化竞课件大二上期中前

1、l CH3和烷基：弱致活基，邻对位基。CH3CH3CH3EHEHEHortho­particularly stableCH3particularly stableCH3CH3para­EHEHEHCH3CH3CH3EHmeta­EHEH29l OH, OR；NH2, NHR, NR2：强致活基，邻对位基。: OHOHOHOHEHEHEHEHortho­particularly stableparticularly stableOH:OHOHOHpara­EEHEHEHHOHOHOHmeta­EHEHEH30l OH, OR；NH2,

2、NHR, NR2：强致活基，邻对位基。31l OCOR，NHCOR ：中等致活基，邻对位基。当氧或氮与羰基相连时，氧或氮上的孤对电子也与羰基共轭，因此与苯环的共轭作用减弱了ORORCOCOH NNHRR COCO32l 强致钝基和中等致钝基，间位基：­CONH2, ­COOR, ­COR, ­CHO,­SO3H,­+NR3,­NO2,­CF3,­CNl ­ CF3和­+ NR3只具有吸电子诱导效应l 其它基团则兼具有吸电子诱导和共轭效应33increasing deactivating

3、+l NH3： 强致钝基，间位基34l Q：氨基是强致活基和邻对位基，但是苯胺在硝化反应中却得到间位产物，为什么？l A：硝化反应在强酸性条件下进行l Q：苯胺还会在哪些亲电取代反应中会得到间位产物呢？如何避免这种情况出现？l A：几乎全部的亲电取代反应中，卤代（三氯代溴代例外，因为不需要催化剂），磺化，F­C反应；将氨基转化为酰胺可以有效避免！35l NO2： 强致钝基，间位基NO2NO2NO2EHEHEHortho­NO2less stableNO2NO2para­EHEHEHless stableNO2NO2NO2EHmeta­EHEH36！强致钝

4、基和中等致钝基，间位 以发生F­C烷基化反应和F­C酰基化反应基难37l Halogens：弱致钝基，既具有吸电子的诱导效应，又具有给电子的共轭效应，从反应速率比苯低可以得知吸电子作用更强；但正因为具有给电子的共轭作用，使得它成为邻、对位基。Cl: Cl:ClCl :EHEHEHEHortho­: Cl :ClCl :Clpara­EClEHHEHClEHClEHmeta­EHEH38二、取代基对芳环亲电取代反应的影响5. The ortho/para ratio取代基的空间位阻将影响邻对位比例395. The ortho/para ratio

5、取代基的体积越大，空间位阻大，邻位比例减少406.取代基活性与反应条件类似地，硝化试剂有稀硝酸、浓硝酸、混酸等416. 取代基活性与反应条件白色沉淀，用于苯酚鉴别。*苯酚和苯胺不需要催化剂即可形成三溴代产物427. 多取代苯的效应（暂只做了解）：当多个取代基连接在苯环上时，活化作用影响 > 钝化作用影响（多数情况）强作用的影响 > 弱作用的影响*（两个活化基存在时，则优先进入强活化基的邻对位 两个钝化基存在时，则优先进入弱钝化基的间位（尚待商榷！） 活性作用大小接近时，获得混合物 空阻大的位置难进入437. 多取代苯的效应：447. 多取代苯的效应：位阻较大457. 多取代苯的效应

6、：46二、取代基对芳环亲电取代反应的影响OCH3BrOCH3BrOCH3BrO2NHNO3+H2SO4NO2OCH3BrOCH3Br2FeBr3COOCH3COOCH3NHCOCH3NHCOCH3H3COCCH3COClAlCl3BrBrBrBr47课堂练、将下列各组化合物按照亲电取代速率，从大到小排列 （解答）O COCH33OCH2CH31CH2OCH32（1）CH2CH2N(CH3)31CH2N(CH3)32N(CH3)33（2）CH2CH31Cl3NO24（3）2CH3ClOHNO2NO2NO2（4）312NO248NO2NO2课堂练习2、用箭头标明下列化合物发生硝化反应的主要部位49

7、课堂练习3 、写出下列各反应的主要产物SO3HSO H3BrBrBrBrSO3H+SO3HOBr50课堂练习3 、写出下列各反应的主要产物OHOHOH+ Cl AlCl3()d、OO NaOEtCl()+CHBrCBr2BrNaNH2()e、()NH3CCl4OOO)OOOCCH3HNO3H2SO4+(f、NO2O N251课堂练习3 、写出下列各反应的主要产物H3COOHOOOCH3H3COO+1、AlCl3()Og、+2、H2OHOOOOCH2MgBrCH2BrCH3Mg/Et2O NBS ()()h、OHCF3CF3H2CCl21、O()()j、FeCl32、H2OClCH3CH31、M

8、g/Et2O()i、2、D2O52BrD8. Synthesis of substituted benzenes538. Synthesis substituted benzenes548. Synthesis substituted benzenesNO2×NO2OCH3CH3O基难以发生F­C反应间位558. Synthesis substituted benzeneso、p­基OHO3Sm­基直链烷基苯直接烷基化可能重排磺酸基应后引入OH2OZnHg,HClCH3CH2CH2COClAlCl3H2SO4HO3S568. Synthesis subs

9、tituted benzenesn­C4H9n­C4H9COCH2CH2CH3COCH2CH2CH3BrHOOCBrOn­C4H9COCH2CH2CH3Br2, FeCOCH2CH2CH3Zn­HgClAlCl3HClBrBrn­C4H9H+MgCO2Et2OCOOH第十三章将学习，是很好地得到增长一个碳羧酸的方法578. Synthesis substituted benzenesOHOHOHOHBrBrBrBrH OH SO2molBr3224D100 °CSO3HSO3H利用磺化的可逆性可以起到保护苯环上的某些位置的作用这是常用

10、的的策略58已讲解内容回顾一、芳环的亲电取代反应：苯、取代苯、稠环芳烃、芳香杂环二、芳环亲核取代反应苯、取代苯和芳香杂环三、芳环取代基的反应芳香重氮盐的形成及其反应四、以上三类反应在中的应用59已讲解内容回顾一、芳环的亲电取代反应：1、芳香烃反应与烯烃反应的对比苯、取代苯、2、苯的五类亲电取代反应：3、单个取代基的影响：亲电试剂不同，有些特征不同活性与区域选择性；理论分析方法4、多个取代基的影响以及邻对位比例（了解）5、苯的衍生物路线设计思路：效应、直链烷基苯的、磺化反应可逆特征的应用含钝化基不能进行Friedel­Crafts 烷基化反应60三、多环芳环的亲电取代反应l 实验事实：

11、（1） 萘的活性高于苯，且­位活性高于­位；（2） 蒽、菲则主要生成9­或10­位取代产物l 分析解释：HEHEa­进攻：EBenzenoidHEb ­进攻：EBenzenoid61l 分析解释：HEHEa­进攻：EBenzenoidHEHEHENonbenzenoidHEb ­进攻：EBenzenoidHEHEHEHENonbenzenoid62三、多环芳环的亲电取代反应l 关于磺化反应：HSO3H60 °C96%动力学产H2SO4160°CH2SO4160°C85%热力学l 思考题

12、：请同学们分析回答：产物（1） 蒽、菲为什么主要生成9-或10-位亲电取代产物（2） 蒽、菲的磺化反应为什么以1-取代为主63物SO3H三、多环芳环的亲电取代反应l 萘环上的取代基对新的取代反应影响：主G(o,p)G(m)次磺化FCG(o,p)次有时主l 思考题：请同学们分析解释上述规律64四、芳香杂环的亲电取代反应l 五元芳香杂环的反应活性：>>>>N HOSl 五元芳香杂环的反应规律：吡咯、呋喃和噻吩均以2-取代产物为主E HEHEHE HEH 2位OOOE+O3位OO65四、芳香杂环的亲电取代反应l 六元芳香杂环的反应活性：NO2NO2>>>NN

13、O2l 吡啶不能进行Friedel-Crafts烷基化和酰基化反应，但其N-酰基吡啶盐却是很好的酰基化试剂 RCOCl R'OHClRCOOR'+N HNNCOR66四、芳香杂环的亲电取代反应l 六元芳香杂环的反应规律：吡啶的亲电取代反应发生在3-位E HE HE HNNNless stableEHNEHEH+ENNNEEHEHHNNless stableN67四、芳香杂环的亲电取代反应l 芳香杂环的反应活性：NO2NO2>>>>>>>N HOSNNO2参阅第四章165和166页偶极矩数据N H1.81DO0.70DS0.51DN2.2

14、2DN H1.58DON H1.17DS1.73D1.90D68：五、芳环亲核取代反应l 通常苯是发生亲核反应的l 因为当亲核负离子接近时，pi­电子云会对它产生排斥，此外，氢负离子是一个碱性非常强的碱，难以离去。H+: Nu69五、芳环亲核取代反应1. SNAr Reaction（芳环亲核取代反应）然而，当苯环上具有一个或多个强的吸电子基团时，并且具有一个较好的离去基团（如卤素）时，亲核取代反应就可以在不太激烈的条件下发生。70五、芳环亲核取代反应OHCl 1.HO(pH=14) , 1602.HHCl+NO2ClNO2OHNO2NO2HO(pH=10) ,100+ClNO2ClN

15、O2OHO2NNO2NO2O2NH2O(pH=7),40Cl+NO2NO271亲核取代反应的应用实例回顾l One­Pot Transition­M­Free Synthesis ofDibenzob,foxepins from 2­Halobenzaldehydes思考题：ArX不活泼，在什么条件下可以发生成醚反应？l The reaction of 2­halobenzaldehydes with (2­hydroxyphenyl)acetonitriles proceeds vequentialaldol condensatio

16、n and intramolecular ether formationreaction in the presence of Cs2CO3 and molecular sieves in toluene.72Org. Lett., Vol. XX, No. XX,X，10.1021/ol302371sv 2、芳香杂环的亲核取代反应吡啶比苯容易发生亲核取代反应吡啶的2­位或4­位上连有好的离去基团时，容易发生亲核取代反应BrNH2NH2DNOCH3NOCH3吡啶的3­位的反应性与卤代苯类似，反应要条件较强烈且需要在铜盐催化下发生反应：BrNH2NH3,H2O,Cu

17、SO4140,1.8MPa,18hNN73六、芳环取代基的反应1、光照或加热条件下 卤代反应CXCHX2X = Br,Clhv, or2、芳环侧链的氧化反应CH3CH3KMnOCCHCOOHCH 4KMnO43HOOCCCH3CH3CH374课堂练习、下列化合物在NaCr2O7/H+加热条件下应分别得到什么产物？CH2CH2CH2CH3CH2CH3C(CH )3 3c、b、a、H3CCHCH3 CH3CH3COOHC(CH3)3+c、HOOCC(CH3)3a、b、HOOCCOOH75六、芳环取代基的反应3、芳香重氮盐的形成Formation of Arenediazonium Salts+&#

18、173;NClNH2HNO (NaNO , HCl)NO H 22220 5 0C脂肪族胺也能发生重氮化（Diazotization )反应，但是所生成的重氮盐不稳定，很快分解，因此难以，但可用于氮含量分析 凯氏定氮法用于l 芳香重氮盐在上用途广泛76六、芳环取代基的反应4、芳香重氮盐的亲核取代反应Nucleophilic Subsitution of Arenediazonium SaltsSynthesis of Substituted BenzenesClH3PO2­CuClN2+ClOHBrFKICNI775、芳香重氮盐的偶联反应（与胺或酚反应）Coupling reacti

19、on of Arenediazonium Salts反应实质：重氮盐作为亲电试剂The Arenediazonium Ion asan electronphile，这是偶氮化合物的+­N2Cl方法Br+HOHON=NBrN2+ Cl­BrOHN=NHOCH3+BrCH3区域选择性偶联反应通常发生在羟基或氨基的对位，如果对位有基团占据，则发生在邻位。785、芳香重氮盐的偶联反应（与胺或酚反应）Coupling reaction of Arenediazonium Salts反应实质：重氮盐作为亲电试剂The Arenediazonium Ion asan electronph

20、ile，这是偶氮化合物的方法NNNaOH,H2O+OHHON N0 ° C OHOHNNNaOH,H2ON N+0 ° CCH3CH3NNHOAc,H2O+ N(CH3)2(H3C)2NN N0 ° C反应条件重氮盐与酚的偶联常在pH810的弱碱性条件进行；重氮盐与芳胺的反应在弱酸性条件下进行。Why？796、重氮盐在上的应用A、苯环上引入羟基、氟和基CH2CH3CH2CH3CH2CH3CH2CH3OHOCH3CH2CH3HNO 3NH2CH2CH3CH3ICH2CH3 (1) NaNOCH2CH3Fe + HCl2HCl, 0­5oCTMOH­

21、;(2) H O2OHNH2NO2806、重氮盐在上的应用A、苯环上引入羟基、氟和基BrBrBrNCH2NO2NO2NCNNH2NO2NO2(1) NaNO2HCl, 0­5oCBr2Fe + HClFe(2) CuCNBrBrBr816、重氮盐在上的应用A、苯环上引入羟基、氟和基ClClClClNO2NH2FClClClCl(1) NaNO 2 HCl, 0­5oCHNO3Fe + HCl(2) HBF4FNH2NO2826、重氮盐在B、COOH上的应用规则的取代苯衍生物BrBrNH2NH2H3CH3CH3CH3CCH3CH3CH3CH3(1)HNO3(1) Br2, F

22、e(1) Fe + HCl(2)Ac2O(2) H2O,OH­ NHCOCH3CH3BrNH2NO 2CH3(1) NaNO2HCl, 0­5oCH+MgCO 2(2) H3PO2先引入硝基还原后Et2OBrCOOH思路83，再经重氮盐清除，这是一种可以借鉴的6、重氮盐在B、上的应用规则的取代苯衍生物Br?1.Br1.2.3.Fe, HCl NaNO2,HClCuBrHNO3/H2SO4NO2NO2Br2BrFeBr3846、重氮盐在B、上的应用规则的取代苯衍生物BrBr?2.1. NaNO2,HCl2. H3PO2BrHNO3/H2SO4NH2BrNO2NH2BrFe+HClBr2Br856、重氮盐在上的应用C、偶氮化合物甲基橙（Methyl Orange）HO3S NN(CH3)2NNaO3SSO3NaNN刚果红（Congo Red）NNNH2H2NHO