有机合成 第4章稳定化碳负离子的缩合反应ppt课件

1、第第4章章 稳定化碳负离子的缩合反响稳定化碳负离子的缩合反响 了解稳定化碳负离子了解稳定化碳负离子 明确稳定化碳负离子的反响性明确稳定化碳负离子的反响性 掌握稳定化碳负离子的重要缩合反响及其掌握稳定化碳负离子的重要缩合反响及其 在有机合成中的运用在有机合成中的运用【根本要求】【根本要求】 稳定化碳负离子的重要缩合反响及其稳定化碳负离子的重要缩合反响及其 在有机合成中的运用在有机合成中的运用【重点难点】【重点难点】第第4章章 稳定化碳负离子的缩合反响稳定化碳负离子的缩合反响 4.1 稳定化碳负离子稳定化碳负离子 4.1.1 稳定化碳负离子及其构成稳定化碳负离子及其构成 C -ACHA+B-+BH

2、稳定化碳负离子稳定化碳负离子( A 为稳定碳负离子的要素为稳定碳负离子的要素 )4.1.2 碳负离子的稳定化作用碳负离子的稳定化作用 一、共振稳定化作用一、共振稳定化作用 OONCH2NCH2二、邻位正电荷的稳定化作用二、邻位正电荷的稳定化作用 R2CPPh3+R2CS(CH3)2+R2CPPh3+R2CS(CH3)2+三、三、d 轨道的稳定化作用轨道的稳定化作用 SSH HSSHn-BuLiTHFOOH HOOHn-BuLiTHF四、四、Li+ 配位稳定化作用配位稳定化作用 LiOCNCH2ArLiOCNCH2EtO4.1.3 稳定化碳负离子的反响性稳定化碳负离子的反响性 一、亲核取代一、亲

3、核取代 烷基化烷基化 酰基化及缩合反响酰基化及缩合反响 CRAC ARX+X +CCAC A+ L +CORLO LRCCAORC -A亲核性亲核性二、亲核加成二、亲核加成 缩合反响缩合反响 烃基化烃基化 C A+OCAO CAOCCAHOHCCACCAC A+COO BH H2O4.2 羟醛缩合反响羟醛缩合反响 3.2.1 普通的羟醛缩合普通的羟醛缩合 1反响前后分子构造的变化反响前后分子构造的变化2反响需求反响需求-氢的参与氢的参与3至少含有两个至少含有两个-氢时才会发生脱水氢时才会发生脱水4酸也可以催化酸也可以催化 留意留意 CCHHOCCHHCOHCHOCCHHCCO2OH , 或或

4、H+ H2O碱催化机理碱催化机理 CCHHOCCHO OH CCHHOCCHHCO CHOH2OCCHHCOHCHOOH CCHHCOHCO CCHHCCO OH 酸催化机理酸催化机理 CCHOHCCHH+OHCCHHOCCHH+OHH+ H CCHHCOHCH+OH H2OCCHHCOHCHOCCHHCCO H H+CCHHC+OH2CHOCC+HHCCHO H 4.2.2 交叉羟醛缩合交叉羟醛缩合 OPhOHB +HOHOOHOHPhPhOHOOPhOHPhOHOPhOOHPhPh+OHOPh亲亲电电体体亲亲核核体体O HO PhO Ph一、醛、酮反响差别性控制一、醛、酮反响差别性控制 1

5、、运用不含、运用不含-氢的醛、酮氢的醛、酮 CH3CHO + HCHO(HOCH2)3CCHOC(CH2OH)4HCHOOHOH留意：不含留意：不含-氢的醛、酮作为亲电体的活性应高于氢的醛、酮作为亲电体的活性应高于 含含-氢的醛、酮氢的醛、酮 亲电体活性:高于OHPhO+OHPhO10 % NaOHPhO苯基和羰基的双重活化作用苯基和羰基的双重活化作用 亲电体活性:高于OHOPhPhOH+OHOPhPhHOOHPhOHPh无六六氢氢吡吡啶啶74 %PhCHO + PhCH2COCH3PhCH=CCOCH3Ph动力学控制的实验条件：低温、位阻大的强碱、非质子型溶动力学控制的实验条件：低温、位阻大

6、的强碱、非质子型溶 剂、酮不过量、剂、酮不过量、Li+为抗衡阳离子。为抗衡阳离子。热力学控制的实验条件：较高的温度、相对较弱的碱、质子型热力学控制的实验条件：较高的温度、相对较弱的碱、质子型 溶剂、溶剂、Na+ 或或 K+ 为抗衡阳离子。为抗衡阳离子。 B +R2CHCOCH2RR2CCO CH2RR2CHCO CHR热热力力学学控控制制产产物物动动力力学学控控制制产产物物2、动力学控制和热力学控制、动力学控制和热力学控制 动力学控制动力学控制 分子内缩合:OOOOHOHOO热力学控制热力学控制 动力学和热力学控制动力学和热力学控制 碱碱催催化化: :OOH+OH HHO85 %酸酸催催化化:

7、 :OOH+H+HO80 %脱水构成稳定的共轭体系脱水构成稳定的共轭体系+OHPhO碱碱碱碱O PhOOPhO OHPhOOPhO PhO碱B OPhO PhO解释反响机理解释反响机理二、定向的羟醛缩合二、定向的羟醛缩合 1、预制烯醇负离子、预制烯醇负离子 OLDA, THF78oCOLiOOHHOH3O+OOOH+OHTiCl4(cat.)r.t., 甲苯OTiCl3OTiCl3主主次次动力学控制动力学控制热力学控制热力学控制2、经过烯醇硅醚、经过烯醇硅醚 Mukaiyama 反响反响 PhOOH+OHTiCl4(cat.)CH2Cl2, 78oCH2OPhMe3SiOOPhSiMe3HOC

8、lTiCl3OOTiClClCl Me3SiClPhCHOO SiMe3OPhOH(n-Bu)4NF+OSiMe3(n-Bu)4N+ FOFSiMe3N+(Bu-n)4+TiCl4 (cat.)HOOH2OOSiMe3CH2Cl2OHO烯醇硅醚的获得烯醇硅醚的获得 OO Li+LDA, DME, 78 OCOSiMe3Me3SiCl或或 NaH, DME;Me3SiCl, Et3N+OOSiMe3Et3N, Me3SiCl,DMF, refluxOSiMe378 22分分馏馏OSiMe33、经过烯醇负离子合成等效体、经过烯醇负离子合成等效体 NOHH2SO4OHOHOH+NCCH3NO+HR1

9、OR2NONOLiOR2R1n-C4H9Li(1) NaBH4H2O(2) H3O+NR1OR2CORCH2RH+C+OHRCHRHCOHRCHR H+COHHH+C+OHHHHNR2CH2OH+NHR2CH2+OH2NR2CH2+NR2 H2OCORCHRCH2NR2三、类羟醛缩合三、类羟醛缩合 1、Mannich 反响反响 胺甲基化反响胺甲基化反响 +CORCH2RCOHHH+CORCHRCH2NR2+ HNR2HHOO+H2NCH2+COOHH2CH2CCOOHONOCOOHHOOCH3CNOH3C 2 CO2 2 H2OOMe2NH, CH2OMe2NOOOOOOOO H2O+MeI加

10、热NaOEt加热2、Henry 反响反响 RCHOR2CN+OOR2CHNO2ORNO2RROHRNO2RRH+OHROSiMe3NO2RCHO(n-Bu)4NFMe3SiClLDARCH2NO2RCHN+OSiMe3O3、潜在芳香体系、潜在芳香体系 +O碱 H2OHOH4.3 不同类型羰基化合物间的缩合反响不同类型羰基化合物间的缩合反响 OR1R2 (H)OLR亲亲电电体体亲亲核核体体ORLOR2 (H)R1亲亲电电体体亲亲核核体体4.3.1 醛、酮醛、酮 与与 羧酸衍生物酯的缩合羧酸衍生物酯的缩合 +OOCHOHCOOC2H5C2H5ONa+C2H5ONaCOOC2H5OOOC2H5ONa

11、OOOEtOO+C2H5ONaCOOC2H5COOC2H5OOCOCOOC2H5OCOOC2H5 CO一、预制的羧酸衍生物烯醇负离子一、预制的羧酸衍生物烯醇负离子 78oCOEtOLDA, THFOOEtOOHCOOEtOSiMe3OEtPhOPhCOOEtOH(1) LDA(2) Me3SiClTiCl4二、运用不含二、运用不含-氢的醛氢的醛 EtONaPhCHO + CH3COOEtPhCOOEt4.3.2 羧酸衍生物酯与羧酸衍生物酯与 醛、酮的缩合醛、酮的缩合 三、活化的羧酸衍生物三、活化的羧酸衍生物 Knoevenagel 缩合缩合 l X、Y: COOR、COOH、COR、CN、l

12、NO2 等吸电子基等吸电子基 l 常见的碱：胺、吡啶等弱碱常见的碱：胺、吡啶等弱碱 COR(H)RCH2XYB+CCR(H)RXY+NHCH2(CN)2OCHOOCH=C(CN)2+NHCH=CHCHOCH2COOC2H5CNCH=CHCH=CCOOC2H5CNOO+NH 100 %CH2COOC2H5CNCCOOC2H5CNO+NH, 苯苯CHOCOOC2H5COOC2H5COOC2H5COOC2H5+ CH2(COOH)2CHOO2N吡吡啶啶CHO2NCHCOOH+NHCHOOHOCOOC2H5OCH2(COOC2H5)28090 %+NHCHOOHOCOCH3OCH3COCH2COOC2

13、H5 100 %+NHCHONH2NCOOC2H5CH3CH3COCH2COOC2H54.3.3 酯酯 与与 酯的缩合酯的缩合 一、分子间酯缩合一、分子间酯缩合 Claisen 缩合缩合 CCH2OCH3COOEtCH3COEtOHAcEtONa2COCH3OEtCOCH2OEtH EtOHCCHOCH3CH2COOEtCH3CH2COEtOHAcEtONa2CH3EtOHCH3COEtOCH3COEtOCH2COEtO CCH2O CH3OEtCOOEtEtONaCCH2OCH3COOEt + EtO CCHOCH3COOEt + EtO HAcC CH2OCH3COOEt 机理机理OEtO

14、OEtOOOOEtLICA, THF 78 oCH2OLICANLi80 %EtONaPhCHCOOEtCOCOOEtPhCH2COOEtCOOEtCOOEt+PhCHCOOEtCOOEt90 %PhCH2COOEt + HCOOEtEtONaPhCHCOOEtCHOPh3CNa2 (CH3)2CHCOOEt(CH3)2CHCOCCOOEtCH3CH345 60 %70 %HAcEtONa2 PhCH2COOEtPhCH2COCHCOOEtPh二、分子内酯缩合二、分子内酯缩合 Dieckmann 缩合缩合 Dieckmann 缩合反响只适宜于五、六元环的合成缩合反响只适宜于五、六元环的合成 C

15、2H5OOCCOOC2H5COOC2H5OC2H5ONaH+H+EtONa CO2OH CO2EtCO2EtCO2EtOEtO2CCO2EtOCO2EtOEtO2COO2 解释反响机理解释反响机理HAcEtONaOOEtOCH3OOEtOCH3EtOHC2H5OOCCH3COOC2H5COOC2H5C2H5ONaH+OC2H5OOCCH3COOC2H5 预测反响产物预测反响产物练练 习习CCCOHCO4.3.4 分子内的腈分子内的腈-腈缩合腈缩合 Thorpe 反响反响 对切断的启示对切断的启示 CCOCOCCCCOH2OCNCNCNNHCNO碱碱4.4 烯烃合成法：烯烃合成法：C=C 的构成

16、的构成 3.4.1 Wittig 反响反响 +COCC+Ph3P=OCCPh3P+O CCPh3POPh3PC +Wittig 试剂试剂 用途：定向构成用途：定向构成 C=C 键键OHHPh3P=CH2OPh3P=CHOMeOMeCHOH3O+Ph3PC +PPh3Ph3PCH+CHBrBC=C 键的切断键的切断CCCOBrC+H如何构建以下分子中的如何构建以下分子中的 C=C 键键CH2CHCHCH3CHCHCH2CH3O(C2H5O)2PO CCO4.4.2 HWE 反响反响 (C2H5O)2POC (C2H5O)2POCHCC(C2H5O)2POCC ONaH+P(OC2H5)2 OO+

17、CHBr(C2H5O)3P+(C2H5O)2+POCH(C2H5O)3P+CBrH(C2H5O)2POCHC2H5Br (C2H5O)2POOEtOOEtO(1) NaH, THF(2) n-BuCHO, THF(C2H5O)2POOEtOOEtO(1) LiCl-DBU(2) i-PrCHOArbuzov 重排重排 3.4.3 烯烃复分解反响烯烃复分解反响 R1CHCHR2R2CHCHR1R1CHCHR1R2CHCHR2Mo、W、Rh 等卡宾型催化剂等卡宾型催化剂 NMo(F3C)2MeCO(F3C)2MeCOPh+Catalyst4.4 烯烃合成法：烯烃合成法：C=C 的构成的构成 烯烃合

18、成法：烯烃合成法：C=C 的构成的构成 B) HydroborationC) Hydroalumination with DIBAL: (iBu)2AlHD) Dissolved Metal ReductionII. Wittig OlefinationPreparation(Yilde)ReactionMechanismWittig OlefinationWittig OlefinationStereochemistry of Wittig reactionStabilized yildes Mechanisme. g.III. Horner-Wadsworth-Emmons Olefination Horner reactionHWE reactione. g.Masamune-Roush modification:Still modification:Applications in natural product synthesis:IV. Olefin Met