药物合成反应缩合反应-课件

定义：两个及两个以上有机化合物通过反应形成一个新的较大分子或同一分子内部发生分子内的反应形成新分子的反应称为缩合反应。用途：形成新的碳-碳键或碳-杂键定义：两个及两个以上有机化合物通过反应形成一个新的较大分子或1缩合反应(C-C键形成)-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应-羟烷基、-羰烷基化反应亚甲基化反应,-环氧烷基化反应环加成反应缩合反应(C-C键形成)2一、-羟烷基化反应Aldol缩合[醇醛(酮)缩合]不饱和烃的-羟烷基化反应(Prins反应)芳醛的-羟烷基化反应(安息香缩合)有机金属化合物的-羟烷基化一、-羟烷基化反应31.Aldol缩合(醇醛缩合、羟醛缩合反应)

在稀酸或稀碱催化下(通常为稀碱)，一分子醛(或酮)的-氢原子加到另一分子醛(或酮)的氧原子上，其余部分加到羰基碳上，生成-羟基醛(或酮)，这个增长碳链的反应称为Aldol缩合反应。1.Aldol缩合(醇醛缩合、羟醛缩合反应)45机理机理6活性：酮<醛62%71%活性：酮<醛62%71%760%60%8

定向醇醛(酮)缩合醛或酮与具位阻的碱如LDA(二异丙胺锂)作用，形成烯醇盐再与另一分子醛或酮作用，醛、酮转变成烯醇硅醚，在TiCl4催化下与另一分子醛、酮分子作用，醛、酮与胺形成亚胺，与LDA形成亚胺锂盐，再与另一分子醛、酮作用。定向醇醛(酮)缩合965%78%65%78%10Tollens缩合(羟甲基化反应)含有-氢的醛或酮在Ca(OH)2、K2CO3、NaHCO3等碱的存在下，用甲醛处理，在醛、酮的-碳原子上引入羟甲基的反应称为Tollens缩合反应。(45%)Tollens缩合(羟甲基化反应)(45%)11(57%)(85%)(57%)(85%)12Claisen-Schimidt反应芳醛和脂肪族醛、酮在碱催化下缩合而成,-不饱和醛、酮的反应称为Claisen-Schimidt反应。过量(85%)Claisen-Schimidt反应过量(85%)13(60%)(60%)142.不饱和烃的-羟烷基化反应

Prins甲醛-烯加成反应在无机酸催化剂存在的条件下，甲醛和烯烃加成得到1,3-二醇，进一步和甲醛反应生成环状缩醛的反应称为Prins甲醛-烯加成反应。2.不饱和烃的-羟烷基化反应15(85%)(86%)(85%)(86%)163.芳醛的-羟烷基化反应

安息香缩合反应芳醛在氰化钾(钠)催化下加热，双分子缩合生成-羟基酮的反应称为安息香缩合反应。(96.5%)3.芳醛的-羟烷基化反应(96.5%)17(80%)(80%)184.有机金属化合物的-羟烷基化

Reformatsky反应醛或酮与-卤代酸酯在金属锌粉存在下缩合而得到-羟基酸酯或脱水得,-不饱和酸酯的反应称为Reformatsky反应。(若R4=H)4.有机金属化合物的-羟烷基化(若R4=H)19-卤代酸酯的活性顺序为：ICH2COOC2H5>BrCH2COOC2H5>ClCH2COOC2H5(95%)-卤代酸酯的活性顺序为：(95%)20除Zn以外，还可用Mg、Li、Al等金属如：(81%)(91%)除Zn以外，还可用Mg、Li、Al等金属(81%)(91%)21Reformatsky的应用合成-羟基羧酸酯合成-羟基羧酸醛、酮增长碳链的方法之一Reformatsky的应用22药物合成反应缩合反应-课件23Grignard和Normant反应

Grignard试剂和Normant试剂与羰基化合物(醛、酮)反应，生成相应的醇类的反应。Grignard试剂Normant试剂Grignard和Normant反应Grignard试剂No24二、-卤烷基化反应

Blanc氯甲基化反应芳香化合物用甲醛、氯化氢及ZnCl2或AlCl3或质子酸处理时，在环上引入氯甲基的反应称为Blanc氯甲基化反应。二、-卤烷基化反应25为芳环的亲电取代反应

供电子基取代吸电子取代为芳环的亲电取代反应26ArCH2Cl可转化为：ArCH2OH,ArCH2OR,ArCHO,ArCH2CN,ArCH2NH2(R2)

及延长碳链ArCH2Cl可转化为：27药物合成反应缩合反应-课件28三、-氨烷基化反应Mannich反应Pictet-Spengler反应Strecker反应三、-氨烷基化反应29Mannich氨甲基化反应含有活泼氢原子的化合物和甲醛及胺进行缩合作用，结果活泼氢原子被-氨甲基取代，得到-氨基酮类化合物(常称为Mannich碱)的反应称为Mannich氨甲基化反应。Mannich氨甲基化反应30药物合成反应缩合反应-课件31含活泼氢原子的化合物有：酮、醛、酸、酯、腈、硝基烷、炔、酚及杂环化合物醛可以是：甲醛、三聚甲醛、多聚甲醛及活性大的脂肪醛和芳香醛胺可以是：仲胺、伯胺及氨含活泼氢原子的化合物有：酮、醛、酸、酯、腈、硝基烷、炔、酚及32机理亲电取代反应机理亲电取代反应33(90%)(90%)34(95%)(95%)35用途制备C-氨甲基化产物Michael加成的反应物转化(如亲核试剂置换)制备多一个碳的同系物用途36(70%)(70%)37(42%)(42%)38Pictet-Spengler四氢异喹啉类合成反应-芳基乙胺和羰基化合物在酸性溶液中缩合生成1,2,3,4-四氢异喹啉的反应称为Pictet-Spengler反应。是Mannich氨甲基化反应的特殊例子。Pictet-Spengler四氢异喹啉类合成反应39药物合成反应缩合反应-课件40Strecker氨基酸合成反应醛或酮用氰化钠及氯化铵处理可一步得到-氨基腈，水解生成-氨基酸的反应称为Strecker氨基酸合成反应。该反应是制备-氨基酸的方便方法。Strecker氨基酸合成反应41一-羟烷基化反应芳烃的-羟烷基化活性亚甲基化合物的-羟烷基化有机金属化合物的-羟烷基化一-羟烷基化反应42芳烃的-羟烷基化在Lewis酸(如AlCl3、SnCl4等)催化下，芳烃与环氧乙烷发生Friedel-Crafts反应，生成-芳基乙醇的反应。芳烃的-羟烷基化43活性亚甲基化合物的-羟烷基化活性亚甲基化合物与环氧乙烷在碱催化下发生羟乙基化反应。eg:(70%)活性亚甲基化合物的-羟烷基化(70%)44有机金属化合物的-羟烷基化(89%)(62%)有机金属化合物的-羟烷基化(89%)(62%)45二、-羰烷基化反应

Michael亲核亚甲基加成反应

活泼的亚甲基化合物在碱催化作用下，和,-不饱和酮、酯或腈的活泼碳-碳双键的加成反应称为Michael亲核亚甲基加成反应。二、-羰烷基化反应46A、A'、A"为-CHO,-COR,-COOR,-CONH2,-CN,-NO2,-SOR,SO2R等吸电子基团A、A'、A"为-CHO,-COR,47机理机理48碱催化剂：醇钠(钾)、氢氧化钠(钾)、金属钠砂、氨基钠、氢化钠、哌啶、三乙胺以及季铵碱等。催化剂量：0.1~0.3当量碱催化剂：醇钠(钾)、氢氧化钠(钾)、49主要应用：引进三个碳原子的侧链合成二环或多环不饱和酮类主要应用：50100%53%100%53%51Robinson增环反应63~65%Robinson增环反应63~65%52Wittig反应Horner反应Knoevenagal反应Stobbe反应Perkin反应Erlenmeyer-Plöchl反应Wittig反应53Wittig羰基成烯反应醛或酮与烃代亚甲基三苯膦反应，醛、酮分子中羰基的氧原子被烃代亚甲基所取代，生成相应的烯类化合物及氧化三苯膦的反应称Wittig羰基成烯反应，其中烃代亚甲基三苯膦称为Wittig试剂。Wittig羰基成烯反应54R：烷基、芳基、烷氧基、哌啶基、吗啉基等R1,R2,R3,R4：氢、烷基、烯基、芳基、含有各种官能团的芳基和烷基等。R：烷基、芳基、烷氧基、哌啶基、吗啉基等55药物合成反应缩合反应-课件56Wittig反应的特点：羰基被碳-碳双键代替形成立体专一性的烯类和a-不饱和醛或酮反应，一般不发生1,4-加成，可利用此性质来合成共轭多烯化合物，如叶红素、维生素A等的合成合成的双键能位于在能量不利的位置Wittig反应的特点：57Darzens缩水甘油酸酯的合成反应

醛或酮在碱存在的条件下和-卤代酯缩合生成,-环氧羧酸酯(缩水甘油酸酯)的反应称为Darzens缩小甘油酸酯的合成反应。Darzens缩水甘油酸酯的合成反应58药物合成反应缩合反应-课件59Diels-Alder反应含有一个活泼的双键或叁键的烯或炔类和二烯或多烯共轭体系发生1,4-加成，形成六员环状化合物的反应称为Diels-Alder反应。该反应易进行且反应速度快，应用范围广，是合成环状化合物的一个非常重要的方法。Diels-Alder反应60R1为吸电子基有利：如-CHO,-COR,-COOR,-CN等R为供电子基有利R1为吸电子基有利：61顺式加成顺式加成62内向加成内向加成63定义：两个及两个以上有机化合物通过反应形成一个新的较大分子或同一分子内部发生分子内的反应形成新分子的反应称为缩合反应。用途：形成新的碳-碳键或碳-杂键定义：两个及两个以上有机化合物通过反应形成一个新的较大分子或64缩合反应(C-C键形成)-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应-羟烷基、-羰烷基化反应亚甲基化反应,-环氧烷基化反应环加成反应缩合反应(C-C键形成)65一、-羟烷基化反应Aldol缩合[醇醛(酮)缩合]不饱和烃的-羟烷基化反应(Prins反应)芳醛的-羟烷基化反应(安息香缩合)有机金属化合物的-羟烷基化一、-羟烷基化反应661.Aldol缩合(醇醛缩合、羟醛缩合反应)

在稀酸或稀碱催化下(通常为稀碱)，一分子醛(或酮)的-氢原子加到另一分子醛(或酮)的氧原子上，其余部分加到羰基碳上，生成-羟基醛(或酮)，这个增长碳链的反应称为Aldol缩合反应。1.Aldol缩合(醇醛缩合、羟醛缩合反应)6768机理机理69活性：酮<醛62%71%活性：酮<醛62%71%7060%60%71

定向醇醛(酮)缩合醛或酮与具位阻的碱如LDA(二异丙胺锂)作用，形成烯醇盐再与另一分子醛或酮作用，醛、酮转变成烯醇硅醚，在TiCl4催化下与另一分子醛、酮分子作用，醛、酮与胺形成亚胺，与LDA形成亚胺锂盐，再与另一分子醛、酮作用。定向醇醛(酮)缩合7265%78%65%78%73Tollens缩合(羟甲基化反应)含有-氢的醛或酮在Ca(OH)2、K2CO3、NaHCO3等碱的存在下，用甲醛处理，在醛、酮的-碳原子上引入羟甲基的反应称为Tollens缩合反应。(45%)Tollens缩合(羟甲基化反应)(45%)74(57%)(85%)(57%)(85%)75Claisen-Schimidt反应芳醛和脂肪族醛、酮在碱催化下缩合而成,-不饱和醛、酮的反应称为Claisen-Schimidt反应。过量(85%)Claisen-Schimidt反应过量(85%)76(60%)(60%)772.不饱和烃的-羟烷基化反应

Prins甲醛-烯加成反应在无机酸催化剂存在的条件下，甲醛和烯烃加成得到1,3-二醇，进一步和甲醛反应生成环状缩醛的反应称为Prins甲醛-烯加成反应。2.不饱和烃的-羟烷基化反应78(85%)(86%)(85%)(86%)793.芳醛的-羟烷基化反应

安息香缩合反应芳醛在氰化钾(钠)催化下加热，双分子缩合生成-羟基酮的反应称为安息香缩合反应。(96.5%)3.芳醛的-羟烷基化反应(96.5%)80(80%)(80%)814.有机金属化合物的-羟烷基化

Reformatsky反应醛或酮与-卤代酸酯在金属锌粉存在下缩合而得到-羟基酸酯或脱水得,-不饱和酸酯的反应称为Reformatsky反应。(若R4=H)4.有机金属化合物的-羟烷基化(若R4=H)82-卤代酸酯的活性顺序为：ICH2COOC2H5>BrCH2COOC2H5>ClCH2COOC2H5(95%)-卤代酸酯的活性顺序为：(95%)83除Zn以外，还可用Mg、Li、Al等金属如：(81%)(91%)除Zn以外，还可用Mg、Li、Al等金属(81%)(91%)84Reformatsky的应用合成-羟基羧酸酯合成-羟基羧酸醛、酮增长碳链的方法之一Reformatsky的应用85药物合成反应缩合反应-课件86Grignard和Normant反应

Grignard试剂和Normant试剂与羰基化合物(醛、酮)反应，生成相应的醇类的反应。Grignard试剂Normant试剂Grignard和Normant反应Grignard试剂No87二、-卤烷基化反应

Blanc氯甲基化反应芳香化合物用甲醛、氯化氢及ZnCl2或AlCl3或质子酸处理时，在环上引入氯甲基的反应称为Blanc氯甲基化反应。二、-卤烷基化反应88为芳环的亲电取代反应

供电子基取代吸电子取代为芳环的亲电取代反应89ArCH2Cl可转化为：ArCH2OH,ArCH2OR,ArCHO,ArCH2CN,ArCH2NH2(R2)

及延长碳链ArCH2Cl可转化为：90药物合成反应缩合反应-课件91三、-氨烷基化反应Mannich反应Pictet-Spengler反应Strecker反应三、-氨烷基化反应92Mannich氨甲基化反应含有活泼氢原子的化合物和甲醛及胺进行缩合作用，结果活泼氢原子被-氨甲基取代，得到-氨基酮类化合物(常称为Mannich碱)的反应称为Mannich氨甲基化反应。Mannich氨甲基化反应93药物合成反应缩合反应-课件94含活泼氢原子的化合物有：酮、醛、酸、酯、腈、硝基烷、炔、酚及杂环化合物醛可以是：甲醛、三聚甲醛、多聚甲醛及活性大的脂肪醛和芳香醛胺可以是：仲胺、伯胺及氨含活泼氢原子的化合物有：酮、醛、酸、酯、腈、硝基烷、炔、酚及95机理亲电取代反应机理亲电取代反应96(90%)(90%)97(95%)(95%)98用途制备C-氨甲基化产物Michael加成的反应物转化(如亲核试剂置换)制备多一个碳的同系物用途99(70%)(70%)100(42%)(42%)101Pictet-Spengler四氢异喹啉类合成反应-芳基乙胺和羰基化合物在酸性溶液中缩合生成1,2,3,4-四氢异喹啉的反应称为Pictet-Spengler反应。是Mannich氨甲基化反应的特殊例子。Pictet-Spengler四氢异喹啉类合成反应102药物合成反应缩合反应-课件103Strecker氨基酸合成反应醛或酮用氰化钠及氯化铵处理可一步得到-氨基腈，水解生成-氨基酸的反应称为Strecker氨基酸合成反应。该反应是制备-氨基酸的方便方法。Strecker氨基酸合成反应104一-羟烷基化反应芳烃的-羟烷基化活性亚甲基化合物的-羟烷基化有机金属化合物的-羟烷基化一-羟烷基化反应105芳烃的-羟烷基化在Lewis酸(如AlCl3、SnCl4等)催化下，芳烃与环氧乙烷发生Friedel-Crafts反应，生成-芳基乙醇的反应。芳烃的-羟烷基化106活性亚甲基化合物的-羟烷基化活性亚甲基化合物与环氧乙烷在碱催化下发生羟乙基化反应。eg:(70%)活性亚甲基化合物的-羟烷基化(70%)107有机金属化合物的-羟烷基化(89%)(62%)有机金属化合物的-羟烷基化(89%)(62%)108二、-羰烷基化反应

Michael亲核亚甲基加成反应

活泼的亚甲基化合物在碱催化作用下，和,-不饱和酮、酯或腈的活泼碳-碳双键的加成反应称为Michael亲核亚甲基加成反应。二、-羰烷基化反应109A、A'、A"为-CHO,-COR,-COOR,-CONH2,-CN,-NO2,-SOR,SO2R等吸电子基团A、A'、A"为-CHO,-COR,110机理机理111碱催化剂：醇钠(钾)、氢氧化钠(钾)、金属钠砂、氨基钠、氢化钠、哌啶、三乙胺以及季铵碱等。催化剂量：0.1~0.3当量碱催化剂：醇钠(钾)、氢氧化钠(钾)、112主要应用：引进三个碳原子的侧链合成二环或多环不饱和酮类主要应用：113100%53%100%53%114