第三章分子的拆开

1、第三章第三章 分子的拆开分子的拆开 逆合成法的手段逆合成法的手段有机合成路线设计的基本方法有机合成路线设计的基本方法 逆合成法逆合成法 分子简化法分子简化法 官能团置换或消去法官能团置换或消去法 分子拆解（拆开）法分子拆解（拆开）法分子的拆开：分子的拆开：沃伦所用的沃伦所用的“分子的切断分子的切断”（Disconnection of Molecules)法法科里所提出的科里所提出的“合成子法合成子法”（Synthon approach),是将分子结构中的化学键人为地断裂，使分子变为可能原料的是将分子结构中的化学键人为地断裂，使分子变为可能原料的一种过程。一种过程。基本要求：基本要求：（1）会运

2、用分子拆开法设计合成路线）会运用分子拆开法设计合成路线 （2）熟练掌握所介绍的几类分子拆开的方法）熟练掌握所介绍的几类分子拆开的方法分子拆开的原理分子拆开的原理 通过碳通过碳碳成键反应，能够用小的分子去合成较大分子，这是碳成键反应，能够用小的分子去合成较大分子，这是合成的基本原理。合成的基本原理。反过来，通过碳反过来，通过碳碳键的拆开，把较大的分子变成它的原料和碳键的拆开，把较大的分子变成它的原料和较小的试剂分子，然后把原料和试剂通过一系列反应步骤串联较小的试剂分子，然后把原料和试剂通过一系列反应步骤串联起来，也就形成了合成路线。起来，也就形成了合成路线。 实际上，分子拆开的原理就是逆合成法的

3、原理。即实际上，分子拆开的原理就是逆合成法的原理。即以合成子概以合成子概念和切断法为基础，从目标化合物出发；通过官能团转换或键的念和切断法为基础，从目标化合物出发；通过官能团转换或键的切断；去寻找一个又一个前体分子（合成子），直至前体分子为切断；去寻找一个又一个前体分子（合成子），直至前体分子为最易得的原料为止，这是完成合成设计的一条有效途径。最易得的原料为止，这是完成合成设计的一条有效途径。3.1 几个常用术语几个常用术语1、切断切断( disconnection) ：一种分析方法，将分子中的一个一种分析方法，将分子中的一个键切断，使分子转变成为一种可能的原料，这是一个化学反应键切断，使分子

4、转变成为一种可能的原料，这是一个化学反应的逆过程。常用符号的逆过程。常用符号 和穿过切断价键的和穿过切断价键的“S”线来表示线来表示dis例：例：disCH3CCH3OH+CN- abCCHCHCNOH332、合成子合成子 (Synthon) ：将分子切断后所得到的非实际存在将分子切断后所得到的非实际存在的、概念性的分子碎片，通常是个离子。上述切断得出的的、概念性的分子碎片，通常是个离子。上述切断得出的a和和b就是两个合成子。就是两个合成子。3、合成等价物（合成等价物（Synthetic equivalents)：一种能起合成一种能起合成子作用的试剂（化合物）。合成子常因其本身不太稳定而不能子

5、作用的试剂（化合物）。合成子常因其本身不太稳定而不能直接使用。直接使用。a的合成等价物是丙酮。的合成等价物是丙酮。b的合成等价物是的合成等价物是HCN反应反应dis 产产 物物 等价试剂等价试剂 等价中间体等价中间体目标分子目标分子 合成子合成子 合成子合成子 等价物等价物(Equivalent)：与合成子相对应的化合物与合成子相对应的化合物OHCH3EtOHCH3Et+-CH3O+Et-MgBrOHCH3Et合成子合成子(Synthons): 反合成反合成分析时，目分析时，目标分子切割成的片标分子切割成的片段段(Piece)。 合成子的分类合成子的分类 离子合成子离子合成子：电子接受体合成子

6、电子接受体合成子 a- （acceptor synthons）合成子合成子正正离子离子 供电子合成子供电子合成子 d- （doner synthons）合成子合成子负负离子离子 自由基合成子自由基合成子: r - 合成子合成子 自由基自由基 R 周环反应合成子周环反应合成子: e - 合成子合成子 分子分子 烷基合成子烷基合成子：没有官能团没有官能团的合成子称为烷基合成子。的合成子称为烷基合成子。 a-合成子合成子正正离子离子 ，亲电性，亲电性 合成子合成子 等价物等价物 官能团官能团 d-合成子合成子负离子负离子 ，亲核性，亲核性 合成子合成子 等价物等价物 官能团官能团 r - 合合 成成

7、 子子 (自由基自由基) e - 合合 成成 子子 (分子分子)合成子名称合成子名称 合成子合成子 等价物等价物OOH.COOEtCOOEt+COOMeCOOMe(e)(e)(e)(e)(r)(r)+COOMeCOOMe4、官能团互换（、官能团互换（Functional Group Interconversion, FGI)：把一个官能团转变为另一个官能团，以便进一步的反把一个官能团转变为另一个官能团，以便进一步的反合成操作。表示为：合成操作。表示为：FGI例：例：phBrFGIphOH3.2 分子拆开应遵循的原则分子拆开应遵循的原则一、优先考虑骨架的形成一、优先考虑骨架的形成有机合成的任务往

8、往包含着骨架和官能团两方面的变化。有机合成的任务往往包含着骨架和官能团两方面的变化。解决问题时要抓住主要矛盾解决问题时要抓住主要矛盾- -优先考虑分子骨架的形成。优先考虑分子骨架的形成。官能团是依附于骨架上，骨架不建立起来，官能团则成官能团是依附于骨架上，骨架不建立起来，官能团则成为为“无源之水，无本之木无源之水，无本之木”了。了。二、考虑骨架的过程中不能脱离官能团二、考虑骨架的过程中不能脱离官能团形成新骨架的反应，总是发生在官能团上，或受官能团形成新骨架的反应，总是发生在官能团上，或受官能团的影响而产生的活泼部位上。的影响而产生的活泼部位上。RCH2CHOHCHRCHO分析：分析：分子骨架是

9、如何形成的？分子骨架又是通过小分子分子骨架是如何形成的？分子骨架又是通过小分子的什么官能团形成的？的什么官能团形成的？RCH2CHOHCHRCHO2RCH2CHO羟醛缩合羟醛缩合三、化学键切断的原则：三、化学键切断的原则： 当我们用切断这一手段对目标分子的结构进行分析时，当我们用切断这一手段对目标分子的结构进行分析时，可能会有几种切断方法。但一个好的切断必须具备下列可能会有几种切断方法。但一个好的切断必须具备下列原则：原则： a、应具有合理的反应机理和形成合理的合成子。、应具有合理的反应机理和形成合理的合成子。 b、应最大可能的简化、应最大可能的简化 c 、应形成易于得到的合成等价物、应形成易

10、于得到的合成等价物3.3.1 分子拆开的方法分子拆开的方法在目标分子中把某些键逐一打开，从而推导出合成它应使用在目标分子中把某些键逐一打开，从而推导出合成它应使用的较小的的较小的“碎片碎片”（Fragment)-原料和试剂。原料和试剂。表示式：表示式：G 拆开拆开F +E拆开拆开D +C拆开拆开A + B 目标大分子目标大分子小分子小分子较大较大小分子小分子较大较大原料原料试剂试剂碎片碎片注：注：对于目标分子决不能任意乱拆！对于目标分子决不能任意乱拆！ “拆拆”是手段，是手段，“合合”是目的！能合才能是目的！能合才能拆拆 正确的拆开法来自正确的合成法！正确的拆开法来自正确的合成法！3.3 分子

11、的拆开法和注意点分子的拆开法和注意点为满足上述原则，在对分子进行切断时要注意下列几点：为满足上述原则，在对分子进行切断时要注意下列几点：1、尝试在不同部位将分子切断、尝试在不同部位将分子切断 分子切断部位选择是否合适，对合成的成败有着决分子切断部位选择是否合适，对合成的成败有着决定性的影响，有时一个分子存在几个合适的切断部位，定性的影响，有时一个分子存在几个合适的切断部位，这时必须尝试在不同部位将分子切断，以便从中选出这时必须尝试在不同部位将分子切断，以便从中选出最合理的合成路线。最合理的合成路线。3.3.2 分子拆开应注意的问题分子拆开应注意的问题例例1：设计：设计OH的合成路线：的合成路线

12、：分析：可以有两种切断：分析：可以有两种切断： aOHbabMgBr+O路线路线 b较路线较路线a短，也更合理。短，也更合理。两个片段近似相等两个片段近似相等它的合成不亚于目标分子，它的合成不亚于目标分子，很少情况下切下一个碳原子很少情况下切下一个碳原子O+CH3MgI 合成：合成：Br2/hv_ HBrBrMg/Et2OMgBroMgBrH3O+OH 对于对于a路线中的路线中的O切断方法：切断方法：OFGIOH disMgBr+CH3COH请合成之。请合成之。例例2：试设计：试设计 （4-硝基苯基硝基苯基-2-甲氧甲氧-5-甲基苯基甲酮）的合甲基苯基甲酮）的合成路线：成路线：CH3OCH3O

13、NO2b a aCH3OCH3OCl+NO2硝基苯不起硝基苯不起Friedel-Crafts反反应，此路不通应，此路不通CH3OCH3ONO2b ab甲氧基定位能力比甲基强，酰基化反应发生在甲氧基甲氧基定位能力比甲基强，酰基化反应发生在甲氧基的邻位。的邻位。Cl+CH3OCH3ONO2 2、考虑问题要全面、考虑问题要全面 在判断分子的切断部位时，考虑问题要全面。譬如，在判断分子的切断部位时，考虑问题要全面。譬如，要考虑如何减少，甚至避免可能发生的副反应。要考虑如何减少，甚至避免可能发生的副反应。例例1 Williamson synthesis (威廉姆森合成法威廉姆森合成法) 合成异丙基正丁基

14、醚，合成异丙基正丁基醚，OONaR+RRORX有两个切断部位：有两个切断部位：Oba aONa+XbOXNa+为减少副反应，选择路线为减少副反应，选择路线b。易消除，有易消除，有烯烃生成烯烃生成 3、要在回推的适当阶段将分子拆开、要在回推的适当阶段将分子拆开 因为有的目标分子并不是直接由碎片构成的，碎片构因为有的目标分子并不是直接由碎片构成的，碎片构成的是目标分子的前身，这时就要将目标分子回推到它成的是目标分子的前身，这时就要将目标分子回推到它的前身（即回推到适当阶段），然后进行拆开。的前身（即回推到适当阶段），然后进行拆开。例例1：试设计：试设计1,3-丁二醇的合成路线丁二醇的合成路线CH3

15、CH2CH2CH2OHOHFGICH3CH2CH2CHOOHCH3CHO +CH3CHO适当阶段适当阶段例例2：试设计：试设计 3,3-二甲基二甲基-2-丁酮的合成路线丁酮的合成路线CH3CCH3CCH3CH3OFGICH3CCH3OHC CH3OHCH32O分析：目标产物是片呐酮，而片呐酮是通过片呐醇脱水重排分析：目标产物是片呐酮，而片呐酮是通过片呐醇脱水重排得到的，所以逆合成分析：得到的，所以逆合成分析：Mg -Hg 苯苯2 CH3-C-CH3O2 H2OCH3-COHC-CH3OHCH3CH3CH3CCH3CCH3CH3O合成合成: 还记得还记得片呐醇重排片呐醇重排吗？吗？练习合成：螺练

16、习合成：螺5,4-1-癸酮癸酮O4、加入官能团、加入官能团(functional group addition FGA) 帮助拆开帮助拆开例例3：试设计以苯为原料合成：试设计以苯为原料合成1,2,3,4-四氢化萘的合成路线。四氢化萘的合成路线。分析：分析：分析：苯是平面结构，而环丁基要连上去就要迁就苯环平面，并且分析：苯是平面结构，而环丁基要连上去就要迁就苯环平面，并且环丁基不是一下子连上去的，而是分步连上。所以这个链应该是一环丁基不是一下子连上去的，而是分步连上。所以这个链应该是一个顺式烯烃的衍生物，而且链的两端应当存在有利于连入苯环的官个顺式烯烃的衍生物，而且链的两端应当存在有利于连入苯环

17、的官能团。能团。有时分子有时分子直接拆开比较困难直接拆开比较困难；或是拆开了几步以后再往下拆比较；或是拆开了几步以后再往下拆比较困难，但如果在某个部位加一个适当的官能团，再往下拆就比较困难，但如果在某个部位加一个适当的官能团，再往下拆就比较顺利了。顺利了。FGAOdisOClFGIOHOOHOOdisOOOFGA+逆合成拆分如下：逆合成拆分如下：OOClOHOOHOOOOO+AlCl3Zn-Hg / 浓HClSOCl2AlCl3Zn-Hg / 浓HClH2 / NiTM合成合成合成路线的推导，必须具有丰富的想象力。而想象力的来源：合成路线的推导，必须具有丰富的想象力。而想象力的来源：一方面在于

18、熟练的方法、技巧；一方面在于熟练的方法、技巧；另一方面，最根本的在于熟练地掌握大量的、重要的基本有另一方面，最根本的在于熟练地掌握大量的、重要的基本有机反应，其中包括反应的实施方法、条件和机理。机反应，其中包括反应的实施方法、条件和机理。小结小结 有机合成是从原料出发合成目标化合物的过程。为了实现有机合成是从原料出发合成目标化合物的过程。为了实现这一合成，首先必须着眼于目标化合物分子结构的剖析。这一合成，首先必须着眼于目标化合物分子结构的剖析。 逆合成法的基本原理就是在分子结构剖析的基础上，采用从逆合成法的基本原理就是在分子结构剖析的基础上，采用从产物逐一逆向推理最后达到原料的逻辑推理方法产物

19、逐一逆向推理最后达到原料的逻辑推理方法逆推法。逆推法。 ABCDE FGHIJK L MNOPQR这种分析方法又称合成树法。一个有机化合物的合这种分析方法又称合成树法。一个有机化合物的合成可能有多种路线，这就需要选择最合理的路线。成可能有多种路线，这就需要选择最合理的路线。 在以后的学习中我们主要运用这种分析方法来进在以后的学习中我们主要运用这种分析方法来进行有机合成路线设计。行有机合成路线设计。3.4 醇的拆开法醇的拆开法一、醇的合成：一、醇的合成： 要想把多种类型的醇（包括表面看不是醇，实则与醇密切要想把多种类型的醇（包括表面看不是醇，实则与醇密切相联）的分子拆开，就必须熟悉各种类型的醇的

20、合成方法。相联）的分子拆开，就必须熟悉各种类型的醇的合成方法。现将有关醇的重要合成反应整理如下：现将有关醇的重要合成反应整理如下：RXMg + 绝对乙醚RMgX(1) HCHO(2) H3O+RCH2OH(1)O(2) H3O+RCH2CH2OH(1) RCHO(2) H3O+CHOHRRCH2CHOR(1)(2) H3O+CHROHCH2R(2) H3O+(2) H3O+(2) H3O+(1) HCO2C2H5CHOHRR(1) RCORCOHRRR(1) RCO2C2H5COHRRR表表1 饱和醇的制备饱和醇的制备比格氏试剂烃基多一个碳的伯醇；比格氏试剂烃基多一个碳的伯醇；比格氏试剂烃基多

21、两个碳伯醇比格氏试剂烃基多两个碳伯醇仲醇仲醇仲醇仲醇带两个相同烷基的仲醇带两个相同烷基的仲醇叔醇叔醇有两个相同烷基的叔醇有两个相同烷基的叔醇HCCHC2H5MgBr/THF 2CCMgBrMgBrC2H5MgBr/THFCCMgBrH2Na/NH3(l)190220CCNaNaNa/NH3(l)110CCNaH表表2 不饱和醇的制备不饱和醇的制备-利用炔基氢的活泼性利用炔基氢的活泼性CHCCMgBrHCCNaR1OR2(1)(2) H2OCCCHR1R2OH炔醇CBrMgCCMgBrNaCCNaO(1)(2) H2O炔二醇CCCOHCOH控制加氢烯醇(1) 水和 或 (2) 加HX,X2或(3

22、) 控制氧化多元醇羰基醇卤代醇二、合成路线设计实例二、合成路线设计实例例例1 试设计试设计PhPhOH的合成路线的合成路线（1）分析：先弄清）分析：先弄清TM是什么化合物，结构特点，可以是什么化合物，结构特点，可以拆成什么样的合成子或等价物。拆成什么样的合成子或等价物。显然，它是一种具有对称结构的仲醇，一般有两种拆法：显然，它是一种具有对称结构的仲醇，一般有两种拆法：分步拆分步拆拆成格氏试剂和醛拆成格氏试剂和醛PhPhOHdisPhCOH+PhMgX较麻烦较麻烦一齐拆一齐拆拆成格氏试剂和甲酸酯拆成格氏试剂和甲酸酯PhPhOHdis+PhMgXHCOEtO怎样合成怎样合成较简单较简单FGIPhM

23、gBrPhBrFGIPhOHdisCH2CH2O+PhMgBrFGIPhBr+HCHOPhCH2MgBrPhCH2CH2OH 注意注意产率仅产率仅40%。一般情况下劈开一个碳原子的手法是蹩脚的！。一般情况下劈开一个碳原子的手法是蹩脚的！另一种合成方法为：另一种合成方法为：（2）合成）合成PhOHPhMgBrPhBr+MgEt2OCH2CH2OH3O+PhMgBrPhBrPBr3Mg/Et2OHCO2EtH3O+TM例例2：为：为MeCMeOHCN提供一个好的切断，并合成之。提供一个好的切断，并合成之。（1）分析）分析MeCMeOHCNdisMeCMeOH+CN_MeCMeO+O+HMeCMeO

24、 OCN_是一个稳定的负离子；而正离子上的正电荷被氧原是一个稳定的负离子；而正离子上的正电荷被氧原子上的一对未共用电子所稳定，它的等价物实际上子上的一对未共用电子所稳定，它的等价物实际上是丙酮。所以，这个切断是合理的。是丙酮。所以，这个切断是合理的。（2）合成）合成MeCMeOHCNMeCMeONaCNH+实际上，所有简单的醇均可按此法进行拆开。实际上，所有简单的醇均可按此法进行拆开。我们只选择取代基中最稳定的负离子，并把分子我们只选择取代基中最稳定的负离子，并把分子切成一个羰基化合物：切成一个羰基化合物：CRROHXdisCRRO+X-小结小结例例3：为：为CCOHPhMeCH提供一种切断并

25、合成之。提供一种切断并合成之。（1）分析：）分析：disCO+-CCOHPhMeCHPhMeC CH(NaCCH)（2）合成：）合成：-CHCCHNa/NH3(L)CHPhCOMeTM注意注意通常情况下，没有一个取代基能给出稳定通常情况下，没有一个取代基能给出稳定的负离子，因而就得使用负离子的合成等的负离子，因而就得使用负离子的合成等价物价物格氏试剂或烷基锂。格氏试剂或烷基锂。disCO+COHPhMePhMeEtMgBrEt(or EtLi)即：即：+EtMgBrEtCOMgBrMePhH2OOPhMeCEtOHCMePh例如把例如把Et-做合成子的话做合成子的话,就是它的合成等价物就是它的

26、合成等价物EtMgBr例例4：为：为EtCOHPhEt提供一种切断并合成之。提供一种切断并合成之。分析：这是一个叔醇，而且含有两个相同的基团，就分析：这是一个叔醇，而且含有两个相同的基团，就是将该两个基团一次切断，倒退到一个酯和两摩尔格是将该两个基团一次切断，倒退到一个酯和两摩尔格氏试剂氏试剂.EtCOHPhEtdisOPhCEtdisPhORO+2EtMgBr合成：合成：PhORO2EtMgBrH3O+TM分析：分析：例例5：为：为提供一种切断并合成之。提供一种切断并合成之。PhPhOHdisPhPhOHCOOEt+2MgBrPhAA如何合成呢？从如何合成呢？从A中可看出，六元环中有一个双健

27、，因中可看出，六元环中有一个双健，因而我们可以采用而我们可以采用Diels-Alder切断：切断：disCOOEt+COOEt共轭二烯共轭二烯亲二烯组分亲二烯组分3.5 由醇衍生的化合物的拆开由醇衍生的化合物的拆开 醇中的羟基在合成中是关键官能团，因为他们的合成可通过一个重醇中的羟基在合成中是关键官能团，因为他们的合成可通过一个重要切断来加以设计，而且他们又可转变成含别的官能团的化合物。要切断来加以设计，而且他们又可转变成含别的官能团的化合物。一、合成一、合成ROHH+( 消除）消除）烯烯HXor PX3卤代烃卤代烃H+醚醚R COCl酯酯(O)醛、酮、羧酸醛、酮、羧酸分析这一类化合物的分析这

28、一类化合物的合成时，最好先倒推合成时，最好先倒推到醇，然后分析。到醇，然后分析。二、合成路线设计实例二、合成路线设计实例例例1 怎样合成怎样合成PhPhOAc分析：分析：PhPhOAcFGIPhPhOHPhMgBr2+H CO2Et合成路线：合成路线：请同学们补充完整请同学们补充完整例例2 合成合成OO（丙酮缩（丙酮缩-2-丁烯丁烯-1，4-二醇）这个古二醇）这个古怪分子被怪分子被Cory用作合成美登木素，一用作合成美登木素，一种抗肿瘤化合物的中间体。种抗肿瘤化合物的中间体。分析：官能团是由醇和一个羰基化合物衍生而来的缩分析：官能团是由醇和一个羰基化合物衍生而来的缩醛。该二醇必定具有一个顺式双

29、建，所以可以使用炔醛。该二醇必定具有一个顺式双建，所以可以使用炔烃这个诀窍。烃这个诀窍。OOdisO+OOHHdisHCHOHCHO+CCHH合成：合成：CCHH碱碱HCHO碱碱HCHOOOHH LindlarOOHHTMOH+复习醇的制备方法复习醇的制备方法RXMg + 绝对乙醚RMgX(1) HCHO(2) H3O+RCH2OH(1)O(2) H3O+RCH2CH2OH(1) RCHO(2) H3O+CHOHRRCH2CHOR(1)(2) H3O+CHROHCH2R(2) H3O+(2) H3O+(2) H3O+(1) HCO2C2H5CHOHRR(1) RCORCOHRRR(1) RCO

30、2C2H5COHRRR表表1 饱和醇的制备饱和醇的制备比格氏试剂烃基多一个碳的伯醇；比格氏试剂烃基多一个碳的伯醇；比格氏试剂烃基多两个碳伯醇比格氏试剂烃基多两个碳伯醇仲醇仲醇仲醇仲醇带两个相同烷基的仲醇带两个相同烷基的仲醇叔醇叔醇有两个相同烷基的叔醇有两个相同烷基的叔醇HCCHC2H5MgBr/THF 2CCMgBrMgBrC2H5MgBr/THFCCMgBrH2Na/NH3(l)190220CCNaNaNa/NH3(l)110CCNaH表表2 不饱和醇的制备不饱和醇的制备-利用炔基氢的活泼性利用炔基氢的活泼性CHCCMgBrHCCNaR1OR2(1)(2) H2OCCCHR1R2OH炔醇CB

31、rMgCCMgBrNaCCNaO(1)(2) H2O炔二醇CCCOHCOH控制加氢烯醇(1) 水和 或 (2) 加HX,X2或(3) 控制氧化多元醇羰基醇卤代醇由醇衍生的化合物的拆开由醇衍生的化合物的拆开 醇中的羟基在合成中是关键官能团，因为他们的合成可通过一个重醇中的羟基在合成中是关键官能团，因为他们的合成可通过一个重要切断来加以设计，而且他们又可转变成含别的官能团的化合物。要切断来加以设计，而且他们又可转变成含别的官能团的化合物。ROHH+( 消除）消除）烯烯HXor PX3卤代烃卤代烃H+醚醚R COCl酯酯(O)醛、酮、羧酸醛、酮、羧酸分析这一类化合物的分析这一类化合物的合成时，最好先

32、倒推合成时，最好先倒推到醇，然后分析。到醇，然后分析。3.6 简单烯烃的拆开简单烯烃的拆开（1）烯烃的分析比醇类要复杂一些，它们可以由醇脱水来制备。）烯烃的分析比醇类要复杂一些，它们可以由醇脱水来制备。Me3COHH+Me2CCH2+H2O 因此，在设计烯烃的合成时官能团互换这一步是加水到因此，在设计烯烃的合成时官能团互换这一步是加水到 双键上。双键上。（2）烯烃的合成也可以通过双健的直接切）烯烃的合成也可以通过双健的直接切 断，这条路线相当于断，这条路线相当于Wittg反应。反应。Ph3P=CH2(I)(II)Ph3P-CH2磷叶立德也称为魏悌息试剂磷叶立德也称为魏悌息试剂(Wittig,德

33、德1953)。硫或磷与碳结合形成极性盐结构的化合物，称叶立硫或磷与碳结合形成极性盐结构的化合物，称叶立德（德（Ylide，yl有机基团的词尾，有机基团的词尾，ide盐的字尾）盐的字尾） Ph3PPCl3+PhH3Ph3P+CH3BrPh3P+CH3Br-PhLietherPh3P+CH2-三苯基膦三苯基膦 卤代烃卤代烃 四级鏻盐四级鏻盐 磷叶立德磷叶立德 制备制备C=O + Ph3P-CR2Ph3P=CR2 C=CR2 + Ph3P=O三苯氧膦三苯氧膦 与醛酮的反应与醛酮的反应例例 1 ：PhO+disdisPh3P+PhBrPh3PCHPhPhWittg反应路线的优点在于十分简短，而反应路线

34、的优点在于十分简短，而且生成的双健在我们所期望的地方。且生成的双健在我们所期望的地方。上面的反应还可以通过上面的反应还可以通过FGI变成醇，再由醇脱水而制得。变成醇，再由醇脱水而制得。分析：分析：PhFGIFGIPhPhOHOHA 脱水主要得共轭烯烃脱水主要得共轭烯烃PhB PhO+PhBrMg主要主要 次要次要 合成：合成：PhBrMg/Et2OMe2COPhOHH3PO4TM例例 2 ：分析：分析：TM 是一个含有羟基、三键和芳环的醚链骨架。是一个含有羟基、三键和芳环的醚链骨架。根据合成经验，首先从醇的官能团处拆开较合适。根据合成经验，首先从醇的官能团处拆开较合适。+HCHOOHdisPh

35、OPhOHPhOHdisPhBr+OHNadisOHNaO+HCCHOHCCH1)Na,NH3(l)2)OHNaPhBr-NaBrPhOH合成：合成：2)HCHO1)Na,NH3(l)CH2ONaH2OTMPhO你做对了吗？你做对了吗？思考：思考：用甲苯、乙烯等合成用甲苯、乙烯等合成CH2CH2CH2Cl3.7 烷烃的拆开烷烃的拆开 （完全不带官能团的化合物）（完全不带官能团的化合物）这一类化合物通常借助于双健的氢化反应制得，因此我这一类化合物通常借助于双健的氢化反应制得，因此我们可以任意地在任何地方进行拆开。们可以任意地在任何地方进行拆开。R2+R2CHOR1CH2MgBr+R2CHOR1R

36、2FGIFGIR1OHR2Ph3PCH2R1R1注意注意要根据经验找出两个大致相等的认可的片段要根据经验找出两个大致相等的认可的片段例例1：如何制备：如何制备Ph有许多答案，其中之一是使双健尽可能靠近苯环有许多答案，其中之一是使双健尽可能靠近苯环PhFGIPhdisPhPh3P+CHOPh合成：合成：PhCH2Br1)Ph3P2)OH_PhPhPh3PCH3CH2CH2CHOH2/PdTM例例2：如何合成：如何合成分析：分析： 用分支点用分支点.作指南作指南合成：合成：PhBr1)Mg /Et2O2)OH3)H2O1)H3PO42)H2/PdTMO3.8 -羟基羰基化合物和羟基羰基化合物和 ,

37、-不饱合羰基化合物的拆开不饱合羰基化合物的拆开3.8.1 -羟基羰基化合物的拆开羟基羰基化合物的拆开原则：原则：“会合才能拆会合才能拆”。因此，要研究拆开，还得先研究合成。因此，要研究拆开，还得先研究合成。1、 -羟基醛酮的合成羟基醛酮的合成回忆回忆羟醛缩合：含有活泼羟醛缩合：含有活泼-H的醛（酮），在稀碱或稀酸的醛（酮），在稀碱或稀酸的催化作用下，发生缩合而生成的催化作用下，发生缩合而生成-羟基醛（酮）的反羟基醛（酮）的反应称为羟醛缩合反应。此类反应是可逆反应。应称为羟醛缩合反应。此类反应是可逆反应。 碱催化下的反应历程（以乙醛为例）碱催化下的反应历程（以乙醛为例）2CH3CHOOH_CH3

38、CHCH2CHOOH历程：历程：_H2OOH+H CH2COHCH2COHCH2COH+HCHCH3OCH2C_OHOCH3CHCH2CO_HOCH3CHCH2CO_+H2OHOCH3CHCH2COH一分子醛提供羰基，一分子醛提供碳负离子，所以羟醛缩合一分子醛提供羰基，一分子醛提供碳负离子，所以羟醛缩合过程是亲核加成过程。过程是亲核加成过程。 酸催化下的反应历程（以乙醛为例）酸催化下的反应历程（以乙醛为例）烯醇式重排：烯醇式重排：CH3CHOHBH+CHOCH2HB_H+CH2OHCH亲核进攻：亲核进攻：CH3_H+CHOHCH2CHO你能找出酸、碱你能找出酸、碱催化的差异吗？催化的差异吗？C

39、H3CHOHCH2CHOH+CH2OHCHHCHO+CH3CHOH+CH3 醛酮的交错缩合反应醛酮的交错缩合反应原则：醛提供羰基（更活泼），酮供给原则：醛提供羰基（更活泼），酮供给-H。CH3CHO+HCH2C CH3OHO-CH3CHOHCH2COCH3 碱催化反应机理是碱首先夺取碱催化反应机理是碱首先夺取-碳上氢形成碳负离子，然后碳碳上氢形成碳负离子，然后碳负离子同另一分子羰基发生亲核加成，生成负离子同另一分子羰基发生亲核加成，生成-羟基羰基化合物。羟基羰基化合物。常用的碱有：氢氧化钠、乙醇钠、叔丁醇铝等。常用的碱有：氢氧化钠、乙醇钠、叔丁醇铝等。酸催化反应使羰基质子化，增加羰基碳正电性，

40、从而增加活性。酸催化反应使羰基质子化，增加羰基碳正电性，从而增加活性。小结小结2、 -羟基醛酮的拆开法羟基醛酮的拆开法从羰基起，将从羰基起，将,-碳碳健打开，碳碳健打开，-羟基氢回到羟基氢回到-碳上，碳上， -碳恢复为原来的羰基。碳恢复为原来的羰基。例例1：CHOOHdisCHO+CHOCHOOHdisCHOH+HCHO推论推论在醇醛型缩合反应中，原料的一分子供给羰基，在醇醛型缩合反应中，原料的一分子供给羰基，另一分子供给另一分子供给-H。例例2：NO2,CN,COOH,COOR但是，能使但是，能使-H活化的基团，除了醛酮的羰基外，活化的基团，除了醛酮的羰基外，其它的强吸电子基团，如：其它的强

41、吸电子基团，如：甚至于卤原子、不饱和健等，也有致活作用。甚至于卤原子、不饱和健等，也有致活作用。例例 3：因此，把这一类化合物称为因此，把这一类化合物称为 -羟基羟基-吸电子基化合物吸电子基化合物3、合成实例、合成实例 例例1：设计：设计2-（1-羟代环戊基）羟代环戊基）-1-环戊酮的合成路线环戊酮的合成路线OHOCHO+H CH2NO2OHNO2分析：属哪一类化合物，从骨架、官能团及官能团间分析：属哪一类化合物，从骨架、官能团及官能团间的位置，即整体来看有何联系。的位置，即整体来看有何联系。OHOdiso+oo21)LiN(isoC3H7)2,Et2O2)H3O+TM合成：合成：例例2：设计

42、：设计2-(2-环己酮环己酮)基基-2-羟基二苯乙酮的合成路线羟基二苯乙酮的合成路线OOOHPhPh分析：从羰基着眼，向外推移，找到分析：从羰基着眼，向外推移，找到 位有羟基的羰位有羟基的羰基，按基，按 -羟基羰基化合物拆开：羟基羰基化合物拆开：OOOHPhPhdisO+PhPhOOPhPhOOFGIPhPhOHOdis2PhCHO合成：合成：讨论讨论早些年用剧毒的早些年用剧毒的KCN 或或NaCN，使用不便，近年来有人采用广泛，使用不便，近年来有人采用广泛存在的生物辅酶存在的生物辅酶维生素维生素B1 (Thiamine Hydrochlorine 盐酸硫胺）盐酸硫胺）作催化剂。材料易得，价格

43、便宜，操作方便，效果良好。作催化剂。材料易得，价格便宜，操作方便，效果良好。例例4：设计：设计5-硝基硝基-4-辛醇的合成路线辛醇的合成路线分析：这是一种分析：这是一种-羟基羟基-吸电子基化合物。吸电子基化合物。COH+HNO2OHNO2disHNO2dis+HNO3合成：合成：HNO2OCHKOH/EtOHHNO3TM4204503.8.2 、-不饱合羰基化合物的拆开不饱合羰基化合物的拆开（一）（一）、-不饱合羰基化合物的形成不饱合羰基化合物的形成1、-羟基醛酮的脱水反应羟基醛酮的脱水反应开链开链,-不饱合羰基化合物的制备不饱合羰基化合物的制备1）易脱水的原因：）易脱水的原因： -羟基和羰基

44、之间的羟基和羰基之间的-H ,受二者吸电子的影响更为活泼；受二者吸电子的影响更为活泼； 脱水后形成脱水后形成-共轭体系很稳定。共轭体系很稳定。2）促进脱水的原因）促进脱水的原因: 加热加热-给以能量帮助脱水给以能量帮助脱水; 酸催化酸催化,似醇脱水。似醇脱水。反应历程反应历程:-H2O+H+COHCHCOHCCHCOHOH2CCC+HOH-H+CCCO 规律规律在醇醛缩合反应中，用在醇醛缩合反应中，用碱催化碱催化，可以停留在，可以停留在-羟基羰羟基羰基化合物的阶段；若基化合物的阶段；若酸催化酸催化，就容易进一步发生不可，就容易进一步发生不可逆的失水反应，逆的失水反应， 得到得到,-不饱合羰基化

45、合物。不饱合羰基化合物。例如：例如：OCCH3CH3Ba(OH)2(CH3)2CCH2COHOCH32而而 但是但是碱催化下碱催化下,若反应条件激烈若反应条件激烈(碱太浓或太强、温度过碱太浓或太强、温度过高），高），-碳上还有氢也会进一步失去一分子水生成碳上还有氢也会进一步失去一分子水生成,-不饱合羰基化合物。不饱合羰基化合物。OH-CCOH HCOCCCOHO-H2O-OH-CCCO2、环状环状,-不饱合醛酮的制备反应不饱合醛酮的制备反应 二元醛或酮在酸或碱的催化下发生缩合反应，生成环二元醛或酮在酸或碱的催化下发生缩合反应，生成环状状,-不饱合醛酮。不饱合醛酮。例例1：CH3COCH2CH2

46、COCH3OH-CH3OHHHOO而不是而不是O？CH3COCH2CH2OOH-O例例23、克莱森、克莱森(Claisen)-施密特施密特(Schmidt)反应反应在稀的强碱存在下，含有在稀的强碱存在下，含有-H 脂肪醛酮与不含脂肪醛酮与不含-H芳醛进芳醛进行交叉缩合反应，可得产率较高的行交叉缩合反应，可得产率较高的,-不饱合醛酮。不饱合醛酮。反应反应1：PhCHO+CH3CONaOHH2O/EtOHPhCHCHCOPhPh反应反应2：PhCHO+OKOH/H2OPhCHO其历程其历程:HOOH-H2O-CHCCHCO-ArCOHArCO-HCCOHH2OArCHCCOHOHOH-ArCCCO

47、H-OH-ArCHCCO规律规律 芳醛与一个不对称酮缩合芳醛与一个不对称酮缩合, 总是取代基较少的总是取代基较少的-碳参加反应碳参加反应,取代基较多的取代基较多的-碳碳(甲基酮的亚甲基、环酮甲基酮的亚甲基、环酮位取代的次甲基）位取代的次甲基）不易进行缩合反应。不易进行缩合反应。 Claisen-Schmidt反应总是生成带羰基的大基团和另一个大基反应总是生成带羰基的大基团和另一个大基团成反式的产物。团成反式的产物。反应反应3：CH3CCH2CH3OPhCHO+CH3CCHCH3CHPhOOHPhCH CHCCH2CH3ONaOH+主主次次C6H5CHO+CH3COC(CH3)3HO-CCC6H

48、5HHCOC(CH3)3反应反应5：反应反应4：+CH3COCH3C CC6H5HHCOCH3C6H5CHOHO-4、克脑文格缩合、克脑文格缩合(E. Knoevenagel)醛、酮在弱碱醛、酮在弱碱(胺胺, 六氢吡啶六氢吡啶, 二乙胺二乙胺)催化下催化下,与具有活泼亚与具有活泼亚甲基化合物发生类似羟醛缩合的反应。甲基化合物发生类似羟醛缩合的反应。反应通式反应通式:CO+YCH2YCCYY碱碱 Y和和Y为为NO2CNCHOCORCOORC6H5等吸电子基团等吸电子基团. 历程历程:以以为例为例RCHO+CH2(COOEt)NHRCHCHCOOEtCOOEt2+CH2(COOEt)2CH(COO

49、Et)2-+NHH+NHNHH+CH(COOEt)2-+RCOHRCHCH(COOEt)2O-RCHCH(COOEt)2OH-H2ORCHC(COOEt)2RCHCHCOOH 注意注意酮一般不与丙二酸或丙二酸酯起酮一般不与丙二酸或丙二酸酯起Knoevenagel反应。但反应。但是，酮能与氰乙酸或氰乙酸酯等更活泼的亚甲基缩合。是，酮能与氰乙酸或氰乙酸酯等更活泼的亚甲基缩合。CHO+CH3COCH2COOEt(C2H5)2NHCHCHCOCH3COOEt例如例如:O+NCCH2COOC2H5CH3COONH4CCNCOOEt5、克莱森缩合、克莱森缩合(Claisen)- ,-不饱和酯不饱和酯 无无

50、-H的醛与含两个的醛与含两个-H的酯的酯(即能够烯醇化的酯即能够烯醇化的酯)在碱性在碱性条件下发生缩合反应，生成条件下发生缩合反应，生成,-不饱和酯。不饱和酯。RCHO+HCHCOORNa/EtOH05RCHCCO2R6、浦尔金（、浦尔金（Perkin） 缩合缩合芳醛与含两个芳醛与含两个-H的脂肪酸酐及其相应的羧酸钾的脂肪酸酐及其相应的羧酸钾(或或钠钠)盐一起加热，发生类似醇醛缩合反应，生成盐一起加热，发生类似醇醛缩合反应，生成-芳芳基取代的丙烯酸及其衍生物的反应。基取代的丙烯酸及其衍生物的反应。OAr CHO+HCHHCOCOCH3KOAc缩合缩合水解水解ArCHCHCOOH+CH3COOH

51、 总结总结上述的几类反应可以归纳为一大类型上述的几类反应可以归纳为一大类型-合成合成,-不饱和羰基化合物。不饱和羰基化合物。即即:CO+CH2COYXCCCOYX碱性条件碱性条件加热加热,水水醛酮醛酮,-不饱和羰基化合物不饱和羰基化合物.X=H或吸电子基，或吸电子基，Y=H、R、OH、OR、OAc等。等。这样这样, ,-不饱和羰基化合物的拆开就易理解了不饱和羰基化合物的拆开就易理解了.(二二) ,-不饱和羰基化合物的拆开不饱和羰基化合物的拆开COCH2CO+disCCCO推论推论如果有如果有,氢且是饱和的羰基化合物氢且是饱和的羰基化合物,也能按上也能按上式拆开式拆开CCHCOHFGICCCOd

52、isCOCH2CO+拆开规律：沿着双键切断，一端写成拆开规律：沿着双键切断，一端写成C=O，另一端写成，另一端写成CH2合成实例合成实例例例1: 试设计对硝基苯丙烯醛的合成路线试设计对硝基苯丙烯醛的合成路线CHOO2N分析分析:CHOO2NdisO2NCHO+CH3CHOFGICH3O2NCH3 合成：合成：NO2CHO+CH3CHOKOH/EtOHTM氯化铬酰或铬酰氯（氯化铬酰或铬酰氯（CrOCrO2 2ClCl2 2）在有机合成中可作氧化剂或氯化剂，）在有机合成中可作氧化剂或氯化剂，铬酰氯可将末端铬酰氯可将末端烯烃烯烃氧化为氧化为醛醛，将非末端烯烃氧化为，将非末端烯烃氧化为-氯代酮及氯代酮

53、及衍生物，以及衍生物，以及将与芳环相连的甲基氧化为将与芳环相连的甲基氧化为醛醛基基。例例2：设计设计1，5-二苯基二苯基-1，4-戊二烯戊二烯-3-酮的合成路线。酮的合成路线。C6H5CH CH CO CH CH C6H5分析：分析：dis2PhCHO+CH3CCOH3合成合成:2PhCHO+CH3CCOH3NaOH/EtOHTM2025 C6H5CH CH CO CH CH C6H5例例3：设计设计-（-呋喃基）丙烯酸的合成路线。呋喃基）丙烯酸的合成路线。分析：分析：OCH CH COOHOCHCCOOC2H5COOC2H5OCHCCOOHCOOHFGA合成：合成：吡啶吡啶/哌啶哌啶OCHO

54、+CH2(COOEt)2OCHCH(COOEt)2100OCHCHCOOH OH OH- ,- ,水解水解 加热加热, -CO2 例例4：设计：设计OO的合成路线的合成路线分析：目标分子是一个分析：目标分子是一个,-不饱和内酯。不饱和内酯。disCHO+HCHOCOOEtOHEtOOC合成合成:+HCHOCHOK2CO3OHCHOCH2(CO2Et)2,EtOHNH3,TM100 例例5：设计：设计 的合成路线的合成路线OHCHCCO2HO分析：分析： -苯氧基苯氧基-（对羟基苯基）丙烯酸，从骨架（对羟基苯基）丙烯酸，从骨架及功能团看，为及功能团看，为,-不饱和羰基化合物。不饱和羰基化合物。你

55、能拆开吗？你能拆开吗？OHCHCCO2HOdisHOCHO+CH2OCOOHdisOHdisOH+ClCH2COOH合成合成:Zn(CN)2,HCl,AlCl3OCHHNH HClOHH2OOCHHOClCH2COOHOH+HO-CH2OCOOHOCHHON(C2H5)3,Ac2OTM设计下列化合物的合成路线设计下列化合物的合成路线PhOHOHPhPhPhONO3.9.1 1,3-二羰基化合物的拆开二羰基化合物的拆开RCOCH(R)COY对对1,3-二羰基化合物的结构分析二羰基化合物的结构分析,可将该化合物骨架看作两部分可将该化合物骨架看作两部分: -碳和右边的羰基看作母体碳和右边的羰基看作母

56、体; 左边的羰基看作酰基左边的羰基看作酰基. 1,3-二羰基骨架是酰基取代了二羰基骨架是酰基取代了-H形成的形成的3.9 1,3-二羰基化合物的拆开二羰基化合物的拆开母体母体酰基酰基disRCOCH(R)COYRCOX+R CHHYOC1,3-二羰基化合物二羰基化合物酰化试剂酰化试剂拆开的方法应当是从酰基和拆开的方法应当是从酰基和碳之间的健断开碳之间的健断开,分成酰化试剂分成酰化试剂 和带有活泼和带有活泼-H的羰基衍生物的羰基衍生物. 即即:X=Cl, Br, RCOO, ROY=H, R, OH, RCOO, RO3.9.2 1,3-二羰基化合物的合成反应二羰基化合物的合成反应最重要的合成方

57、法是最重要的合成方法是Claisen酯缩合反应酯缩合反应。即一种具有即一种具有-H的酯和另一分子相同或不相同的的酯和另一分子相同或不相同的(酯酯)在碱性条件下在碱性条件下进行的缩合反应。反应的结果是脱掉一分子醇形成进行的缩合反应。反应的结果是脱掉一分子醇形成-羰基酸酯。羰基酸酯。现在把提供酰基的化合物，如现在把提供酰基的化合物，如酯、酰氯、酸酐酯、酰氯、酸酐与与酯、醛、酮、腈酯、醛、酮、腈(提供提供-H)的反应都称为的反应都称为Claisen缩合反应。缩合反应。RCOX+HCRCOYRCOCRYOC碱性试剂碱性试剂常用的碱性试剂常用的碱性试剂:醇钠、氨基钠、三苯甲基钠等。醇钠、氨基钠、三苯甲基

58、钠等。1. 相同酯间的缩合相同酯间的缩合-克莱森克莱森(Claisen )酯缩合反应酯缩合反应例例:2CH3COOEtNaOEtCH3COCH2COOEt+EtOH反应历程反应历程:CH3COC2H5O+C2H5O-CH2COOEt-+C2H5OHpKa24 弱酸弱酸pKa16 弱碱弱碱+CH2COOEt-CH3COC2H5OCH3COC2H5O-CH2COOEtCH3COCH2COOEtCH3COC2H5O-CH2COOC2H5+C2H5O-C2H5O-CH3COCH2COOC2H5+CH3COCHCOOEt-+C2H5OHH+CH3COCH2COOC2H5酯的酯的碳上必须有两个氢碳上必须有

59、两个氢注意注意若酯的若酯的-碳上只有一个氢，则缩合反应不能在碳上只有一个氢，则缩合反应不能在C2H5O-的作用下进行。的作用下进行。例例:A的酸性很弱的酸性很弱(pKa20),其共轭碱的碱性远大于其共轭碱的碱性远大于C2H5O-,因此必因此必须使用更强的碱须使用更强的碱,如三苯甲基钠如三苯甲基钠,才能使反应顺利进行。才能使反应顺利进行。产率为产率为0%2(CH3)2CHCOOC2H5C2H5O-/C2H5OH1)2) H3O+(CH3)2CHCOCCH3CH3COOC2H5ACCOOC2H5CH3)2(CH3)2CHCOCCH3CH3COOC2H5HPh3C-H3O+2、二元或多元酯的分子内缩

60、合、二元或多元酯的分子内缩合 -狄克曼（狄克曼（Dickmann)缩合反应缩合反应 含有含有-H的二元酯，在强碱的二元酯，在强碱EtONa等存在下，分子内发生酯缩合等存在下，分子内发生酯缩合反应，形成一个反应，形成一个环状环状-酮酸酯酮酸酯，再经水解加热脱羧反应得到，再经水解加热脱羧反应得到五员五员或六员环状酮。或六员环状酮。 注注 意意狄克曼分子内酯缩合反应实际是在分子内部进行的克莱森酯缩狄克曼分子内酯缩合反应实际是在分子内部进行的克莱森酯缩合反应。是合成含五员或六元环及其衍生物的主要方法之一。合反应。是合成含五员或六元环及其衍生物的主要方法之一。二元羧酸酯的二元羧酸酯的-氢的活性是亚甲基大