稳定化碳负离子的缩合反应.ppt

第四章 稳定化碳负离子的缩合反应,两羰基化合物间的缩合反应是有机合成中最有用的反应类型之一，通式为,R1-R4若为氢或烃基则为醛酮的羟醛缩合反应，R1-R4之中若有杂原子基团（Cl, O2CR, OR, NR2等），则为羧酸衍生物的缩合反应,4.1 羟醛缩合反应,羟醛加成，四种可能的立体异构体 羟醛缩合反应,4.1.1 羟醛加成反应的区域选择性与化学选择性(亲核试剂与亲电试剂决定化学选择性 ) 交叉羟醛加成反应存在化学选择性（两组份谁是亲核体与亲点体）；区域选择性（在非对称酮的哪一侧形成烯醇负离子）；立体选择性,4.1.1.1 利用分子自身特点的区域与化学选择性羟醛加成反应 羟醛加成反应是构建碳骨架的重要方法 4.1.1.1.1 不含-氢羰基化合物的利用（甲醛、芳香醛），它只能作为亲电体，反应简单化 Claisen-Schmidt-芳香醛的羟醛缩合。 （反式烯烃，Claisen-Schmidt）,4.1.1.1.2 通过热力学控制进行选择性羟醛加成反应-可逆反应的利用（平衡控制产物） 羟醛加成反应是一个可逆反应，在酸性条件下，一般得到热力学稳定产物（形成的最终产物双键上取代基多）；碱性条件下，形成动力学控制产物（形成的最终产物双键上取代基）,分子内的羟醛缩合有利于热力学控制产物，二羰基化合物的分子内羟醛缩合将导向环状化合物，环状化合物的稳定性如下：六元环五元环七元环四元环,4.1.1.2 引导的羟醛反应：提前制备亲核试剂 （以烯醇盐、烯醇硅醚、亚胺负离子等形式存在）,MLn=Li, BR2,SnX, TiX3, AlR2, MgX, ZnX,4.1.1.2.1 使用预制的烯醇负离子的方法,4.1.1.2.2 使用烯氧基乙硼烷的方法,4.1.1.2.3 Mukaiyama反应：四氯化钛等lewis酸中催化烯醇硅醚对羰基化合物的亲核加成，生成羟醛加成产物,4.1.1.2.4 Morita-Baylis-Hillman反应：，-不饱和化合物在叔胺或三烃基膦催化下与醛的反应（催化剂对，-不饱和化合物的共轭加成形成烯醇负离子),4.1.1.3 类羟醛缩合反应,羟醛反应是醛酮烯醇负离子与醛酮的反应，其它稳定化的碳负离子与醛酮的加成有时统称类羟醛反应,M= Al, B, Cr, Si, Sn, Ti, Zr,4.1.1.3.2 Henry反应：硝基化合物的类羟醛反应 4.1.1.3.3 潜在的芳香体系,4.1.3 烯醇负离子的其它缩合反应,4.1.3.1 Robinson环合反应 是酮与，-烯酮在碱性条件下进行去质子化-Michael加成-质子转移-羟醛缩合,最终形成环己烯酮的反应,4.1.3.2 Mannich reaction 是含-氢的酮与醛(通常是甲醛)和仲胺在酸性条件下生成-氨基酮的反应 Mannich碱常用做生成，-烯酮:与碱作用发生-消除反应,Mannich碱,4.2 不同类羰基化合物间的缩合反应,羧酸衍生物的缩合是酮或酯以烯醇负离子或烯醇醚的形式与另一个作为亲电试剂的羧酸衍生物的亲核加成-消除反应,结果是烯醇负离子的酰基化 4.2.1 醛、酮与酯及羧酸衍生物的缩合反应,4.2.2 羧酸衍生物与醛酮的缩合反应 预制的酯或酰胺烯醇负离子或烯醇硅醚与醛、酮加成，生成-羟基酯或酰胺,4.2.3 酯-酯缩合反应 4.2.3.1 分子之间的酯-酯缩合反应：Claisen缩合 自身的酯缩合 ,对不同酯之间的缩合反应,产物复杂,需要进行反应控制,4.2.3.2 分子内的酯-酯缩合反应 Dieckmann缩合反应,适用于5,6元环的合成 4.2.3.3 分子内的腈-腈缩合 Thorpe reaction(5,6元合成),4.3 烯烃合成法:C=C的形成,4.3.1 Wittig反应及相关反应 碳负离子除了利用邻位的吸电子基团外，还可利用邻位正电荷，Wittig试剂的制备正是利用了这一点 4.3.1.1 Wittig反应,Wittig反应是合成烯烃最重要的方法，此法优点在于合成双键位置是唯一确定（通过消除反应生成烯烃可能得到区域异构体的混合物）,Wittig反应的立体化学取决于Wittig试剂和醛酮结构与反应条件：非稳定化的Wittig试剂主要产生-(z)-烯烃，稳定化的Wittig试剂主要产生-(E)-烯烃 连接到负离子的是稳定负离子基团时（吸电子基团，COOMe,COMe, CN），主要产生-(E)-烯烃； 连接到负离子的是使负离子非稳定碳基团时（供电子基团，烷基），主要产生z-烯烃 介于两者之间的为（Ph,烯烃）,HWE反应：应用最广泛的Wittig反应，全名为Horner-Wadsworth-Emmons,该法使用膦酸酯取代鏻盐，制备膦酸酯-碳负离子和醛的反应。优点：活性高，副产物易处理,4.3.1.3 Horner-wittig反应 使用膦氧化物代替鏻盐，用叔丁醇钾或叔丁醇锂去-质子，与醛、酮反应 4.3.1.4 砷叶立德,4.3.2 Julia烯烃合成法 苯砜的-碳负离子与醛、酮反应合成烯烃的方法 纳-汞齐脱砜基消除为反应的最后一步 反应的显著特点为立体选择性得到反式烯烃，原因为还原消除反应的碳负离子中间体要有一个稳定的构象,Julia烯烃合成法的最近发展是用杂芳环取代基取代经典的Julia方法中的苯环 使反应变得更易进行，反应的立体选择性得到提高,4.3.3 Peterson反应 通过硅基稳定的-碳负离子对醛、酮加成-消除合成烯烃的方法,4.3.4 Tebbe试剂 由双环戊二烯基二氯化钛与三甲基铝反应制备 主要用途是与羰基的反应，结果是亚甲基取代醛、酮、酯等的氧，也可以与烯烃进行环加成，还可以催化烯烃复分解反应 Tebbe反应优于Wittig表现在：当与可烯醇化的酮羰基化合物反应时其立体化学不受影响；活性更高，与位阻大的羰基化合物和酯、酰胺这些不活泼的羰基化合物也可顺利反应,4.3.5 烯烃复分解反应 是近年来发展的最有用的一个新反应，是继Wittig反应之后烯烃合成方法的重大突破。 两种烯烃在钼、钨、钌等卡宾型催化剂催化下，碳碳双键重组合成两个新的碳碳双键的方法 与Wittig反应比较，该法具有如下优点：反