农药合成单元反应

农药合成单元反应第1页/共67页本节要点四、烷基化（烃化）反应五、缩合反应第2页/共67页四、烷基化（烃化）反应

在有机化合物分子中的碳、氧、氮、硫等原子上引入烷基的反应。烷基化反应主要有三大类：C-烷基化、N-烷基化及O-烷基化。

烷基的引入方式主要是通过取代反应，也可以通过双键加成实现烷基化。第3页/共67页

有机化合物分子中碳原子上引入烷基的反应。常用的烷基化试剂有卤代烃、烯烃和醇等;

（一）C-烷基化

反应底物包括烷、烯、炔、芳烃、苯环、含有α－H的醛、酮、羧酸酯等。

第4页/共67页1芳烃的烃化Friedel-Crafts反应

（一）C-烷基化

第5页/共67页1芳烃的烃化Friedel-Crafts反应

（一）C-烷基化

第6页/共67页1芳烃的烃化Friedel-Crafts反应

烃基的异构化

（一）C-烷基化

第7页/共67页1芳烃的烃化其它反应

（一）C-烷基化

第8页/共67页2炔烃的烃化（一）C-烷基化

第9页/共67页3烯丙位、苄位及羰基a位的烃化（一）C-烷基化

第10页/共67页3烯丙位、苄位及羰基a位的烃化（一）C-烷基化

第11页/共67页第12页/共67页第13页/共67页

在有机化合物分子中氧原子上引入烷基的反应。常用的烷基化试剂有卤代烃、醇、硫酸烷基酯、苯磺酸烷基酯、重氮甲烷；（二）O-烷基化（O-alkylation）

底物包括醇、酚、烯醇等。

第14页/共67页RONaR'XROR'+NaX抗组胺药，苯海拉明1卤代烃为烃化剂（二）O-烷基化（O-alkylation）第15页/共67页2芳基磺酸酯为烃化剂（二）O-烷基化（O-alkylation）第16页/共67页3环氧乙烷为烃化剂（二）O-烷基化（O-alkylation）第17页/共67页4其它烃化剂（二）O-烷基化（O-alkylation）第18页/共67页

有机化合物分子中N原子上引入烷基的反应。底物包括胺、酰胺、酰亚胺；

（三）N-烷基化

烷基化试剂有卤代烃、醇、硫酸烷基酯、苯磺酸烷基酯。第19页/共67页1氨及脂肪胺的N－烃化

（三）N-烷基化第20页/共67页1氨及脂肪胺的N-烃化

（三）N-烷基化第21页/共67页NH2(CH3O)2SO2N(CH3)22芳胺的N-烃化

（三）N-烷基化第22页/共67页五、缩合反应CondensationReaction

含α-H原子的醛或酮在催化剂作用下，生成β-羟基醛、酮的反应称羟醛缩合，也叫醇醛缩合；（一）羟醛缩合（aldalcondensation）

该反应通常在碱（氢氧化钠、醇钠）催化下进行，有时也在酸（硫酸、对甲苯磺酸）催化下进行。第23页/共67页

催化时，C－离子的生成为控制反应的步骤

（一）羟醛缩合（aldalcondensation）第24页/共67页（一）羟醛缩合（aldalcondensation）第25页/共67页交叉缩合异分子醛、酮（一）羟醛缩合（aldalcondensation）第26页/共67页定向缩合（一）羟醛缩合（aldalcondensation）第27页/共67页选择性不对称酮，发生在羰基α位取代少的碳上（一）羟醛缩合（aldalcondensation）第28页/共67页Claisen-Schmide反应:芳醛与含α－H的醛或酮在强碱作用下反应，成α,β-不饱和醛、酮。

（一）羟醛缩合（aldalcondensation）第29页/共67页CHO+CH3CHOOH-CH3COCH3OH-CHCH2CHOOHH2OCHCHCHOCHCH2COCH3OHH2OCHCHCOCH3CHO+（一）羟醛缩合（aldalcondensation）第30页/共67页CHOCl+CH3COC(CH3)3OH-CHClCHCOC(CH3)3（一）羟醛缩合（aldalcondensation）第31页/共67页

芳醛与含α－H的腈、脂肪族硝基化合物都能发生类似反应，生成α,β-不饱和腈，α,β-不饱和硝基化合物。PhCHO+PhCH2CNOH-PhCHCPhCNPhCHO+CH3NO2OH-PhCHCHNO2（一）羟醛缩合（aldalcondensation）第32页/共67页

在催化剂存在下，羰基化合物与含活泼亚甲基的化合物发生缩合，生成α,β-不饱和化合物的反应。

活泼亚甲基反应物中Z、Z'是:

（二）Knoevengel反应（克脑文那盖尔反应）CO+CH2ZZ'CatalystCCZZ'+H2O第33页/共67页

(一般-CH2-连两个吸电子基团)，如:丙二酸、丙二酸酯、氰乙酸酯、硝基烷烃等。

催化剂:NH3、RNH2、吡啶，呱啶

醛易发生此反应，其中以芳基醛的反应最为重要。

（二）Knoevengel反应（克脑文那盖尔反应）第34页/共67页CHO+CH2COOHCOOH哌啶CHCCOOHCOOHHeatCHCHCOOH+CO2+H2O

（二）Knoevengel反应（克脑文那盖尔反应）第35页/共67页

（二）Knoevengel反应（克脑文那盖尔反应）第36页/共67页

羧酸酯与R'CH2COR"型含活泼甲基或亚甲基的羧酸化合物缩合生成β－羰基化合物的反应称Claisen缩合。该反应有一分子醇脱去。

（三）Claisen缩合R和R'：H、脂肪族烃基、芳香基或杂环；R"可为任一种有机基团。

第37页/共67页

反应机理：碳负离子对酯羰基的亲核加成，再经消除而得。

催化剂：醇钠、氨基钠、氢化钠等强碱催化剂。

（三）Claisen缩合第38页/共67页CH3CO2Et+C2H5ONaC2H5OH+NaCH2CO2EtCH2CO2Et+CH3COOEtCH3CCH2CO2EtO-OEtCH3CCH2COOEtO

（三）Claisen缩合第39页/共67页C2H5ONaCH3COC2H5O+CH3CCH3OCH3CCH2CCH3OO+C2H5OHHCO2Et+ONaHOCHO+C2H5OH

（三）Claisen缩合第40页/共67页

二元羧酸酯类在碱性催化剂作用下生成环状β－酮酸酯类化合物的反应。该类化合物经水解与脱羧可得脂环酮。

（四）Dieckman缩合（分子内的Claisen缩合）(CH2)nCO2RCO2RNaOR(CH2)n1CHCOORCO第41页/共67页

反应机理：C-离子进攻酯羰基，常用催化剂有乙醇钠、氢化钠、氨基钠、叔丁醇钾等。该反应主要用于合成较稳定的五、六或七元环化合物。

对称的二酯，无论哪一个α-C形成C-，最后产物都一样；

不对称的二酯，虽可以有两种不同的缩合方式，但通常以酸性较强的亚甲基形成C-为主。

（四）Dieckman缩合（分子内的Claisen缩合）第42页/共67页CH2CH2CO2RCH2CH2CO2RC2H5ONaCH2CH2CO2RCH2CHCO2RCO2RHORORO-CO2RO水解脱羧O

（四）Dieckman缩合（分子内的Claisen缩合）第43页/共67页

芳香醛和酸酐在相应羧酸钠或钾盐存在下发生缩合，生成α，β－不饱和酸的反应，称Perkin反应。

（五）Perkin反应第44页/共67页

反应物：芳香醛和某些杂环醛，脂肪醛不易起反应，酮研究较少。

试剂：主要是乙酸酐和一取代的乙酸酐，或者是一些比酸酐α－H还活泼的酸，如：苯乙酸、丙二酸或氰基乙酸（Perkin反应的演变）。

（五）Perkin反应第45页/共67页

机理：（较复杂），夺取酸酐α-H，形成烯醇负离子。

（五）Perkin反应第46页/共67页CH3COCCH3OOCH3COOKOCH3COOCOCH2HCArHCOCOCCOOH3CArH2ArCHCH2COO-OCOCH3(CH3CO)2OOBCCHCArHOCCH3OOHArCHCHCOCOCH3OCOCH3H2OCCHArHCOOH+CH3COOH

（五）Perkin反应第47页/共67页CHO+CH2COOH(CH3CO)2O,

Et3NRef.CHCCOOH

（五）Perkin反应第48页/共67页CHO+CH2(COOH)2CHCHCOOH哌啶Ref.CHON(CH3)2+CH2COOHCNPy90oCCHN(CH3)2CCOOHCN

（五）Perkin反应第49页/共67页

在锌存在下，α－卤代酸酯与醛、酮缩合，水解后生成β－羟基酸酯或α，β－不饱和酸酯的反应，称Reformatsky反应。（六）Reformatsky反应R'CR"O+RCCOC2H5OHXZnH2OR'CCR"OCOOC2H5RHXZn5R'CCR"OCOOC2HRHHH2OR'CCR"COOC2H5R第50页/共67页R:H、烷基、烯基;R’,R":H、烷基、烯基、芳环、杂环;X：Cl、Br、I。

Zn与α－卤代酸酯形成的中间产物（Reformatsky试剂）的结构。

（六）Reformatsky反应第51页/共67页

卤代酸酯的活性：ICH2COOC2H5>BrCH2COOC2H5>ClCH2COOC2H5，由于α－氯代酸酯反应慢甚至不发生，α－碘代酸酯不易得，故最常用α－溴代酸酯。（六）Reformatsky反应第52页/共67页（六）Reformatsky反应第53页/共67页

该反应可用来合成β－羟基酸，α，β－不饱和酸，β－酮酸及其酯（原料用酯），还可用来增长醛、酮的碳链。（六）Reformatsky反应第54页/共67页

氨、伯胺或仲胺与醛及具有活泼氢的化合物发生缩合，活泼氢原子被氨甲基或取代氨甲基所取代的反应，称Mannich反应，或胺甲基反应。

（七）Mannich反应植保3月17第55页/共67页

活泼氢化合物很多（如下），最常用的是酮类。

胺：叔胺和芳胺不起反应，氨及伯氨由于N原子上有不止一个氢，反应较复杂。最常用的胺是仲胺，如：二甲胺、哌啶、吗啉。

（七）Mannich反应第56页/共67