高选择性有机合成试剂

1、高选择性有机合成试剂,反应选择性的种类,化学选择性 不同官能团或不同化学环境中的相同官能团 区域选择性 不对称的官能团 立体选择性 对映选择性、非对映选择性 举例：羟基丙酮的aldol反应,化学反应中的选择性,8,1,2,化学选择性（1+1、1+2）、区域选择性（2-7或8）、非对映选择性（8）、对映选择性（7、syn和anti-8）,几类重要试剂,取代试剂 氧化试剂 还原试剂 偶联试剂、烷基化试剂 元素有机试剂,一、高选择性取代试剂,卤化 硝化 磺化 胺化 其他,氯化试剂,1. N-氯代丁二酰亚胺（NCS）,2. 氯化亚砜（SOCl2）,3. 氯硅烷 TMSCl / DMSO,JOC 199

2、5, 60, 2638,反应机理,4. 四氯化碳 / 三苯基膦（CCl4 / PPh3）,5. 甲磺酰氯 / 氯化锂（MsCl / LiCl）,适用于对酸敏感的底物,6. 2,3,4,5,6,6-六氯-5,6-二氢苯醌,J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4108-4109,7. 三聚氯氰（TCT）,伯、仲、叔醇均可反应 加入KBr，可得到溴化产物,8. N-氯代二异丙胺,选择性好、操作简单,溴化试剂,1. N-溴代丁二酰亚胺（NBS）,4. 溴 / 三苯基膦（Br2 / PPh3）,5. 过溴型季铵盐（R4 N+ Br3-）,6. 四溴环酮（TBCO）,芳胺、酚,硝化试

3、剂,常用硝化剂：浓硝酸和浓硫酸或三氟甲磺酸等强酸的混酸。 优点：普适性强。 缺点：酸性太强、腐蚀性强、操作危险、后处理困难、选择性差。 改进：以氮氧化物、稀硝酸或硝酸盐替代浓硝酸，或者以催化剂来替代浓硫酸。,磺化试剂,硫酸、浓硫酸、发烟硫酸、硫酸钠（钾）、三氧化硫及其复合物、氯磺酸等 反应的选择性不强 反应温度、稀释剂等调节,胺化试剂,氨基化合物活动途径：硝基化合物、重氮化合物、腈、酰胺的还原，卤代烃胺解，不饱和烃的氨基加成，烃的氨基取代 胺化试剂：氨基钠、羟胺、偶氮二甲酸酯、氯（溴）胺-T,1. 氨基钠,2. 羟胺碱性条件下，羟胺可作为喹啉、吡啶、硝基苯等的氨基化试剂。其衍生物酰羟胺、磷酰羟

4、胺、磺酰羟胺、烷（酚）氧基胺、N-氯代胺等可作为氨基化试剂取代羰基或腈类化合物的活性a-氢。,3. 偶氮二甲酸酯,4. 氯胺-T、溴胺-T,其它取代试剂,二、氧化试剂,无机氧化剂：氧气（空气）、过氧化氢、臭氧、含高价原子的无机化合物 有机氧化剂：硝基苯、有机过氧化物、二甲亚砜（DMSO）等,1. 氧气（空气）,2. 过氧化氢（H2O2）,3. 高锰酸钾,4. 三氧化铬及铬酸衍生物,重铬酸吡啶嗡盐 氯铬酸吡啶嗡盐,5. 二氧化硒（SeO2）,6. 四氧化锇（OsO4）,7. 过硫酸氢钾（KHSO5，Oxone）,四醋酸铅 将邻二醇裂解为两个羰基化合物 高碘酸钠 氧化裂解邻二醇、a-二羰基化合物、

5、a-羟基羰基化合物等的C-C键 次氯酸钠 卤仿反应：氧化甲基酮 碘 在TEMPO催化下，能将烯丙醇、苄醇以及仲醇氧化为芳甲醛或酮。,1. 过氧叔丁醇（TBHP）,2. 间氯过氧苯甲酸（m-CPBA）,酮的Baeyer-Villiger氧化、烯烃的环氧化、胺和硫化物的氧化,3. 2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧化物(TEMPO),4. 二醋酸碘苯PhI(OAc)2,5. 二甲亚砜（DMSO）,Swern氧化：DMSO/(COCl)2 ，Et3N,J. Org. Chem., Vol. 43, No. 12, 1978,6. 过氧化酮（Dioxirane）,三、还原试剂,活泼金属（包括合金） 金

6、属氢化物 醇铝 硼烷 硅烷 。,碱金属氨溶液 还原剂：Li、Na、K的液氨溶液Birch还原剂 产物：二氢化、四氢化、全氢化（芳环上取代基） 锌汞齐/盐酸 将羰基还原成亚甲基Clemmensen还原 锡或氯化亚锡/盐酸 将硝基还原为氨基 铁或硫酸亚铁 还原硝基为氨基,锌 不同介质中，可还原硝基、亚硝基、氰基、羰基、C=C、C-X、C-S等。 不同介质中，还原产物不同。,二碘化钐(SmI2) 醛、酮的还原，卤代烃脱卤,金属氢化物还原,氢化铝锂 广谱性还原剂 醛、酮、酰氯、内酯、环氧化物、羧酸、酯、酰胺、腈、硝基 稀酸或稀碱分解产物 氢被烷氧基逐步取代后，活性下降，选择性提高,双(2-甲氧乙基)氢

7、化铝钠（Red-Al） 溶解性好、反应速度快、易操作等优点，可替代LiAlH4,硼氢化钠 硼氢化钠、硼氢化钾、硼氢化钡、硼氢化锌 还原酰氯、羰基化合物，速度较快 还原酯，速度很慢 不还原羧基、酰胺、硝基、烯烃、炔烃 不还原脱卤、脱硫 在碘、三氯化铟、三氯化铝、氯化镍、氯化钴、三氟化硼、醋酸等催化下，活性提高 分子中氢被其他基团逐步取代后，活性增强,醇铝 Meerwein-Ponndorf-Verley还原 在醇铝催化剂，异丙醇等醇类化合物能将醛、酮还原成醇 只能还原羰基成醇，选择性好 醇钠、醇镁、膦胺钌配合物。,氢化铝 还原性与氢化铝锂类似 引入烷基能提供选择性 二异丁基氢化铝（DIBAl-H

8、）,DIBAl-H的制备,三丁基氢化锡 能将醛、酮、亚胺还原成醇、胺 能选择性脱卤、脱硫、脱氧、脱硝基、脱氰基等。,硼烷试剂,还原醛、酮、亚胺、羧基、酰胺、叠氮等 B2H6有利于还原,-不饱和酮 BH3.NH3或BH3.tBuNH2有利于还原饱和酮 硼烷/手性配体、手性烷(氧)基硼氢化物,硅烷试剂,烷基硅烷、烷氧基硅烷、氯硅烷 还原醇、醛、酮、醌、亚胺、烯烃、炔烃 不还原酸、酯、酰胺、硝基、磺酸酯、卤代烃等 加入Lewis酸，还原性增强,硫化物,硫化钠、二硫化钠、多硫化钠、硫氢化钠 用于硝基的还原 水或醇为溶剂（提供质子），硫化物提供电子,含氧硫化物,亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、连二硫酸盐、次亚硫酸

9、盐 将硝基、亚硝基、偶氮还原为胺 将叠氮还原为肼,联氨还原剂,Wolff-Kishner-黄鸣龙还原 KOH或KOH为碱、乙二醇或二乙二醇为溶剂、水合肼为还原剂 还原醛、酮羰基为亚甲基,甲酸盐,甲酸钠、甲酸铵、叔胺甲酸盐、季铵甲酸盐 醛、酮还原为醇，亚胺还原为胺，酰卤还原为醛 甲酸铵可对醛、酮进行还原胺化,四、偶联及烷基化试剂,形成C-C、C-N、C-O、C-等键的反应 偶联反应：不饱和键如芳烃、烯烃、炔烃之间的C-C键形成反应，N、O、S、P等杂原子的芳基化反应 烷基化反应：分子中C、N、O、S等原子上引入烷基 Pd、Cu、Ni等偶联剂,钯偶联剂,钯、醋酸钯、氯化钯、三苯基膦-钯、二氯乙腈钯

10、、1，1-二苄基丙酮(dba)钯、 1,4-双(二苯基膦)丁烷-氯化钯(dppb)、1,1-双(二苯基膦)二茂铁-氯化钯(dppf)等,铜偶联剂,镍偶联剂,活性比钯偶联剂低，但价格便宜,烷基化试剂,卤代烷 RX 磺酸酯、磺酰氯 TsOR、MsOR、TfOR TsCl、MsCl、TfCl,硫酸酯,甲醛（多聚甲醛）,元素有机试剂,包含金属有机试剂 含P、Mg、Cu、Si、B、Li、Na、K、Sn、Pb、Bi、Te等元素的有机合成试剂 BuLi、LDA、LiHMDS、Grignard试剂、PR3、P叶立德。,丁基锂,用于夺取芳环或胺上的非活性氢 制备方便、活性适中 可用于制备其他烷基锂或芳基锂 活性

11、顺序：丁基锂乙基锂戊基锂苯基锂甲基锂,制备方法,在无氧氮气存在下，在装有搅拌器、低温温度计、气体导管、氯化钙干燥管和滴液漏斗的500毫升干燥的三颈烧瓶中，加200毫升无水乙醚和剪碎的86克(125摩尔)锂丝，在搅拌下滴加30滴由685克(0.50摩尔)正溴丁烷与100毫升无水乙醚配成的溶液。在冰盐浴中冷到-10oC ，见溶液变浑浊且锂丝上呈现金属光泽的亮斑时，表示反应开始进行。在30分钟内滴加余下的正溴丁烷溶液。慢慢升温到0-10，并继续搅拌l一2小时。在氮气存在下，通过塞有玻璃毛的玻璃管过滤，将丁基理溶液转移到事先用氮气冲洗过的容器内贮存。,双滴定法,吸取5 (或10)毫升丁基锂溶液，加10

12、毫升水水解，用酸滴定 (酚酞作指示剂) 法测出总碱量。 然后再取同样体积的溶液，加到l毫升苄氯的10毫升无水乙醚溶液中。静置1分钟，再加10毫升水水解，以酸滴定法 (近终点时激烈振荡) 测出丁基锂以外的其它形式的碱量。 前后二者之差即为正丁基锂的含量。,单滴定法,滴定试剂：1mol/L 的仲丁醇/二甲苯溶液（仲丁醇和二甲苯均须用活化过的5A分子筛干燥） 指示剂：2,2-联二吡啶 溶剂：二甲苯（须用活化过的5A分子筛干燥） 操作方法：在氩气保护下，往带一个翻口塞的100ml的三口瓶中加入磁子，20ml二甲苯，很少量指示剂，然后用一个带精确刻度2ml注射器准确量取2ml丁基锂快速转移到瓶中（注射器

13、中的空气需要用氩气置换，且抽取丁基锂时需排除针筒中的氩气，并在丁基锂溶液中来回抽排几次，以免针筒中微量的水和空气影响滴定的准确度），体系变为紫红色，然后将同一个针筒（用同一个针筒的目的是为了减小滴定误差）洗干净，吹干，用滴定剂洗涤两至三次，准确量取滴定剂滴定之体系突变为黄色，此为滴定终点. 重复滴定一次，两次误差在2%以内，则可认为结果准确。 滴定结果：滴定剂量（ml)/2即为丁基锂的摩尔浓度.,二异丙氨基锂（LDA）,非亲核性强碱 丁基锂与二异丙胺反应制得 活性介于氨基锂和烷基锂之间,在干的250毫升圆底烧瓶或干燥的250毫升Schlenk管上配一橡胶隔膜，在橡胶隔膜上安装一减压阀和插入一注

14、射用针头。将容器置冰浴中冷却，通过针头用无氧氮气吹扫，在反应过程中使容器稍稍保持正压，先从注射器把2.53克 (3.60毫升，25.0毫摩尔) 纯二异丙胶溶于25毫升无水乙醚的溶液注入瓶中。然后在电磁搅拌下从注射器滴加含2.53毫摩尔甲基锂的乙醚溶，在此加料过程中有甲烷激烈放出，当二异丙氨基锂在0搅拌5-10分钟后，检查甲基锂的Gilman颜色试验呈负性反应。,六甲基二硅氨基锂（LiHMDS）,夺取羰基的a-氢，不影响氨基,Grignard试剂,与含有极性双键或三键的化合物进行加成反应，如烯烃、炔烃、醛、酮、酯、腈、砜等 能够与含活泼氢的化合物如水、醇、酚、硫酚、氨、胺、亚胺、羧酸、黄色、酰胺、羟胺、乙炔等反应,三烃基膦,单膦：PPh3、P(o-Tol)3、PBu3 双膦：BINAP、DPPB 与Pd、Ni、Pt、Ru、Rh等配位 偶联反应、缩合反应、加氢还原、氢甲酰化等,磷叶立德,R3P+-C-R类化合物，P-C键介于单键和双键之间 亲核能力强 与羰基化合物、卤代