复旦有机化学课件16-22芳香含氮、酚醌杂环与生物有机物

一．碱性条件下酚类芳环上的取代反应苯氧基负离子活化的芳环（易亲电取代）苯氧基负离子的结构分析氧负离子（作为亲核试剂）烯醇负离子片断（作为亲核试剂）OOHBOHH2C

OOHOHCH2OHCH2OHOHCH2OH＋H2C

OOHOHOHCH2+HOOHCH2+

HOOHCH2H2C

OOHOHCH2OHOHOH1.

碱性条件下的酚醛缩合聚合产物与酸性条件下的缩合类似酚醛树脂OOOHOCH2OCH2HOHOOCH2OHCH2

OH

－OH－H2OOHOHCH2聚合机理缩合机理OHOHOH2C

OOCH2OHOCH2OHOCH2OHCH2OHOCH2OHCH2OHOHH2C

OCH2OHCH2OH类似Aldol缩合Michael加成2.

Kolbe-Sitt反应乙酰水杨酸(Aspirin)OHNaOHOHCO2

HOHCO2H加压120-140oCCO2Ac2OOAcCO2H反应机理

O

C

OOOOCO2CO2HOHOHCO2H2H对氨基水杨酸（抗结核病药物）例：OHHONaOHCO2,

135oC1.2.OH2H

NNaOHCO2,

120oC1.2.OHHOOHH2NCOOHCOOHHH生成对羟基苯甲酸酸OHK2CO3OHCO2200300oCOHH+OHCOOH240oCCO2KOHCO2KK2CO3CO2HOHCO2HH+钾盐，高温有利于生成对位产物OHOHCHOCHCl3CH3CH3OHCH3OHCH3OHCH3CHOOCH3CHCl2OHCHCl3OHC少量＋＋3.

Reimer-Tiemann反应例：OHOHOHOHCHO+OHCHOCHCl3OHOHOCHCl3OHCCl3

ClCCl2OHCCl2OCHCl22OHOCHOH+OHCHOCCl2OCH(OH)2H2OReimer-Tiemann反应机理（卡宾机理）二氯卡宾（亲电性）二．酚类化合物的氧化易氧化的酚类弱氧化剂间位苯酚氧化不生成醌OHOOOHorOHNH2Ag2OOHOHOOAg2OOH

O[O]醌类化合物O对位苯醌（1,4-苯醌）邻位苯醌（1,2-苯醌）酚类的氧化——基过程HO[O]OOOOHOOH+基偶合OOOHOH+O[O]OOHOH+中加入微量对苯二酚抗氧剂BHT食品、饲料、动植物油、肥皂的抗氧剂橡胶、塑料的防老剂OHC(CH3)3(H3C)3CRHOCH3(H3C)3CC(CH3)3+RCH3BHT(Butylated

hydroxytoluene)稳定的氧基酚类作为抗氧化剂例:

•在新处理苯三．芳基醚的反应及在

中应用1.

芳基烷基醚的水解（用Williamson醚法）总是生成苯酚和碘代烷，为什么？复习:

芳基醚的OHNaOHONaR

X

orO

RR

OTsor

NaHO

RH

IOH+

R

IH

IAr

O

Ar'二芳基醚不分解，为什么？OHO

CH3(1)

NaH(2)

(CH3O)2SO2or

CH3IOR

C

ClAlCl3OCH3CORH

IOHCOR芳基烷基醚的水解在上的应用——保护酚羟基例：AlCl3用量较大，产率不高温度过高时醚被分解OHOR

C

ClAlCl3COR先转变成甲基醚（保护羟基），再酰基化OH

OH+COR（上次课内容）温度不能过高OAlCl2AlCl3CH3Cl+将酚转变为芳基苄基醚氢化脱苄基苄基与杂原子相连，催化氢化时易脱去常用于氨基的保护和脱保护OHO

CH2Ph(1)

NaH(2)

X

CH2PhOR

C

ClAlCl3O

CH2PhH2

/

Pd-C+OR

C

OHCH3PhOR

CN

CH2PhRRH2

/

Pd-CRRN

H+

CH3PhRRON

C

O

CH2PhH2

/

Pd-CRRN

H

+

CO2

+CH3Ph2.

芳基醚的Birch还原及水解成环己烯酮复习：Birch

还原（给电子基）（吸电子基）Li,

NH3

(l)EtOH取代基对反应的影响OR

Li,NH3

(l)EtOHORLi,

NH3

(l)EtOHCOOHCOOH(上册，p268,

第7.8节)(下册，p779,

第17.11节)R,

OR,COOH,OH,COOR,NH2(R),CONR2COR以下基团反应时不受影响以下基团反应时可被破坏X,

NO2,

CHO,H3COOCH3Li

/

NH3EtOH3H

COOCH3OOCH3H2OH+Li,

NH3

(l)OCH3

OCH3EtOH烯醇醚，易水解HCl/H2OOHCl/H2O

/O或H2O/OHBirch还原应用：通过Birch

还原环己烯酮例:问题：为什么还原不发生在另一个环上？请写出后两步反应得机理OCH3OHCH3OH3CCH3OHH3CCH3RR3.

烯丙基芳基醚的Claisen重排及[3,

3]

迁移注意烯丙基与苯环的连接位置190~200oCClaisen重排O

OHOH+主要产物CH3OCH3OCH3H1231'O2'3'11'OH2'233'

CH31231'2'3'CH3O

HOCH3HOHCH3HCH312O

H1'32'3'1231'

H2'3'121'2'3'3重排过程（协同机理，六员环过渡态）[3,

3]

迁移六员环过渡态六员环过渡态互变异构互变异构第一次重排第二次重排邻位产物对位产物乙烯基烯丙基醚的[3,

3]

迁移（属于Claisen重排）1'O2'H1'O2'21

11'O2'33'233'3'123OH3CCO2EtOH3CCO2EtOC2H5200oC200oCOC2H5H1231'O2'3'2312'

1'CHO3'Cope重排——1,5-己二烯的[3,

3]

迁移（p858,

第18.20节）Cope重排可逆Claisen重排与Cope重排131'R2'

3'

RRR12

231'2'3'X=O,

Claisen重排X=CH2,Cope重排121'X3

R3'

R2'RR231X1'2'3'HCH3CH3HCH3HCH3CH3HCH3HHHHCH3HCH3CH3CH3化学——机理：HHCH3CH3Cope重排的H专一性反应Z型225oCCH3CH3E型椅式构象过渡态不可逆的Cope重排1231'2'

3'1231'2'3'HOHOOHOHHOO

互变异构扩环四．芳基酯的Fries重排Fries重排特点产率较高。环上有间位定为基时不发生。

低温对位产物多，高温邻位产物多。例：其它催化剂：BF3,ZnCl2,FeCl3,

TiCl4OAlCl3OHROCC

ROOHCRO+OAlCl3H3COCC

CH3OOHCCH3OHOCH3AlCl3CH3165oC25oCCH3Fries重排机理（分子间重排，芳环上的亲电取代）OAlCl3OC

ROAlCl3OC

ROO

CRO

COOOCRAlCl3RHOAlCl2OC

ROCROH2OHOC

ROOOHHHOCROOCROHCO

ROHH2O+酯的水解+CROR

C

OHHHClOCH3重排发生在分子间的实验证明OCCH3ClOCPhOCH3+AlCl3OHH3COCCH3ClOHCPhOCH3OHPh

COCH3OH3CH

COCH3Cl+++Fries重排的其它可能机理OAlCl3OH3C

CCH3COO

AlCl3OH3C

CO

AlCl3+H3C

C

OO

AlCl3H或邻位ClCCH3OO

AlCl3H2OOHCCH3O本次课小结：通过苯氧基负离子进行的反应（碱性酚醛缩合,

Kol