《有机合成化学》课件4 本科 磷硫

1、第四章 磷、硫、硼化合物为中间体的合成反应第一节 磷叶立德作中间体d p 共轭分散-C上的负电荷，使分子趋于稳定。YlideYleneWittig试剂 1. 磷 Ylide Wittig试剂1949年1953年Wittig, G.; Geissler, G. Lieb. Ann. Chem. 1953, 580, 44-47.Wittig 的工作1979年诺贝尔化学奖维蒂希(Wittig, Georg Friedrich Karl, 1897-1987)德国化学家磷叶立德的化学活性取决于分子中电荷的分布稳定的磷叶立德R1，R2吸电子基团，-COR，-COOR，-CN不稳定磷叶立德R1，R2 推

2、电子基团，烷基，环烷基半稳定磷叶立德R1，R2介于二者之间，烯基，芳基 不同类型的磷Ylide稳定的叶立德对水稳定可以在NaOH水溶液中制备。-氢的酸性更强的可在Na2CO3中制备。例：不稳定磷叶立德在惰性气体保护、无水条件下制备BuLi，PhLi/Et2O，NaH/THF， NaNH2/NH3(l)碱：CH3SOCH2Na/DMSO磷叶立德不需析离，保存在溶液中。 2. Wittig 反应烯烃三苯氧膦（固体）机理：形成稳定的PO键Wittig 试剂 Wittig反应举例(1)(2)(3)进行一锅反应优点：1） 双键处于原来羰基位置2）与不饱和羰基化合物反应，不发生1.4-加成，双键位置比较固

3、定，适合于合成多烯和萜类；非极性溶剂中，共轭稳定磷叶立德与醛反应，优先生成反式烯烃；而不稳定叶立德优先生成顺式烯烃；半稳定磷叶立德无选择性Loupy， A. Synthesis, 1977,126.昆虫性息素Huang， Y. Z.; Shi, L. L,et. al JOC,1987, 52,3558.3）立体选择性- 烷氧基磷叶立德:用于制备增加一个碳原子的醛例：请完成合成路线 ！第二节 膦酸酯作中间体-改进的Wittig 反应膦酸酯Horner-Wadsworth-Emmons (HWE) Reaction Wittig-Horner反应磷酸盐离子优点：1) 原料易得： Michaeli

4、s-Arbuzov反应2) 膦酸酯碳负离子的亲核性比磷叶立德强，在缓和条件 下即可与多种醛酮反应3) 反应生成的磷酸根易溶于水，易于分离4) 立体选择性生成（E）-式烯烃亚磷酸乙酯 Wittig-Horner反应与传统 Wittig 反应比较试 剂反应条件副产物Wittig试剂加热，时间长Ph3PO，较难除净WittigHorner试剂温和，时间短磷酸盐离子，水洗除去前列腺素重要中间体的合成：第三节 有机硫化合物作中间体1、硫叶立德作中间体更稳定（1）与羰基化合物的反应例：（2） 与亲电烯烃的反应环丙烷衍生物亲核试剂CH2- 对 -不饱和羰基化合物的双键的亲核加成2. 硫代缩醛作中间体（1）缩

5、硫醛和缩硫酮的瑞尼Ni脱硫提供了将羰基转变成 亚甲基的另一种选择的方法。 硫原子具有3d空轨道，相邻碳负离子上的电荷可以反馈到3d空轨道上，起到使相邻碳负离子稳定化的作用。（2）极性反转策略的应用例1RXRCHO酮-羟基酮-羟基酮RCOX-二羰基化合物CO2-酮酸OR例2例33. 亚砜及砜作中间体（1） 烃化反应合成末端烯烃（2） 酰化反应3） Julia 烯烃合成法：苯砜的-碳负离子与醛酮反应，羟基乙酰化后Na-Hg脱砜基消除得到烯烃。特点：立体选择性地得到反式烯烃。前三个阶段可在一锅中反应，中间体不需分离纯化。从羰基化合物到 烯的总产率相当高（80%）第四节 有机硼作中间体的合成反应 1.

6、 极性：3.自由基源泉含有碳硼键（C-B）的有机物称为有机硼化合物 B : 2s22p1 亲核迁移形成CO，CX，CN，CC键等 2. 烃基负离子源泉 一有机硼试剂的制备1烃基硼烷的制备 反应速度：（1）（2）（3） 商业试剂： （ThBH2）重要硼烷试剂： 9-硼二环3.3.1壬烷Born in London, Professor Brown came to the USA at the age of two. He attended Wright Junior College prior to enrolling at the University of Chicago, where he

7、 completed his BS in 1936 and his PhD in 1938. His graduate studies under the guidance of H. I. Schlesinger were focused on the reaction of diborane with carbonyl compounds. After studying free-radical reactions in Chicago in 1939 with M. S. Karasch, he became Schlesingers assistant with the rank of

8、 instructor.1979 Nobel PrizeDuring his career, he supervised 163 PhD students and 190 postdoctoral fellows. He also authored 8 books and nearly 1300 scientific publications.二碳-氢键的形成 1还原反应在室温下能使 C=O，COOR, COOH, CN 等还原 甲硼烷为Lewis 酸，进攻富电子中心。对羰基还原时，硼烷加到羰基氧上，随后氢负离子不可逆地由硼转移到碳上。温和条件下，酰氯不和甲硼烷作用，酯作用较慢，羧酸反应较快。

9、 （Sia2BH和HBH2）作还原剂选择性更好，将醛酮还原为醇 ，而羧酸及其衍生物则不反应。Reactions of Borane (BH3)硼氢化钠（与硼烷有所差别，亲核性还原剂）是一个白色的晶状固体，在工业上用途极广，在碱性介质中稳定，在酸性介质中水解释放出氢气，显还原性，但它只能将醛、酮和酰氯还原成醇，分子中同时存在的硝基、卤素、酯基、腈基等基团在反应中不受影响，是一个选择性很好的中等强度的还原剂。用硼氢化钠还原的反应可在水和醇中进行，操作比较方便。 79%Journal of Organometallic Chemistry 609 (2000) 1371512. 硼氢化反应硼烷用醋酸

10、质子解提供了一不需催化剂氢化烯键的方法。活性：CC C=C(Ar) R； 碳的构型保持三碳氧键的形成 RMgBr H2SO4 B-H H2CrO4练习：四碳卤键的形成烯烃发生的硼氢化-卤化反应相当于烯烃与卤化氢发生反马氏加成，产物是卤代烃。在碱性条件下，C-B键可被Br2或I2分解位阻小的一侧1烃化反应 在碱性条件下，烷基硼烷可使-卤代羰基化合物发生烃基化反应，这是在羰基-碳上接长碳链的良好方法。 五碳碳键的形成例21,4加成反应例 3羰基化反应（1）合成叔醇Carbon monoxide at atmospheric pressure reacts readily with trialkyl

11、boranes at 100-125 to give products that can be oxidized conveniently to trialkylcarbinols碳置换硼例（2）合成酮The presence of water during the reaction of trialkylboranes with carbon monoxide inhibits the migration of the third alkyl group and leads to production of dialkyl ketones例二烯转化为环酮练习：六偶联反应 Suzuki反应芳基或烯基硼化合物与芳（烯基）卤化合物在Pd催化下的交叉偶联反应Akira Suzuki (铃木章)日本人，1930年出生于日本北海道鹉川町1959年在北海道大学获得博士学位1961年留校工作曾在美国普渡大学作博士生1973年任北海道大学工学系教授现在是北海道大学名誉教授Suzuki反应经历了氧化加成和还原消除等过程。L