y.;Xiao,H.;Chen,X.-H.;Gong,L.-Z.J.Am.Chem.Soc.2009,131,9182-9183Forintermolecularreaction:Liu,X.-Y.;Che,C.-M.Org.Lett.2009,11,4204-4207漢斯酯季碳的構(gòu)建氮雜內(nèi)酯加成反應(yīng)誘導(dǎo)的炔醇的環(huán)合金催化劑的篩選、氮雜內(nèi)酯的擴(kuò)展EntryAr(2)Au(I)Yield(%)dree(%)12a(Ph3P)AuMe9567/3363(36)22b(Ph3P)AuMe9368/3269(30)32c(Ph3P)AuMe6067/3350(35)42d(Ph3P)AuMe9172/2868(26)52e(Ph3P)AuMe8880/2091(37)62eL1AuMe9181/1990(34)72eL2AuMe9480/2091(30)82eL3AuMe9180/2092(35)92e(Ph3P)AuNTf29563/3716(45)102e(Ph3P)AuOBz9378/2289(34)112eL3AuMe9684/1695(33)a122eL3AuMe9985/1595(31)a,b烯炔：潛在的1,3-二烯體用于Diels-Alder反應(yīng)

Strategyforcatalyticgenerationof1,3-silyloxydienes不對(duì)稱接力催化氫化硅氧化/Diels-Alder反應(yīng)Relaycatalyticcascadeintramolecular

hydrosiloxylation/asymmetricDiels-AlderReaction分子內(nèi)氫化硅氧化反應(yīng)：金催化劑的篩選entryAu(I)time(h)solventconv.(%)b2a/3a1Ph3PAuOTf5CH2Cl2>99<1:992Ph3PAuNTf25CH2Cl2>99<1:993Ph3PAuMe/4a5CH2Cl23350:50c455CH2Cl2>9985:15558PhCH3>99>95:5658PhF>99>95:5aUnlessindicatedotherwise,thereactionof1a(0.05mmol)wascarriedoutinpresenceofagoldcatalyst(6mol%)atroomtemperature.

bTheconversionofthereactionandtheratioof2a/3aweredeterminedby1H-NMR.c6mol%of4awasused.不對(duì)稱接力催化氫化硅氧化/Diels-Alder反應(yīng):

手性布朗斯特酸的篩選ImprovetheEnantioselectivity底物拓展Han,Z.-Y.;Chen,D.-F.;Wang,Y.-Y.;Guo,R.;Wang,P.-S.;Wang,C.;Gong,

L.-Z.J.Am.Chem.Soc.2012,134,6532-6535不對(duì)稱接力催化Friedl?nder

縮合/氫化反應(yīng)Friedl?nderCondensationP.Friedl?nder,Berichte,1882,15,2572ReactionDesignoftheCascadeFriedl?nderCondensation/

TransferHydrogenation

FirstcombinationofPA*andLewisAcid:

J.Lv,X.Li,L.Zhong,S.Luo,J.P.Cheng,

Org.Lett.

2010,12,1096;J.Lv,L.Zhang,Y.Zhou,Z.Nie,S.Luo,J.P.Cheng,Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,6610.Directconversion、StepEconomicalSynthesis漢斯酯OptimizationofReaction

Conditions

5ArLA3Yield

(%)dree

(%)5a9-Anthracenylnone3a3510/1905a9-AnthracenylMg(OTf)23a8312/190noneMg(OTf)23a----------a5bPhMg(OTf)23a993.5/17(6)5cSiPh3Mg(OTf)23a7016/1885d2-NaphthylMg(OTf)23a973.2/122(5)5e1-NaphthylMg(OTf)23a686.5/151(18)5f2,4,6-(i-Pr)3C6H2Mg(OTf)23a527/186(45)5a9-AnthracenylMg(OTf)23b76>20/1945a9-AnthracenylMg(OTf)23c517/1805a9-AnthracenylZn(OTf)23b49>20/1895a9-AnthracenylYb(OTf)33b64>20/1905a9-AnthracenylMg(ClO4)23b61>20/1945a9-AnthracenylFeCl33b3718/1925a9-AnthracenylNaAuClO43b1713/1935a9-AnthracenylSc(OTf)33b3017/190aOnlyquinoline(41%yield)wasisolated

Forreductionofmulti-substitutedquinoline:a)Rueping,Metal,Adv.Synth.Catal.

2008,350,1001;b)Du,D.M.etal

,Angew.Chem.Int.Ed.

2008,47,759

適用范圍的拓展：

2-Aminobenzaldehydesandβ-KetoEsters

適用范圍的拓展：

拓展到2-AminoPhenylKetones

?構(gòu)象：是立體異構(gòu)中的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)層次，是在構(gòu)造、構(gòu)型確定的基礎(chǔ)上因?yàn)閱捂I的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中的原子或原子團(tuán)在空間的排列。?構(gòu)象分析：對(duì)與構(gòu)象相關(guān)的“能量－含量”關(guān)系的確定，以及與化學(xué)和物理性質(zhì)的關(guān)系的研究等，被統(tǒng)稱為構(gòu)象分析。第五節(jié)構(gòu)象與構(gòu)象分析例：1,2-二溴-1,2-二苯乙烷PhCHBrCHBrPh內(nèi)消旋體一對(duì)外消旋體實(shí)驗(yàn)事實(shí)：在碘化鉀-丙酮溶液中脫溴反應(yīng)時(shí)（E2），內(nèi)消旋體比外消旋體快100倍。試用構(gòu)象分析進(jìn)行解釋。一、開(kāi)鏈飽和體系的構(gòu)象?1、乙烷的構(gòu)象

在乙烷分子中，碳?xì)洇益I的旋轉(zhuǎn)不會(huì)引起分子幾何形狀的任何改變，因而與分子幾何形狀密切相關(guān)的能量也不會(huì)發(fā)生變化。但是，碳碳σ鍵的旋轉(zhuǎn)將會(huì)引起分子幾何形狀的改變，這種幾何形狀的改變則將伴隨著能量的變化。顯然，在σ鍵旋轉(zhuǎn)引起的分子幾何形狀的改變但不改變分子的構(gòu)型的前提下，構(gòu)象中的能量變化的本質(zhì)必然是由非鍵相互作用而引起的。重疊式構(gòu)象（順疊式）交叉式構(gòu)象（反疊式）乙烷的兩種極限構(gòu)象1212重疊式構(gòu)象交叉式構(gòu)象紐曼（Newman）投影式：乙烷不同構(gòu)象的能量曲線圖交叉式構(gòu)象最穩(wěn)定，重疊式構(gòu)象最不穩(wěn)定。2、正丁烷的構(gòu)象對(duì)位交叉式（反疊式）部分重疊式（反錯(cuò)式）鄰位交叉式（順錯(cuò)式）全重疊式（順疊式）將C1和C4看成甲基取代基，考察正丁烷沿C2和C3之間的σ鍵鍵軸旋轉(zhuǎn)所形成的構(gòu)象。正丁烷不同構(gòu)象的能量曲線圖室溫時(shí)反疊式占70%，順錯(cuò)式占30%反疊式順疊式順錯(cuò)式反錯(cuò)式

烷烴分子在晶態(tài)時(shí)呈鋸齒形。這是由于在這種形態(tài)中，分子中每一個(gè)原子的構(gòu)象都是呈反疊式的。此時(shí)的分子能量最低。3、其它開(kāi)鏈體系的構(gòu)象化合物旋轉(zhuǎn)能障（kJ/mol）烷烴CH3—CH312.6CH3—CH2CH314.2CH3—CH(CH3)216.3CH3—C(CH3)319.7鄰位交叉效應(yīng)：

若只從范德華排斥作用考慮，對(duì)位交叉式構(gòu)象應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，但某些分子卻是鄰位交叉式構(gòu)象占優(yōu)勢(shì)。將這種有利于形成鄰位交叉式優(yōu)勢(shì)構(gòu)象為優(yōu)勢(shì)構(gòu)象的效應(yīng)稱為鄰位交叉效應(yīng)。已經(jīng)證實(shí)乙二醇的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象為鄰位交叉式，這顯然是由分子內(nèi)氫鍵引起的。二、環(huán)己烷及其衍生物的構(gòu)象１、環(huán)己烷的構(gòu)象環(huán)狀分子的張力包括扭轉(zhuǎn)張力、偏離正常鍵角產(chǎn)生的角張力、和偏離正常鍵長(zhǎng)產(chǎn)生的鍵張力。在環(huán)己烷所有的可能的構(gòu)象中，

椅式構(gòu)象：是環(huán)己烷的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象，能同時(shí)滿足正常的鍵長(zhǎng)和鍵角，又能使非極性基團(tuán)盡可能相互遠(yuǎn)離的構(gòu)象；

船式構(gòu)象：是一種不穩(wěn)定的極端構(gòu)象。雖能滿足正常的正四面體鍵角，但非極性基團(tuán)間嚴(yán)重重疊。

環(huán)己烷的六個(gè)成環(huán)碳原子不共平面，環(huán)內(nèi)各個(gè)鍵角均為109.5°，是無(wú)張力環(huán)。椅型船型環(huán)己烷的椅型和船型構(gòu)象：

環(huán)己烷中的碳?xì)滏I可分為兩種類型，每個(gè)碳原子上有一個(gè)a鍵和一個(gè)e鍵，在環(huán)中上下交替排列。a鍵：直立鍵(豎鍵)e鍵：平伏鍵(橫鍵)平伏鍵和直立鍵

椅型構(gòu)象和船型構(gòu)象可以互相轉(zhuǎn)變。船型環(huán)己烷比椅型能量高30kJ·mol-1，常溫下平衡體系主要以穩(wěn)定的椅型構(gòu)象存在。椅式之間可以通過(guò)碳碳鍵的旋轉(zhuǎn)相互轉(zhuǎn)化，將這種轉(zhuǎn)化稱為構(gòu)象翻轉(zhuǎn)。112233445566構(gòu)象翻轉(zhuǎn)一取代環(huán)己烷的取代基在e鍵上的構(gòu)象穩(wěn)定，占優(yōu)勢(shì)。取代基越大，這種優(yōu)勢(shì)越明顯。R=CH3時(shí)，95%處于e鍵；R=(CH3)3C時(shí)，99.9%處于e鍵2、一取代環(huán)己烷的構(gòu)象構(gòu)象能：取代基處于ａ鍵上和ｅ鍵上的能量差。一些取代基的構(gòu)象能ΔGo/kJmol-1。構(gòu)象能構(gòu)象能構(gòu)象能CH37.1OCOCH32.5NHCOCH36.4CF38.8NH38.0OCH32.5N(CH3)28.8i-C3H79.0OC2H53.8N(CH3)310.1t-C4H923.1CO2H5.73、二取代環(huán)己烷的構(gòu)象情況復(fù)雜若兩個(gè)取代基不在同一個(gè)碳原子上，二取代環(huán)己烷的立體異構(gòu)體不僅涉及到構(gòu)象，還涉及到構(gòu)造和構(gòu)型。也就是說(shuō)，在構(gòu)造確定的基礎(chǔ)上才能談?wù)摌?gòu)型，在構(gòu)型確定的基礎(chǔ)上才能談?wù)摌?gòu)象。討論較為復(fù)雜分子的立體化學(xué)或構(gòu)象問(wèn)題的步驟：先討論和確定分子的構(gòu)造；其次討論和確定分子的構(gòu)型；最后討論和確定分子的構(gòu)象。例如，二甲基環(huán)己烷：1,2-二甲基環(huán)己烷、1,3-二甲基環(huán)己烷，還有1,4-二甲基環(huán)己烷互為構(gòu)造異構(gòu)體；順-1,4-二甲基環(huán)己烷和反-1,4-二甲基環(huán)己烷互為構(gòu)型異構(gòu)體。對(duì)二取代和多取代環(huán)己烷衍生物來(lái)說(shuō)，若沒(méi)有其它因素的參與，取代基盡可能處在ｅ鍵上，尤其對(duì)烷基是這樣。但是還要強(qiáng)調(diào)，對(duì)其它非烷基取代基，具體情況要具體分析。反-1,4-二甲基環(huán)己烷但是，反-1,3-二叔丁基環(huán)己烷，若采取椅式構(gòu)象，勢(shì)必有一個(gè)叔丁基要處在ａ鍵上，這樣的構(gòu)象存在著很強(qiáng)的1,3-直立鍵相互排斥作用。為了緩解這種排斥作用造成的能量升高，通過(guò)環(huán)上