第五章：立体化学

1、第五章第五章 有机合成中有机合成中立体化学立体化学的控制的控制1. 1. 炔烃的还原炔烃的还原 炔烃的催化氢化是炔烃的催化氢化是顺式加氢顺式加氢，而在，而在液氨液氨中用中用金属钠金属钠还原则为反式加氢还原则为反式加氢OH【TM】【切断】【切断】【合成】【合成】OHOHHCCHCH3CH2I +OHCCHCH3CH2CCHCH3CH2CCCH2CH2OHH2/Pd/BaSO4TMONaNH22.1.CH3CH2I2.NaNH21.【EX】【合成】【合成】HCCHCH3CH2INaNH21.2.CH3CH2CCH1.NaNH22.OOHCC CH2CH3Na/NH3(l)TM108OHCHCCH2

2、CH3H2. 2. 构型反转构型反转 仲卤代烷的仲卤代烷的SN2反应反应一般为构型反转一般为构型反转反应速度不仅与溴甲烷的浓度有关，也与碱的浓度成正比反应速度不仅与溴甲烷的浓度有关，也与碱的浓度成正比亲核试剂亲核试剂总是从溴总是从溴的的背面背面进进攻碳原子攻碳原子比较：比较：SN1反应反应是分是分步进行的，卤代烷先步进行的，卤代烷先电离出烷基正离子，电离出烷基正离子，烷基正离子再与亲核烷基正离子再与亲核试剂结合；前一步反试剂结合；前一步反应较慢，决定整个反应较慢，决定整个反应的速率。应的速率。 【TM】【合成】【合成】【逆推】【逆推】CH3CH2ClHHCO2HCH3CH2HCO2HCH3CH

3、2HCNCH3CH2CH3CH2ClHCH3CH2ClHHCNCH3CH2KCNDMSOHCO2HCH3CH2H2SO4H2O,heat 烯烃以烯烃以四氧化锇或碱性高锰酸钾四氧化锇或碱性高锰酸钾氧化得到氧化得到顺式顺式二羟基化合物；烯二羟基化合物；烯烃通过烃通过环氧化环氧化，然后酸性开环得，然后酸性开环得反式反式二羟基化合物二羟基化合物 。3. 3. 烯烃二羟基化烯烃二羟基化【 e.g. 】 由乙炔合成由乙炔合成 【逆推】【逆推】用过氧酸氧化顺用过氧酸氧化顺-2-丁烯，然后酸性开环可得上述目标分子。丁烯，然后酸性开环可得上述目标分子。【合成】【合成】H3CHOHOHH3CH+HCH3OHOHH

4、CH3H3CHOHOHH3CHHCH3OHOHHCH3H3CCHCH3CH+ RCO3H4. 4. 烯烃硼氢化烯烃硼氢化- -氧化水解反应氧化水解反应 烯烃的烯烃的硼氢化硼氢化-氧化水解反应氧化水解反应总结果为总结果为顺式水合顺式水合，而且遵循，而且遵循反马氏规则反马氏规则 【TM】【合成】【合成】【逆推】【逆推】OHCH2CH2CH2CH33OHCH2CH2CH2CH3CH2CH2CH2CHOHOHCH2CH2CH2CH33CH2CH2CH2CHOOOHMgBrH3O+H3PO4B2H6H2O2/HO_TM烯烃与卤素加成是烯烃与卤素加成是反式加成反式加成5. 5. 烯烃与卤素加成烯烃与卤素加

5、成Br2BrBr卤代烷的卤代烷的E2消除是消除是反式消除反式消除 查依采夫规则查依采夫规则 6. 卤代烷卤代烷的的E2消除消除比较：比较：HBrRRHRt-BuOKCCHRRR7. Cram规则规则 如果如果醛或酮的手性醛或酮的手性-碳原子碳原子上结合的三个不同的基团有大上结合的三个不同的基团有大(L)、中、中(M)、小、小(S)的区别，发生亲核加成反应时，应当的区别，发生亲核加成反应时，应当具有优势构象具有优势构象： R-L 重叠构象重叠构象 全交叉构象全交叉构象 主产物主产物 次产物次产物MLORSRORMRorLSMSOHRRLMSOHRRL【TM】【合成】【合成】【逆推】【逆推】CCP

6、hHH3COHC2H5HHCH3OHH5C2HPhHCH3OHPhC2H5_使用使用(s)-2-苯基丙醛苯基丙醛与与乙基溴化镁乙基溴化镁反应，然后酸化即可得到反应，然后酸化即可得到TM CCPhHH3COHC2H5H补充：补充：绝对构型（绝对构型（R/S）确定法）确定法分大小分大小：按照次序规则排列手性原子上四个不同基团的优先顺序；：按照次序规则排列手性原子上四个不同基团的优先顺序；找位置找位置：根据最不优先基团离视线最远的原则，确定观察位置；：根据最不优先基团离视线最远的原则，确定观察位置；定方向定方向：离视线近的三个基团由大至小顺时针为：离视线近的三个基团由大至小顺时针为“R”，逆时针为，

7、逆时针为“S”。CABCDS观察方向CABCDR观察方向CCHCH3ClBrBrClCH3HOHOHOHCHOHHHCH2OHCHOClBrCH3HHS-R-S-,R-R-,R-,R-,8. 8. 卡宾反应的立体化学卡宾反应的立体化学 卡宾（卡宾（carbenes）的产生）的产生 卡宾的结构卡宾的结构单线态较不稳定单线态较不稳定，常常是在分解初期首先产生的形式，在液相中最初形，常常是在分解初期首先产生的形式，在液相中最初形成的卡宾；在气相中，尤其在惰性气体（成的卡宾；在气相中，尤其在惰性气体（N2或或Ar）存在下单线态经碰撞）存在下单线态经碰撞而失去能量后转变为三线态，而失去能量后转变为三线态

8、，三线态能量比单线态低三线态能量比单线态低42KJ/mol。 卡宾的反应卡宾的反应 与与C=C双键的加成：双键的加成： 在在液态顺液态顺-2-丁烯丁烯中，卡宾的加成只生成中，卡宾的加成只生成顺顺-1，2-二甲基环丙烷二甲基环丙烷，对，对反反-2-丁烯丁烯加成只加成只生成反生成反-1，2-二甲基环丙烷二甲基环丙烷，这种，这种立体专一的顺式加立体专一的顺式加成成结果表明它是同时连接到双键的两个碳原子上去的。结果表明它是同时连接到双键的两个碳原子上去的。在气态，在气态，卡宾卡宾与与2-2-丁烯（顺式或反式）丁烯（顺式或反式）的加成产物是的加成产物是等量的顺和反等量的顺和反-1-1，2-2-二甲基环丙

9、烷的混合物二甲基环丙烷的混合物参加反应的卡宾是参加反应的卡宾是三线态三线态，非立体选择性非立体选择性2插入反应（插入反应（insertion）在饱和和不饱和的在饱和和不饱和的C-H键中发生插入反应，在希望进行加成时，键中发生插入反应，在希望进行加成时，插入反应将是一个插入反应将是一个副反应副反应卡宾能把自身插入到大多数分子的卡宾能把自身插入到大多数分子的C-H键键中去中去9. Diels Alder 反应的立体化学反应的立体化学 Diels Alder 反应是反应是同步发生同步发生的的(协同反应协同反应)，以致二烯和亲二烯体均以致二烯和亲二烯体均不可能围绕单键进行旋转不可能围绕单键进行旋转；故顺式亲二烯体给出；故顺式亲二烯体给出顺式产物顺式产物，反式亲二烯，反式亲二烯体给出体给出反式产物反式产物。+OHHOOOOOHH+CO2EtEtO2CHHHCO2EtCO2EtH+H3COOEtHHheatCH3CO2EtHOH+TM【TM】【合成】【合成】【逆推】【逆推】CH3OOCH3OO+H3COOHH【TM】【合成】（略）【合成】（略）【逆推】【逆推】CH2OHCH2OHCH2OHCH2OHCO2EtCO2Et+CO2EtEtO2