学习-中级有机chpt5n第五章碳-氧双键加成反应

第十章醛第十章醛和酮的亲核加成2(2)与HCN的加O+ROHHOCNHOCHRHOCH-hydroxyR-unsaturatedHCN++O+ROCHHOR1.HSOHOCNHOMeOH,COMeO+CH2. HCNHH HO +HH4第十章醛和酮的亲核加成3(1)与氨及其衍生物反应生成亚胺及其衍生-O+HN-N-NucleophilicNH-加成产物不稳定,肼亚imineorSchiffbase亚胺或SchiffZ=NHCONH,semicarbazideZ=NHCSNH,thiosemicarbazideDeterminationofaldehydeand- N-Yellowneedlecrystalwithsharpmeltingpo6第十章醛和酮的亲核加成1概述(4)不对称醛酮亲核加成的立体选择性—Cram规则I和CramRuleO RStableOOMSM-RCramRuleHOX=NR,NH,FormingH-LSR2第五章碳-醛和酮的亲核加成(一)1(1)无催化剂或碱催化OHNuorO+Nu-or酸催化O+醛酮的反应活性:含碳亲核试剂RMgX,RLi,RCuLi,NaCCR,HCN,碳负离子(烯醇和烯胺等含氮亲核试剂:NH,RNH,RNH,HNOH,HNNHCONH,含氧亲核试剂HO,ROH,HOCHCHOH,14)含硫亲核试剂:NaSH,RSH,NaHSO,HSCHCHSH,HS(CH)第第十章醛和酮的亲核加成2(1)与Grignard试剂的加 HOMgXRHOHR +HPhOHH空间位阻对反应的影 OMeCH- e+ SterichindranceincreasedyielddecreasedOMeC-C-CMe+ noreactionduetotoo3第第十章醛和酮的亲核加成2Strecker反O+NHCl HNCNHN -amino(3)与RCuLi的加O+HO(4)与炔化物的O+NaCNH(l)orCCR HOC5第十章醛第十章醛和酮的亲核加成3(3)肟的构型,肟和亚硝基化合物的互变异HNOHHClHNaNmphv,PhHPh HOHmpRCH-N=O HNRCH-N=O R RR第十章醛和酮的亲核加成3(4)Beckmann重排(特点和应用特点:1酸催化2与羟基处于反位的基团迁移3离去和迁移协同发生4迁移基应用:酰胺酸和胺氨基酸4重排反应小结(请自己比较总结1碳正离子重排:碳正离子重排(卤代烷和醇消除等)和pinacol2氮正离子重排:Beckmann3氧正离子重排:第十章醛和酮的亲核加成3(1)与氨及其衍生物反应生成亚胺及其衍生物(实例和应用PhCHO+PhCH=NPh+HOaromaticiminestable,aliphaticimineO+HN-N- -HOO+HN-N-HO+HN-HN-O+HN-N-应用:12N- orO+HN-8第十章醛和酮的亲核加成3(1)与氨及其衍生物反应生成亚胺及其衍生物(机理反应需在弱酸弱碱条件下进行,在强酸条件下,氨及其衍生物会成盐,而无亲核性在强碱条件下,强碱会进攻羰基7第第十章醛和酮的亲核加成3(2)与二应用:9第第十章醛和酮的亲核加成3(4)Beckmann重第十章醛第十章醛和酮的亲核加成4(2)与醇加成(应用:保护羟基1.BrCHCHCHCHOH MeCCHCHCHCHOHOOOOO2.CHOH CHOH CHOHMeOOOHOCHOCH第十章醛和酮的亲核加成4(2)与醇加成(应用:保护羰基3.OBrOOOOOOBrBrFavorski重OCO第十章醛和酮的亲核加成4(2)与醇加成:醛酮与等摩尔醇反应得到半缩醛或半缩酮,它们对酸碱均不稳定半缩醛或半缩酮由于不稳定通常很难分离出来醛酮与两倍量(摩尔)醇反应得到缩醛或缩酮,它们对碱稳定,HO+R'HaldehydeRRketoneCatHCl(gas),ORHOR,R'R'+HOHR'R'ORR'R'+ORR'Base-catalyzed(nocatalyst)O+R'第十章醛和酮的亲核加成41)与水加成:一般醛酮不利于形成水合物,有吸电子取代基时有利于形成水合物水合物在酸中不稳定Me2C=O+CH3CH(OH)2Cl3CCH(OH)2mp51.7oCRno第第十章醛和酮的亲核加成4(2)与醇加成(特点特点:1反应需要分水器分水,2用原甲酸酯代替醇,O++EtHC+OR'OHCHC+R'3与1,2-或1,3-HClO+OOOO+RR第第十章醛和酮的亲核加成4(2)与醇加成(应用:保护羰基OOOHHORHOOOBrMgOR2.TosynthesizeCHCHC CHCHCCH+CrO, HOCHCHOHBrOCHCHC CHCHCOOO第十章醛第十章醛和酮的亲核加成5O+NaHSO(saturated) O+NaSO+HCN Acture(2)与硫醇的加成:缩硫醛和缩硫酮对酸碱均RX+RSH+RX+HNCSNHO+SO+HgCl,HgOMeOH,SRHgCl,HgOMeOH,第十章醛和酮的共轭加成(二),-不饱和醛酮的共轭加成(与亲核试剂的亲核共轭加成2卤素和次卤酸通常主要发生C=C双键的1,2-RLi通常主要发生C=O双键的1,2-HO,ROH,RSH,NH,RNH,RNH,HCN,HX,RCuLi以1,4-RMgX通常从空阻小处加成,位阻一样时有利于1,4-加成;但有CuX1,4-有些亲核试剂,当其过量时可与1,4-加成产物的羰基继续发生1,2-加成含有双亲核试剂的反应物也可以发生1,4-加成后,再与1,4-加成产物的羰基继续发生OHOHOOHO+5%第十章醛和酮的亲核加成4(2)与醇加成(含羟基醛酮的反应—形成环状或多环含氧化合物 OOHClOO OH+OOOHHOOHO 第十章醛和酮的亲核加成4第第十章醛和酮的亲核加成5(1)与亚硫酸氢钠的加成:只有醛,O+NaHSO(saturated) OOO OOO >HYield(%) 5621reactiveMechanismSO+NaCl+OHOSOONa O+SO+NaCl+NaSO+CO+O+NaSO+CO+应用:1纯化醛酮2合成-羟基磺酸钠3合成-第第十章醛和酮的共轭加成(二),-不饱和醛酮的共轭加成(与亲核试剂的亲核共轭加成1第十章第十章醛和酮-H的反应1烯醇化和烯醇负离子a一般情况下酮式稳定176-O99kJ/molH+orOH-O146->b-H的酸性越强,c HCN HCNHNNN28第十章醛和酮-H的反应1烯醇化和烯醇负离子(5)不对称酮的烯醇化碱性弱位阻小的碱得多取代烯醇;Strong,bulkyOaproticWeak,lessbulkyproticoraproticKinetic Thermodynamicmoresubstitutedalkene:LessMore(5)烯醇化的应用:a重氢交换;b外消旋化;c用于反应(酮的-位卤化,烷基化缩合反应及甲基酮或乙醛的卤仿第十章醛和酮-H的反应1烯醇化和烯醇负离子(1)-H的酸HRCY+-HHRCY+H-BY=electron-withdrawing--H活性大小的判断:a)测定pKa;b)测定同位素的交换速度;c)生成碳负离子稳影响-H活性的因素Y的吸电子能力:吸电子能力越强,-H吸电子能力:-NO>-COR>-SOR>-COR-CN>-CCR>-Ph>-CH=CHR>--H周围的空间环境:空阻越小,第十章醛和酮的共轭加成(二),-不饱和醛酮的共轭加成(与亲核试剂的亲核共轭加成2PhCHCHCOCMe e+ CH=CHCH=OSS+ON第第十章醛和酮-H的反应1烯醇化和烯醇负离子(2)酮式和烯醇式的互变异 HorOONaOD,DODDHOHOorO H+MeO HHO在绝对无酸,碱,并可于-70C第第十章醛和酮-H的反应1烯醇化和烯醇负离子(3)烯醇负离子(两位负离子 OCHRRONucleophilicity:strongbasicity:(4)醛酮OHCHHC+H-HCO:B,-OH3CHB,-HCHHCHC第十章第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-活泼氢的反3应用碘仿为黄色固体,可用于鉴别具有CHCO-,CHCHOH-结构的化合物第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-活泼氢的反4羟醛缩合反应(Aldolreaction)第十2醛酮的-位卤化O醛和酮-H的反应OHHOorX碱性条件下O:B,-OBrOHC CHCH2-Br H碱用量要>1mol,因为反应过程中会生成HX,不对称酮的卤化次序:-COCH>-COCHR>-COCHR>(碱性条件空阻起作用)c)控制卤素的量,也不可以控制一,二元卤化产物因为卤素取代后,剩余的-活性增大,更易反应卤化的反应速度:一元卤化<二元卤化<2醛酮的-位卤化O醛和酮-H的反应OHHOorX酸性条件下极少量H即可催化,因为反应过程中会生成HX,无H不对称酮的卤化次序:-COCHR>-COCHR>-COCH(与形成烯醇的稳定性一致)控制卤素的量,可以控制一,二,三元卤化产物因为卤素可使羰基的活性降低,使其氧原子不易质子化卤化的反应速度:一元卤化>二元卤化>三元3卤化第第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-活泼氢的反2醛酮的-OOCl+OBr,OCH69-OOOCHBrBr,HOOCHFe+OBr醛的-位卤化:醛基需保护,否则易被卤素氧化成酸(X+HO生成OHClOOOOO第第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-活泼氢的反3第十章第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-活泼氢的反42)自身缩合(醛易,酮难(ii)分子内缩合(成环速度:五元环>六元环>七元环1.OOHowto O?2.OOCatOZn,HOneutralOH O1,4-O第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-活泼氢的反43)交叉缩合(醛酮一个有-氢,另一个无-氢 的羟甲基化反应HCHO+ (HOCH)C+CHO+OHOcon.两个醛酮均无-氢,发生什么反应两个醛酮均有-氢,反应情况如何第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-活泼氢的反4(3)ReversealdolOOHHO,-OHOOHOH,-HOOOH+HO,-OHCCHHCHHCReversealdolreactioncondition:refluxinNaOHaqueousAldolreactioncondition:relativelowtemperaturewith第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-4羟醛缩合反应(Aldolreaction)第第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-活泼氢的反42)自身缩合(醛易酮难)第第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-活泼氢的反42)自身缩合(醛易,酮难(ii)缩合环化反应(插烯系规则OHor3PhProposedOClSnMeClSnOMeOSnCl HOOCH OHCH-OMeO第十章第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-活泼氢的反6Michael在质子溶剂中,第十章醛和酮的反—Mannich反应(胺甲基化反应)(应用OOHC+HCHO+NCHOOONMe+ O-N+HCHO+N草绿第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-活泼氢的反应4羟醛缩合反4)定向缩合(两个醛酮均有-氢)(i)对称酮和醛的定向缩CHCHO+OHOH O(III)canbepreparedfromacetaldehyde.(IV)canbepreparedfromacetone.Only(I)and(II)arenecessarytobepreparedinthismanner.1.PreparationofKOH,15COHCHCHO+bpbp77C/28mmHg将乙醛气体通入中2.Preparationof (MeCH)NHpKa40RCOMepKaNNNO(MeCH)NH+LiBu-N+O(MeCH)NLi(LithiumDiisopropylamide)strongandbuly第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-43)交叉缩合(醛酮一个有-氢,另一个无-氢(ii)Claisen- idt反应(ArCHO,由于失水得共轭产物稳定,很易得失水产物PhCHO+HO-HH88-93%,transPhCHO+MeCOCHPhCHO(excess)+OPhCHO+O第第十章醛和酮-H的反应(五)醛酮-活泼氢的反应4羟醛缩合4)定向缩合(两个醛酮均有-氢)第第十章醛和酮—Mannich反应(胺甲基化反应OO+HCHO+RNRHCHO+R3H+,-HOHOCHNHCN+R4-OONR具有-H的醛酮,羧酸,酯,腈,硝基化合物,末端炔烃,酚的邻对位,具有活泼氢的杂环化合物:吲哚的3位,吡啶的2,4,6-位甲基等氨和一级胺反应产物的氮原子上还有氢,还可以进一步发生反应,因此产物复杂;三级胺不反应只有二级胺合适iv)溶液,),其他醛也可以,但芳香第十章醛第十章醛和酮的反WittigWittig-Horner反应3WittigRO+PhP-+RO RRC-PPhRC-RRRR+R低温(-80C)可分离得到,0C(1)与醛反应快,酮次之,酯最慢,活泼卤代烷制得 也活泼,反应时立体选择性较稳定 反应时,立体选择性好,通常得E-型产有些稳定的Wittig试剂反应时,还需用PhCOOH作催化第十章醛和酮的反WittigWittig-Horner反应3Wittig(应用O+PhP+--O+EtO+OHPhP+PhP+MeI- PhP+--CHOPhOPhPCHBrAddition-OOPh+P--CH第十章醛和酮二Robinson增环反应(,-不饱和酮与环酮的共轭加成,再分子内羟醛缩合应用:1)合成,-不饱和环己酮衍生物,2)在两个环相稠合的碳原子上引入角甲基或其他烷基等取代基用其他方法很难引入请总结,-不饱和酮1:总结酮的烷基化(直接或经烯胺烷基化-卤代酮脱卤化氢(注意Favorski重排Mannich碱热烯烃的-位卤化,水解,再氧化(烯丙醇的氧化由Wittig第十章醛和酮—Mannich反应(胺甲基化反应)(应用3)SynthesisofN-containing+MeNHONMeNH,NMepH5,4HOHO4)Synthesisof-unsaturatedOOHC+HCHO+-OOAgO+第第十章醛和酮Wittig反应和Wittig-Horner反应 (Ylide)的结Ylide是在相邻位置上带有相反电荷的两性离子最常见的是磷和硫PhPCHPhPOSCHOCHSCH(I)对杂化体的贡献大于(II),磷ylide也称为Wittig试剂(1953年发现因为(II)中2p与3d成键能量高,2 3PhH+PhPCHRPhPRX可以是任何含有-H的卤代烷,如CHX,RR’CHX,PhCHX,XCHCOEt等无-H的卤代烷只能形成四级鏻盐不能形成磷碱需根据消除HX的难易来选择,活泼卤代烷形成的鏻盐可以用弱碱消除常用的碱有RLi,NaH,NaNH,NaOEt,NaOH,NaCO大部分 对水和空气均不稳定,不分离,直接使 第第十章醛和酮Wittig反应和Wittig-Horner反应3WittigO+PhP-OOPhCHO+PhP+CHPhCl- NaOEt + OOMeCHClOOCHCHO+PhPHCOMe PhCH=CHCH=O+PhP+--第十章第十章醛和酮的反-卤代酸酯的反应:1Darzen反应:(应用)合成,-环氧酸醛t-O+0-15oC,3Ot-CHOOO第十章醛和酮的反六安息香缩合反应和安息香酸重排1 EtOH-HOOaccepterdonatoracceptHgiveOOO1OHHtransferHOHOHArArHOHCN ArC3H4H5OArArCHOdonor,ArArCHOacceptor,ArOOCHO+EtOH-HO+ 第十章醛和酮WittigWittig-Horner:4Wittig-Horner反应(应用)O+CHCOEt67-O+COEt3.CO+NaHCCHCOEt4.(EtO)2(EtO)2第十章醛和酮WittigWittig-Horner:4Wittig-Horner反应(EtO)P+EtO+OEt-EtBrEtOPEtONaHEtOOPEtOCHEtO+OPEtOCHR'CHOHHEtOCHROO+R'OPOEtHOPOEt RHCR'HHOH四元环过渡态,R与R’与Wittig反应不同,卤代烷要活泼的,如P