元素有机化合物PPT学习教案

1、会计学1元素有机化合物元素有机化合物2、交换反应、交换反应: 制备含活性氢的格氏试剂，采用不含活性氢的格氏试剂作原料， 进行交换反应。 例如：例如： CCH+CH3CH2MgBrCCMgBr+CH3CH3NH+ CH3CH2MgBrNMgBr+C2H6第1页/共37页二、反应二、反应RMgXCH2OH3O+RCH2OH(羟甲基化反应) RMgXRCHOH3O+R2CHOHRMgXR2COH3O+R3COHRMgXH3O+RCOOEtR3COH2第2页/共37页RMgX2HCOOEtH3O+R2CHOHRMgX3CO(OEt)2H3O+R3COHRMgXOH3O+RCH2CH2OH（羟乙基化反应

2、） 第3页/共37页当RMgX中的R空间位阻很大，或羰基二边位阻很大时，将得不到预期的产物。例如例如： (CH3)3CMgBr+CH3CH2CC(CH3)3OCH3CH2CHMe3COH+CCH3CH3CH2反应机理如下： CH3CH2CCMe3OCHHHCMgBrCH3CH3CH3CH2CHCMe3OMgBr+CH2=CCH3CH3CH3CH2CHCMe3OH+ CH2=CCH3CH3H3O+第4页/共37页空间位阻在格氏反应中，应给予充分考验，以在设计反应路线时合理选用反应原料，如下面二条路线合成同一个化合物，路线二收率很低：(-10%)CCH3CH3OHMe3CCH2Me3CCH2MgB

3、rCH3CCH3O(2)(67%)(1)CCH3CH3OHMe3CCH2CH3MgBrMe3CCH2CCH3O第5页/共37页双格氏试剂的成环反应在有机合成中常常用到，一般采用内酯或二元酸酐，希望给予关注。OOOBrMg(CH2)4MgBrTHF+OOMgBrOBrMg(CH2)4OOMgBrO(CH2)4MgBrH3O+COOHOH_H2OOO（内酯，很稳定） 例如：例如： 第6页/共37页例如：例如： OO+BrMg(CH2)4MgBrOOMgBrBrMg(CH2)4O(CH2)4MgBrCH2OMgBrCH2OMgBrOMgBrH3O+CH2OHOHTsClPyO例如：例如： CH2CH

4、=CH2MCPBACH2CHCH2OMgBrCH2CHOHCH2(1)HBr(2)Mg / Et2OCH2CH2CHMgBr(1)(2)HCOOEtH3O+CH2CHCH2CH2CHOHCHCH2第7页/共37页有机锂化合物的碱性比有机镁更强，因而反应活性更高。有机锂化合物的碱性比有机镁更强，因而反应活性更高。一、制备一、制备1、与金属锂反应注意事项：无水、无氧、无酸（二氧化碳）、低温（常温易燃烧）2、交换反应HHLiLi+NCH3+LiNCH2Li+LiXRLiLiRX低温第8页/共37页二、反应二、反应1、与醛酮反应、与醛酮反应(CH3)2CHCCH(CH3)2OLiCH(CH3)2Et2

5、O_60 CoH3O+(Me2CH)3COH+Me3CCCMe3OMe3CLio60 CEt2O_H3O+(Me3C)3COH+（空间位阻很小，几乎无空间效应，与格氏试剂不同）OCH3CH3OCH3OOCH3n_BuLiTHFOCH3CH3OCH3OOCH3LiOH2OOCH3CH3OCH3OOCH3HO(1)(2)+HClCH3COCH3OOOH例：例：第9页/共37页例：例：CH3OCH3LiCH3CH3OHH3O+C6H5CHCHCOC6H5C6H5LiH3O+C6H5CH=CHCC6H5C6H5OHC6H5CHC6H5CH2COC6H5+有机锂于格林试剂的区别在于：格林试剂于，不饱和醛

6、酮的加成是1，4加成，而有机锂的加成是以1，2加成为主。第10页/共37页2、与羧酸的反应RCOOHR1LiRCR1OH3O+机理：机理：COOHHPhPhPhLiH3O+PhPhHCPhORCOOHR1LiRCOOLiR1H+快+快慢RCR1ORCR1OHOHH3O+RR1OLiOLiR1LiRCOOLi第11页/共37页3、与、与RX的反应的反应RXR1LiRR1LiX+例：茉莉酮的合成（顺式的为香料，反式的无香味）OCH3n-BuLiOCH3LiBrOCH3CH3O_OHOOH3O+第12页/共37页4、与环氧乙烷反应、与环氧乙烷反应羟乙基化反应： RLiOH3O+RCH2CH2OH+O

7、CH3PhLiTHFOCH3LiOOCH3CH2CH2OH(1)(2)Na_NH3(l) ,EtOHC6H5COCl / PyOCH3CH2CH2OCOPhH3O+Pd / H2OCH2CH2OCOPhPhCOOOH H2O / H+COOHCH2CH2OCOPhHO(1)(2)(1)(2)（合成硫辛酸药物的关键中间体） 例： 第13页/共37页RZnX : 在金属有机中，应用最早，但活性比有机镁差。常用的是：BrCH2COOEt（卤代酸酯）BrCH2COOEtBrZnCH2COOEtZnEt2OR1CHCOOEtBrZnEt2OBrZnCHCOOEtR1Reformatshy（瑞福马斯基）（

8、瑞福马斯基） 反应反应：(R)(R)RCHCH2COOEtOHH3O+BrZnCH2COOEtRCHO +第14页/共37页例：例：例：例：C6H5CHOBrCH2COOEtZnEt2OH3O+C6H5CHCH2COOEtOH+C6H5COCH3H3O+Et2OZnBrCH2COOEtC6H5CCH2COOEtCH3OH+（该反应不象格林试剂，可以一锅煮）OBrCH2COOEt +ZnEt2OH3O+HOCH2COOEt+例：例：第15页/共37页例：例：例：例：CH3C2H5OBrCH2COOMe / ZnEt2OH3O+CH3C2H5OHCH2COOCH3(80%)CHOOHPhCH2Cl

9、BrCH2COOEt/ ZnOCH2PhCHCH2COOEtHOH3O+OHCHCH2COOEtHO第16页/共37页有的卤代酸酯制备很困难，可采用改进的瑞福马斯基反应来制备：采用羧酸酯直接制备，用LDA（二异丙基胺基锂）做强碱脱氢。如：CH3COOEtRCHCH2COOEtOHLDAHCRO(R1)H3O+(R1)例：例：例：例：CH3COOEtLDAC6H5CHOC6H5CHCH2COOEtOHCH3COOEtLDAC6H5COCH3C6H5CCH2COOEtOHCH3第17页/共37页一、一、Wittig反应反应R3PCR1R2+_R3CR4OR3CR4CR1R2R3PO+R3PCR2R

10、1+_R3P=CR1R2共振结构: 膦叶立德离子型（ylide） （双键型称ylen） 第18页/共37页例：例：例：例：CHOEt2O20C,1hoCHCH2Ph3PCH2+_+(67%)_+Ph3PCH2OoEt2O65C,3h+(52%)（酮比醛的活性低，位阻大）( Ph3PCH3Br+Br_Ph3PCH3n_BuLiPh3PCH2+_)+第19页/共37页例：例：Ph3PCHCOOEtCHOCHCHCH2COOEt+(65%)+_受COOEt的吸电子作用，其反应活性下降了。 例：例：机理是：经过了四圆环的过渡态、或经历了两极离子中间体。膦叶立德的优点有：叶立德的优点有： （1）反应温和

11、（2）收率较高（3）无重排反应（4）反式结构为主要产物（5）酮的反应活性较差一周Ph3PCHCOOEt +_O25CoCHCOOEt(44%)第20页/共37页二、二、WittigHornes反应反应 （改进型的Wittig反应：使反应活性较低的Wittig反应也有较高的收率） Wittig反应的进行难易主要有两个因素： a、羰基碳的空间位阻越大，反应进行越困难； b、Wittig试剂的碳负离子相连的基团为吸电子基时，反应活性下降。 例：例：(EtO)2PCH2COOEtONaH(EtO)2PCHCOOEtO_NaH2+（膦酸酯）第21页/共37页采用这种膦酸酯作采用这种膦酸酯作Wittig试

12、剂，反应活性大大增加：试剂，反应活性大大增加：例：例：例：(EtO)2PCHCOOEt+_OCH3CCH3CHCOOEt(EtO)2PONaO+(65%)_+(EtO)2PCHCOOEt+CH3C6H5OCH3C6H5CHCOOEt_+(EtO)2PCHCOOEt+CH3OCHOCH3OCHCHCOOEt第22页/共37页例：例：例：例：+OCHCOOEt(EtO)2PCHCOOEt+_(EtO)2PCHCOOEt+_PhCPhOPhCPhCHCOOEt+副产物为磷酸盐，水溶性，分离方便 第23页/共37页制制 备：备：(RO)3PRX(RO)2PROR1XNaHylide+或 :或 :HP(

13、OEt)2OEtONaEtOHNaP(OEt)2OClCH2COOEt(EtO)2PCH2COOEtONaH(EtO)2PCHCOOEtO_+（亚磷酸二甲酯） (C2H5O)3PClCH2COOEt200Co3h ClP(OEt)3CH2COOEt(C2H5O)2PCH2COOEtO+季磷盐第24页/共37页 砷叶立德可克服磷叶立德反应活性差的缺点，其活性比磷叶立德大。一、砷叶立德的制备一、砷叶立德的制备Ph3AsBrCH2COOEtPh3AsCH2COOEtEtONaEtOHPh3AsCHCOOEt+Br_+_下列两个化合物同样可以制备砷叶立德： BrCH2CN B rCH2COC6H5二、

14、与醛酮的反应：二、与醛酮的反应：例：例：+_+CCHCOOEtCH3COCH3Ph3AsCHCOOEt(59%)第25页/共37页例：例：例：例：Ph3AsCHCOOEt+_OCHCOOEt(48%)+HOCOCH2OH(EtO)2PCH2COOEtCCHCOOEtCH2OHHO(70%)+(85%)_+Ph3AsCHCOOEtHOCOCH2OHCCHCOOEtCH2OHHO第26页/共37页砷叶立德与邻位羟基芳酮或芳醛反应生成缩合后再环化的产物5，6苯基2吡喃酮： 例：例：例：例：例：例：Ph3AsCHCOOMeR2R1CR(H)OOHOORR2R1(H)+_+（5，6苯基2吡喃酮） +_P

15、h3AsCHCOOMe+CHOOH145-165CoOOPh3AsCHCOOMe_+CH3CCH3OOH145-165CoOOCH3第27页/共37页优点：反应收率高；立体选择性好。缺点：使用四氯化钛催化；反应超低温。介绍两个有机硅试剂的反应及在有机合成中的应用。 一、三甲硅基烯醇醚一、三甲硅基烯醇醚1、制备方法制备方法：（用酮或酯来合成）CH3CH2COOEtMe3SiCl+LDALDATHF/HMPAOEtOSiMe3OSiMe3OEtOEtOSiMe3+（HMPA：六甲基磷酰胺） （原因不明） +CH3OSiMe3CH3OSiMe3DMFLDADMFEt3NMe3SiClOCH3平衡控制

16、，产物稳定速度控制，位阻效应第28页/共37页2、化学反应、化学反应（1）与卤素反应OMe3SiClEt3NDMFOSiMe3.Br2TiCl4OBr(90%)+Me3SiBr（2）与RX反应：使位的烃基化反应（于烯胺的反应相似）OCH3Me3SiClEt3N/ DMFCH3OSiMe3Me3CClTiCl4 / _40CoOCH3+Me3SiClOCH3CHCH3CHCH3Br)CH3OSiMe3(+CH3OSiMe3Et3N/DMFMe3SiClOCH3ZnBr2, 低温第29页/共37页（3）与醛酮的反应（大于羟醛缩合的收率）RR1R2R3R4OR1RR2R4R3OO.OSiMe3+Ti

17、Cl3(H)TiCl4_Me3SiClH2OR2CCCR3R4OHRR1O例：例：例：例：CCH2OSiMe3+ CH3COCH3(1)(2)H2OTiCl4,CH2Cl2,_20CoCCH2CCH3CH3OHO( 73%)反应活性顺序：醛酮酯(CH3)2CHCHOOCHCH(CH3)2OHH2OoCTiCl4,CH2Cl2,(2)(1)+OSiMe378_(92%)第30页/共37页例：例：CHCCH3OSiMe3+CCHOO(1)(2)TiCl4,CH2Cl2,_78CoH2OCHCHCOOHCCH3O(83%)（酮的羰基仍保留着） 例：例：例：例：H2OoC_TiCl4,CH2Cl2,(

18、2)(1)+CHCCH3OSiMe3CH3CCH2CH2COOMeO20CHCCOCH3CH2CH2COOMeCH3OHOOSiMe3+O(1)(2)TiCl4,CH2Cl2,_78CoH2OOOOH第31页/共37页（4）Michael加成反应加成反应OSiMe3+PhCHCHCPhO(1)(2)TiCl4,CH2Cl2,_78CoH2OOPhOPh(95%)例：例：H2OoC78_TiCl4,CH2Cl2,(2)(1)CH3CH3OSiMe3OEt+CH3CCHCCH3CH3OCH3CCH2OCCCOEtOCH3CH3CH3CH3第32页/共37页二、乙烯基硅烷二、乙烯基硅烷1、制备方法： 利用炔与三甲基硅烷或三甲基氯硅烷反应得到： RCCH +HSiMe3H2PtCl6CCSiMe3HHR（六氯铂金酸）RCCH+Me3SiClEt3NRCCSiMe3H2Lind