（有机化学专业论文）羰基化合物的烯基化反应研究.pdf

摘要 有机锌试剂是一类优良的有机金属试剂，具有较好的官能团相容性和反应选择性。 在构建碳碳键的过程中应用十分广泛。 我们实验室分别首次报道了在过渡会属络合物催化下带官能团有机卤化锌试剂与 芳香醛的双烷化反应和烯基化反应。并根据一些实验现象，探讨了其反应机理。烯基 化反应具有较好的立体选择性和区域选择性，具有一定的理论意义和较好的应用前景。 本论文的研究，目的是进一步扩展和完善有机卤化锌试剂与羰基化合物的烯基化反 应，扩大其应用范围。本论文研究了苄基型卤化锌试剂与肉桂醛的烯基化反应，并将 微波技术、无溶剂用于该反应的研究中，取得了较好的结果。鉴于近年来绿色化学的 发展，我们研究组也从绿色友好的角度出发，首次研究了无溶剂下锌粉促进的羰基烯 基化反应，并取得了满意的结果。 本论文共分为三章： 第一章：现代羰基烯基化反应研究进展 羰基烯基化是有机合成中最基本的转化反应之一。本章对近年来羰基烯基化反应 的主要研究进展作了较为详细的综述，对各类羰基烯基化反应方法的优点及局限性进 行了比较。 第二章：带官能团苄基卤化锌与肉桂醛的烯基化反应研究 本章研究了带官能团苄基卤化锌试剂与肉桂醛的烯基化反应，优化了反应条件， 合成了十七个1 ，4 - 二芳基一1 ，3 - 丁二烯类化合物。同时在微波辐射条件下进一步研究了 该类反应，并在该类反应中初步引进无溶剂、非催化的概念，扩展和完善了有机卤化 锌试剂与醛的烯基化反应，扩大了其应用范围。 第三章：锌粉促进无溶剂下羰基化合物的绿色烯基化反应研究 该部分首次研究了在t m s i c i 存在下，无溶剂非催化条件下，锌粉促进溴化苄与 羰基化合物的烯基化反应，发现在无溶剂锌粉促进下，可以将羰基化合物立体选择性 地转化为e 一烯烃，而且，无论从反应速度：还是产率，都取得了较好的结果，并实现了 环境友好合成，提供了一种简便、快速的烯烃合成方法。 合成路线 趴剐函 “。 阶坩8 嘈等 勺” s o l v e n t - f r e e ，n o c a t o r 儿r r p d ( p p h 3 ) 2 c 1 2 ， m e 3 s i c i ，t h f a r c h ，z n x 00 一w 一 专带9 r 屈 _ 万孓芦曾鼍蚶 专势9 r 屈 气“。吲苫 一 s o l v e n t - f r e e r i o - c a t 固呻 l l r r r a b s t r a c t o r g a n o z i n c sa r ea ni m p o r t a n tc l a s s i co r g a n o m e t a l l i c sf o ro r g a n i cs y n t h e s i s t h e yh a v e g o o d r e a c t i o ns e l e c t i o n a v a r i e t y o ff u n c t i o n a l g r o u p sm a yb e t o l e r a t e di nt h e s e o r g a n o m e t a l l i cr e a g e n t sb e c a u s eo f t h e i rm o d e r a t er e a c t i v i t y t h e ya r ew i d e l ya p p l i e di nt h e c o n s t r u c t i o no fc cb o n d o u rg r o u pf i r s tr e p o r t e dan o v e ld i a l k y l a t i o nr e a c t i o no fa l k y lz i n ci o d i d e sw i t ha r o m a t i c a l d e h y d e sa n da no l e f i n a t i o n r e a c t i o no fb e n z y lz i n cb r o m i d e sw i t ha r o m a t i ca l d e h y d e s r e s p e c t i v e l y i n t h o s e p a p e r s ，w e d i s c u s s e dt h er e a c t i o nm e c h a n i s mb a s e do ns o m e e x p e r i m e n tp h e n o m e n a t h eo l e f i n a t i o no fb e n z y lz i n cb r o m i d e sw i t ha r o m a t i ca l d e h y d e s ， w h i c hh a ss o m et h e o r e t i c a lm e a n sa n d g o o da p p l i c a t i o ne x p e c t a t i o n ，h a sg o o d s t e r e o s e l e c t i v i t ya n dr e g i o s e l e c t i v i t y t h i st h e s i si n c l u d e st h r e ec h a p t e r s c h a p t e r o n e ：t h ed e v e l o p m e n to fm o d e r nc a r b o n y lo l e f i n a t i o n t h i sc h a p t e rs u m m a r i z e dt h er e c e n tp r o g r e s si nt h em a j o rm e t h o d o l o g i e so fc a r b o n y l o l e f i n a t i o ni nd e t a i l ，w h i c hi so n eo ft h em o s tf u n d a m e n t a lt r a n s f o r m a t i o n si no r g a n i c s y n t h e s i s ，a n dc o m p a r e dt h ea d v a n t a g e sa n dl i m i t a t i o n so fv a r i e t yo fc a r b o n y lo l e f i n a t i o n m e t h o d s c h a p t e rt w o ：s t u d y o nt h eo l e f i n a t i o no ff u n c t i o n a l i z e d b e n z y l z i n c h a l i d e sw i t h c i n n a m i c a l d e h y d e ： i nt h i s c h a p t e r , w e s t u d i e dt h eo l e f i n a t i o no ff u n c t i o n a l i z e db e n z y l z i n ch a l i d e sw i t h c i n n m n i c a l d e h y d e t h er e a c t i o n c o n d i t i o n sw e r ed i s c u s s e d i nt h i s s e c t i o n ，s e v e n t e e n c o m p o u n d s o f1 ，4 - d i p h e n y l - 1 ，3 - b u t a d i e n e sw e r es y n t h e s i z e d m e a n t i m e ，w ef u r t h e rs t u d i e d t h i sr e a c t i o nu n d e rm i c r o w a v ei r r a d i a t i o nc o n d i t i o n sa n df i r s ti n t r o d u c e dt h ec o n c e p to ft h e s o l v e n t f r e ea n dr i o c a t a l y s ti nt h i sr e a c t i o n ，e x p a n d e dt h eo l e f i n a t i o no fo r g a n o z i n ch a l i d e s r e a g e n t sw i t ha l d e h y d e s ，e n l a r g e d t h e a p p l i c a t i o ns c o p e so f t h i sr e a c t i o n c h a p t e rt h r e e ：t h es t u d i e so f z i n cd u s ta s s i s t e dt h eg r e e nc a r b o n y lo l e f i n a t i o nu n d e rt h e v s o l v e a t f r e ec o n d i t i o n s i nt h i s s e c t i o n ，i nt h ep r e s e n c e o fm e 3 s i c l ，w ef i r s ts t u d i e dt h ez i n cd u s ta s s i s t e d o l e f i n a t i o no f b e n z y lb r o m i d ew i t hc a r b o n y lc o m p o u n d su n d e rs o l v e n t - f r e ea n dn o c a t a l y s t w ef o u n dt h i s m e t h o d c o u l dc o n v e r s et h e c a r b o n y lc o m p o u n d s i n t ot h ee a l k e n e s t e r e o s e l e t i v e l yw i t hg o o dy i e l d s ，w h i c hw a s a r le n v i r o n m e n t f r i e n d l ys y n t h e t i cm e t h o d t h e m a i n a d v a n t a g e so f t h i sm e t h o dw e r er a p i dr e a c t i o ns p e e d ，h i g hs t e r e o s e l e c t i v i t y ，c o n v e n i e n t o p e r a t i o na n dw o r k - u p v 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北师范 大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：盔! ! 鱼 一日期： 醇5 f 6 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论 文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：盔垒瘦导师签名：斐筮日期： 西北师范大学硕士论文 第一章现代羰基烯基化反应研究 摘要羰基烯基化是有机合成中最基本的转化反应之一。本章主要综述了近年来羰基烯 基化反应的主要研究进展，对各类羰基烯基化方法的优点及局限性进行了较为详细的 概述。 关键词羰基烯基化；w i t t i g 反应；p e t e r s o n 反应；j u l i a 反应；金属卡宾；m c m u r r y 偶 联：偕二金属化合物 卣余年来，由于各国化学家的不断努力，使有机化学发展突飞猛进，合成的有机 化合物不下数以百万计，同时在制备这些化合物的过程中所应用的重要有机化学反应 和方法亦数以千计，其中羰基烯基化是有机合成中最基本的转化反应之一。自1 9 5 3 年， g e o r gw i t t i g 教授发现了磷叶立德与羰基化合物的反应即w i t t i g 反应之后，化学家对羰 基烯基化反应进行了广泛而深入的研究，并发展了许多化学试剂和方法用于这一转化。 我们利用这些试剂和方法可以将各种羰基官能团以不同的化学选择性和立体选择性转 化为碳碳双键，构建双键，即可以延长碳链，也可以作为合成的中间过程，实现官能 团的相互转换，从而广泛应用于各种有机合成反应中。 有机分子中引进双键的反应基本类型有两类，一类是双键已经存在于原料中，如 有机金属试剂与卤代烃的偶联反应、h e c k 反应、有机金属试剂与b 硝基苯乙烯的取代 反应【l i ，另一类是双键重新建立，如卤代烃或醇的消除反应、碳负离子与羰基化合物的 缩合反应、烯胺或烯醇醚或烯醇酯的还原反应、炔烃的部分还原反应、烯烃的异构化 及重排反应、环加成反应、有机卤化锌与醛的加成一消去反应i 。 本部分主要综述以羰基化合物为原料合成烯烃方法的研究进展。 1 1 w i t t i g 反应 1 1 1 介绍 醛、酮的烯基化反应在有机合成中曾引起一时轰动。由于合成方法的局限，双键 异构化问题，即双键的位置和双键的立体异构让化学家们费尽心思。在二十世纪五十 年代初，w i t t i g 和g e i s s l e r e 3 1 首次发表了磷叶：菠德与醛或酮的烯基化反应，可以说这是 羰基烯基化反应的里程碑。w i t t i g 反应与其它烯基化方法相比有许多优点，尤其对双键 的位置选择性( 即双键总是在羰基碳上生成) ，是其它方法所不可比拟的。许多羰基烯 基化反应经常伴随着碳碳双键的重排。此外，对影响双键z ，e 立体选择性的因素也已 第一章现代羰基烯基化反应研究 研究得很透彻，因此可以通过选择磷试剂和控制反应条件，便可获得一定构型的烯烃。 由于w i t t i g 反应的良好效果和普遍适用性，对它的应用日益广泛，从而也改变了烯烃 的合成路线。 根据w i t t i g 反应中用到的各种磷试剂以及它们的特性，通常将w i t t i g 反应分为三 大类，即磷叶立德的经典w i t t i g 反应、磷酸酯负离子的h o m e r - w a d s w o r t h e m m o n s 反 应和氧化膦负离子的h o r n e r - w i t t i g 反应。这三种反应各有所长，各有所短，互相补充， 在合成时应根据需要选择合适的合成方法。 1 1 2 经典w i t t i g 反应 w i t t i g 和g e i s s l e r t m 的原创性研究便是经典w i t t i g 反应。在这个反应中，醛或酮与 磷叶立德反应生成相应的烯烃和氧化膦，此反应方便易行，立体选择性高，为烯烃的 合成提供了一个好方法。w i t t i g 反应自报道以来对它的反应机理一直存在争议。长久以 来，一直认为w i t t i g 反应有两个反应中问体，即两性离子甜菜碱和氧代四元环磷烷。 v e d e j s 研究组低温引pn m r 的研究结果【4 ，5 1 以及现代计算理论【6 1 证明，w i t t i g 反应是经 过氧代四元环磷烷中间体的过程( s c h e m e l 1 ) 。 麓喁 jn s c h e m e1 1 w i t t i g 反应的立体化学与其反应机理密切相关。羰基化合物与磷叶里德反应产生 顺、反两种氧代四元环磷烷( s c h e m e1 1 ) ，然后进行立体专一的顺式一消除，分别生成 相应的e 一和z 烯烃。z 烯烃的生成受动力学控制，而e 一烯烃的生成受热力学控制。影 响w i t r i g 反应是按动力学控制还是热力学控制的因素很多，在诸多因素中，磷叶里德 的类型是其中很重要的一个因素。磷叶里德的类型根据r 基团分为两类：稳定的磷叶 罩德和不稳定的磷叶里德。一般而言，在非极性溶剂中共轭稳定的磷叶立德与醛反应， 优先生成e 型烯烃，而不稳定的磷叶立德优先生成z 型烯烃。在不稳定磷叶里德的反 应中，如果再加入一当量的强碱( 通常是烷基锂) ，就会生成1 3 一环氧磷叶里德，然后 用酸猝灭，便生成e 一烯烃( s c h e m e1 2 ) 。按这种次序进行的反应叫做s c h l o s s e r 修饰| 7 j 。 弘o 、k r r 弘o r r 西北师范大学硕士论文 秒意h 翠1 瓠一r 爷1 m ：浏，。生。b 匙r ，一龄o h 、 羰基的活性对w i t i g 反应的立体选择性也有一定的影响。如一级脂肪醛有利于生成 z 烯烃，而芳香醛或a ，p 不饱和醛对z 一烯烃的选择性较低，尤其在极性质予溶剂中表 现尤为明显。此外，芳基烷基酮与不对称的z - 烷基酮相比，前者则有较高的z 一选择性。 通过已有磷盐的烷基化反应可以向磷盐分子中引入有用基团如硅烷基或锡烷基等 ( s c h e m e1 3 ) 【8 j 。这种盐在碱的作用下与醛反应后，可以生成有合成意义的烯丙基硅 烷和锡烷。 。 e ! 竺兰 ，r 乒o h r 3 p - - c h 3b rc h 2 m ( c h 3 ) 3。斗p 一7 、3 ) 3 i i ) i c h 2 m ( c h 3 ) 3 br - o 1 1 3h o r n e t - w a d s w o r t h e m m o n s 反应 稳定化磷酸酯碳负离子与羰基化合物的反应叫做h o m e r - w a d s w o r t h e m m o n s 反应 ( h w e ) i i , 9 1 。磷酸酯在碱的作用下生成磷酸酯碳负离子，其亲核性比经典w i t t i g 反应 中的稳定磷叶里德强，对羰基化合物反应很活泼，它可以和醛、酮都发生反应。另外 对碱、空气中的氧和水气不太敏感，操作比较方便，反应条件比较温和。h w e 反应的 另外一个优点便是反应中生成的磷副产物可以溶于水，因而与目标产物容易分离。 h 3 吖c i l h h 景一 o c h 2 p h”三 a ) ( e t o ) 2 p o c h 2 c 0 2 e t 8 3 e ：z 2 1 2 ：1 b ) ( c f 3 c h 2 0 ) 2 p o c h 2 c 0 2 c h a 8 4 e ：z 2 1 ：1 1 第一章现代羰基烯基化反应研究 c o z 吼菪。g o r 儿h + r = p h ， r = p h ， r = n c 7 l - 1 1 5 ， r = n c 7 h 1 5 e t 0 、曰 e 1 0 7 a y c 0 2 r f ：c n 一r 资洲 r 1 r 7 h r k c h 3y i e l d 8 0 e ：z = 7 7 ：2 3 h c 0 2 r h r 。e t ，b a s e 2n b u l i ，e ：z 2 9 4 ：6 ， y i e l d 8 3 r = h ，b a s e = i p r m g b r , e ：z = 1 ：9 9 ，y i e l d 8 4 s c h e m e1 6 原料磷酸酯可以通过三烷基氧膦与有机卤的m i c h a e l i s a r b u z o v 反应制备。一般溴 代烃比相应的氯代烷活性高。通过磷酰基碳负离子的烷基化或酰基化可以修饰现有的 磷酸酯( s c h e m e l 7 ) ，从而制备用m i c h a e l i s a r b u z o v 方法无法合成的b 一羰基磷酸酯。 也可以通过二烷基磷酰基乙酸的三甲基硅酯或酰氯的酰基化反应制备一系列的0 羰 基磷酸酯( s c h e m e1 8 ) 。 4 阱 西北师范大学硕士论文 嚣o s 以o 。二嚣掣。三：学。a 删a l i 。n e l 。、o ! ! ! 堂 ， e i o p c h ， j i ) c u x e i o 、8r e t o “、v 、o h 嚣o # o o 。 嚣艮吼。骂 三o 口j o 。，a c y l a t i o n s c h e m e1 7 告嚣艮且。m 篙嚣o j o 。 r = p h c 6 f 5 ，e t ，c 0 2 e t ，c h ( o a c ) m e t r a n s c h = c h p h 旦o 儿oc l 卫嚣攀r ， f f r 。m = m e 2 c u l i ，e t m g b r i p r m g c i b u l i e t c s c h e m e1 8 综上所述，磷酸酯可以和醛、酮都发生反应，只是和酮的反应需要比较强烈的条 件。长链的脂肪醛一般不反应，而可以烯醇化的酮，通常反应产率比较低。 1 i 4h o r n e r - w i t t i g ( h w ) ) 反应1 1 6 1 h o m e r 工作组首次报道了用氧化膦在碱的作用下与醛反应生成烯烃的方法 ( s c h e m e1 9 ) 。与h w e 反应类似，h w 反应中也生成了水溶性的磷盐副产物，因 此很容易和目标产物分离。 在h w 反应中用锂碱时，将反应分为独立的两步：1 ) 锂化的氧化膦与醛或酮 加成生成b 羟基氧化膦；2 ) 然后发生h w 消除反应，生成烯烃。h o m e r w i t t i g 反应 的机理与h w e 反应的机理相似。如果反应中不用锂碱，而且r 1 可以稳定碳负离子时， 不用分离反应中间体。在这种条件下，醛与氧化膦反应生成中间体5 和6 的过程是一 个可逆过程。中间体6 的消除比5 要快，所以优先生成e 烯烃。但如果反应中使用了 锂碱并且反应在低温下进行时，中间体5 和6 可以分离出来。在这种条件下，中间体5 优先发生顺式消除生成z 烯烃。 第一章现代羰基烯基化反应研究 & 譬 + m “v r 2 o 州p 砖h 8hr 1 1 5 m 。夕9 p h = h 幂8 h 1 m l i m m # l if e9 0 一p p h 2 e 口 o p p h 2 1 1 5 结论 自从1 9 5 3 年提出w i t t i g 反应的概念后，w i t t i g 反应( 和它的演变反应) 己发展成 为合成烯烃的可靠方法，而且该反应具有很高的e 或z 一选择性。w i t t i g 反应在烯烃合 成中有着举足轻重的作用。 1 2 p e t e r s o n 及其相关反应 1 2 i 介绍 烯烃形成反应是有机合成中的重要工具。化学家们设计出了各种工艺，试图将羰 基化合物转化为烯烃，1 9 6 8 年，d j p e t c r s o n 提出了p e t e r s o n 反应，它是将羰基化合 物转化为烯烃的最重要、用途最广泛的方法之。p e t e r s o n 反应通常是指从a 一硅烷基 碳负离子和羰基化合物形成烯烃的反应。p e t e r s o n 反应立体选择性高，反应活性好， 可以把带有各种官能团的酮、醛或是其他羰基化合物，在不同的反应条件下，立体选 择性的转化为烯烃，并得到多种含硅试剂。此外，在消除硅烷醇后，生成挥发性的二 甲硅醚，其与产物很容易分离。因此，p e t e r s o n 反应可以合成多种带官能团的烯烃，目 前有许多关于这类反应的报道【1 7 , 1 8 。 p e t e r s o n 反应通过反应机理可以解释其立体选择性。关于此反应机理的研究报道很 多，这里主要概括它的一些合成反应。 1 2 2o 甲硅烷基碳负离子的形成及它们的反应 o 甲硅烷基格林试剂和n ，甲硅烷基锂试剂是合成烯烃的两类重要试剂。用 m e 3 s i c h 2 m 试齐i j ( m = m g c l 、l i 、c e c l 2 、c u 等) a j 羰基化合物反应，然后经p e t e r s o n 消 2 ： r r虻雕吼u 擎。 愕 一 西北师范大学硕士论文 除后，可以很方便的合成束端烯烃( s c h e m ei 1 0 ) f 2 伽。这两类试剂曾用于天然产物的 全合成中，在无水c e c l 3 存在下，效果非常好川。 _ 二r 孓洲e 。竺墨羚 r 1 r 2 = a l k y l a r y l 3 9 9 6 6 1 - 9 8 m = l i ，m g c i ，l i c e c l 3 ，m g c i c e c l 3 a o i d = h 2 s 0 4 ，h f h p p y r i d i n e b a s e = k hn a h s c h e m e1 1 0 酰氯、酯和内酯都可以与这类试剂发生类似的反应，甚至二甲基缩酮8 也可以与 m e 3 s i c h 2 c u ( p b u 3 ) l i i7 反应生成烯烃( s c h e m e l 1 1 ) 1 2 2 。 s l i m e 3 m e oo m e b f a o e h 0 、u ( p ) l ij + r ，义r ：1 云f r 1 人r 2 7 8 7 1 - 9 2 r 1 = m e ，p h ；r 2 = e t ，4 一m e o c 6 h 4 ，p h c h 2 0 ，p h c 0 2 ，b u t p h 2 s i o 据报道，在锌银石墨存在下，溴代三甲基甲硅烷基乙酸乙酯可以与醛、酮迅速反 应，生成相应的a ，b 一不饱和酯( s c h e m e l 1 2 ) ，即r e f o r m a t s k y p e t e r s o n 反应，此反 应条件温和，通过这类反应还可以合成a ，b 不饱和腈，该反应有很高的z - 选择性【2 3 。 。，式矧 亿。奄竺嗒担 r 1 , r 2 = h m e p h ，( c h 2 ) 5 - s c h e m e1 1 2 a 位带各种取代基的a ，甲硅烷基碳负离子，经常用于合成各种带官能团的烯烃。 如2 三甲基甲硅烷基甲基苯酰股9 用l d a 锂化后，与环丁酮加成生成相应的化合物 1 0 ( s c h e m e1 1 3 ) 2 4 1 。 含硫基团的一甲硅烷基碳负离子与醛、酮反应，生成相应的1 一烯基硫化物 2 5 1 。如 a 甲硅烷基碳负离子1 1 ，它与醛、酮反应直接生成乙烯酮缩二硫醇1 2 ，产率较高 ( s c h e m e1 1 4 ) 2 6 j 。 泌 _ 第一章现代羰基蜂基化反应研究 m e 9 s i m e 3竺， t h f m e 1 0 心艾s b r ， r ，蒜，奠r r 1 s 人，i ，r 1 少s r ，与儿 此外，出不饱和酮1 3 经p e t e r s o n 反应生成乙烯酮缩二硫醇1 4 后在乙腈水中用c a n 处理，得到一个双环内酯1 5 ( s c h e m e1 1 5 ) 2 7 】。 m e 1 3 m e 1m e 3 s i c h ( s m e 2 ) 2b u u - - - - - - - - - - - - - - - m e t h f m e 1 48 5 m ! 型 m e c n h 2 0 s c h e m e1 1 5 n 一甲硅烷基碳负离子比磷叶里德的活性高，一些用w i t t i g 反应无法得到的烯烃， 用p e t e r s o n 反应可以成功合成。如三甲硅烷基乙酸乙酯与环戊酮衍生物1 6 反应可以生 成相应的烯烃1 7 ，而磷叶里德与酮反应却无法得到目标产物( s c h e m e1 1 6 ) 2 8 1 。 s l i m e 3 +tbso l c o ，e l 告f m 。q 、 一- 、，t h吣 e t 0 2 c 1 78 2 e f z = 7 ，9 3 s c h e m e1 1 6 a 甲硅烷基碳负离子上还可以带各种对碳负离子起稳定作用的基团，从而向目标 分子中引入各种官能团，如氰基、酯基、羰基、卤素、硫、亚胺基等。近来有人报道， 用p e t e r s o n 反应可以合成d ，0 一不饱和酰胺，产物有很高的z - 选择性( s c h e m e1 1 7 ) t 2 引。 辔 望! ! 塑塾垄堂婴主笙查 一一 内酰胺也可以发生类似的反应，生成不饱和的内酰胺，却不发生开环反应1 3 0 。 s i p h ， z o 1l d a ! ：堕竖旦，h t h f r = a r y l ，h e t e r o a r y l ro 太少： h 7 2 9 2 e ，z = 1 9 8 1 3 ，9 7 s c h e m e1 1 7 氟离子促进的p e r e r s o n 反应，广泛用于烯胺的合成，特别是n l 一烯基一苯邻二甲酰 亚胺和n 1 烯基酰胺的合成，效果非常好( s c h e m e1 1 8 ) 。 r ，且n 您o i i v l e 3 。业黑骘r ，且掣兮。 r ，儿 卫等等r a ：一 s c h e m el 1 8 1 2 3b 甲硅烷基醇盐和1 3 羟基烷基硅烷的合成方法 各种亲核试剂进攻a 甲硅烷基醛、酮或酯、酸的羰基碳接着水解，可得到b - 羟基 烷基硅烷，然后发生消除反应，生成相应的烯烃( s c h e m e 1 1 9 ) 。 b u t h o r 1 = b u ，p h ； m = l i m g b r 彳r 2 m r ，弋s i p h 删2 b u t t h ” ；2 r 2 - - m e p r i b u v i n y l ，p h s c h e m e1 1 9 绺一槭o h 燃骂m 菩汴o h b f 3 c h 2 c 1 2 k h - - - - - - - - - - - - r 1 卢、r 2 8 0 9 3 r 2 产一 r 1 8 7 r 一h h 尸弋r 1 r 1 = a l k y l ；r 2 = a l k y l a l k e n y l a r y l ，a l k y n y l ，p h s b u 3 s n 。n 3 ，h m e t a lr e a 口e n t s = r 2 c l i ( c n ) l 1 2 , r l i ，r n a r m g b r ，r c e c l 2 ，l i a i h 4 ，e t 2 a i c n ，r 2 n h l a l u m i n a s c h e m e1 2 0 9 舻 第一幸现代羰基烯基化反应研究 各类n ，p 一环氧硅烷与各种有机金属试剂等反应发生一位开坏反应生成区域选择 性和立体选择性的b 一羟基烷基硅烷。在碱或i 。e w i s 酸的处理下可以得到相应的烯烃 ( s c h e m e1 2 0 ) 吲。环酯和环醚在亲核试剂的进攻下也可以发生类似的反应【3 4 1 。 1 2 4 其他相关反应 1 2 4 1 锗一p e t e r s o n 反应 关于锗p e t e r s o n 反应合成烯烃的报道也有许多。如三甲基锗烷基乙酸酯1 8 与一些 醛进行p e t e r s o n 反应，立体选择性地生成相应的e - 烯烃，而用甲硅烷基试剂生成两种 几 可异构体的混合物( s c h e m e1 2 1 ) 。 1l d a ? e m e 。 ! 曼：星曼殳 ， c o ，r 1 t h f 1 8 r 1 = e t b u t ； r 2 = p h o c t y l ，b u l ，p r c h = c h ，e t c r 之h h 产再c 0 2 r 1 4 1 - 9 2 e z = 9 0 10 9 9 1 s c h e m e1 2 l 1 2 4 2 锡p e t e r s o n 反应 通过三苯基锡烷基甲基锂与羰基化合物反应合成简单端位烯烃的方法已有诸多报 道。取代锡烷s n r 3 1 对烯烃的立体结构有很大的影响( s c h e m e1 2 2 ) 【3 6 1 。三丁基锡烷空 问比较拥挤，倾向于生成热力学稳定的e 一异构体，而位阻较小的三苯基锡烷偏向于生 成动力学控制的z 一异构体。 01 l d a ( 2e q ) ( e t o ) 一：垦竖型+ 2 p 一寺_ r 1 = p h b u ，：r 2 = p r j ，4 - m e o c 6 h 4 r l = p h( e t o )：受酽 hh 7 5 8 0 ( e l o ) 2 眨o ，h h ： r 2 7 6 8 2 s c h e m e1 2 2 1 2 5 3 铅p e t e r s o n 反应 铅p e t e r s o n 烯基化反应，同锗、锡型反应类似，也可以用于烯烃的合成，但在许 多情况下，铅一p e t e r s o n 反应有许多不足之处。不过，在铅一p e t e r s o n 反应中，消除方法 却比较简单、缓和，在硅胶柱上就可以直接消除( s c h e m e1 2 3 ) ”1 。 l o 矿又 l e 西北师范犬学硕士论文 盹_ 9 9 。 随后，别的化学家在实验中，对该反应的条件又进一步改进优化后，将其用于天 然产物的合成中，如维他命d 2 1 5 0 j ，( + ) a m b n l t i c i n 5 l 】和( 一) 一c a l l y s t a i na 【5 2 】的合成。还 有其他一些报道，如k o c i e n s k i 在2 0 0 0 年 5 2 】和c h a r e t t e 在2 0 0 1 年【5 3 1 报道的研究结果， 都对j u l i a 反应进行了改进和发展。 1 3 5 结论 j u l i a 反应是合成烯烃的有力工具。采用j u l i a 反应可以很方便的合成单、1 ，1 一二取 代和e 1 ，2 二取代烯烃，总产率也比较好。而且稍加改变原始反应次序，也可以顺利合 成z 一】，2 一二取代烯烃和立体结构一定的三取代烯烃。如果不考虑异构体和取代基的话， 任何碳碳双键都可以通过j u l i a 烯基化反应来构建。 1 , 4 金属卡宾络合物的羰基烯基化反应 1 4 1 介绍 近几十年来，盒属一卡宾络合物在有机合成中的应用同益见广。在许多催化反应 和化学计量反应中，卡宾络合物都被当作中间体使用。羰基化合物的w i i t i g 一型烯基化 反应，就是卡宾络合物的特性反应之一。掘文献报道，钛卡宾络合物在羰基烯基化反 应中应用很广泛，对它的制备研究也很深入。 1 4 2 钛卡宾络合物在羰基烯基化反应中的应用 t e b b e 等人发现，桥环化合物2 1 ，即t e b b e 试剂，在酮和醛的亚甲基化反应中， 非常有用。在l e w i s 碱的作用下，t e b b e 试剂失去一分子二甲基氯化铝，便可得到2 2 。 它对多重键如烯烃、炔、氰以及羰基官能团等有很高的反应活性5 4 1 。据文献报道，目 前还没有发现卡宾络合物2 2 的存在( s c h e m e1 2 8 ) 。 c p 2 ”2 圳e 3 a i m ec i c p 2 岔g i 2 警嘞等h 2 2：忑= i 一7 。p 2 ” t e b b er e a g e n t t e b b e 试剂有许多优点：它可以和位阻较大的酮和容易烯醇化的酮反应，产率比 用w i t t i g 反应所得产率要高55 1 ，和酮烯基化反应相反，醛只有少数几种可以和t e b b e 西北师范大学硕士论文 试剂发生亚甲基化反应，产率也很一般1 5 “。 和t e b b e 试剂相似，二甲基二茂钛2 3 与羟基是相容的，而且由于它的碱性较低， 因此扩展了它的使用范围。各种羰基化合物包括酯、内酯、酰胺和酐等在6 0 _ 8 0 与二 甲基二茂钛反应发生亚甲基化。对碱敏感的羰基化合物如容易烯醇化的酮和在n 位带 有光学活性中心的酮等都适合用它进行烯基化( s c h e m e1 2 9 ) ( t a b2 ) 【5 7 j 。二甲基二 茂钛2 3 的另外一个用途是对小环二酮、内酯、内酰胺的亚甲基化。在这些反应中，都 按一定的化学选择性进, 1 i - t 5 8 j 。 c p 2 t i c l 2 + 2 c h 3 m + m = l im g x s c h e m e1 2 9 牟r 1 r 1 五一气。： t a b2m e t h y l e n a t i o no fc a r b o n g y l c o m p o u n d s w i t hd i m e t h y i t i t a n o e e n e e n t r yc a r b o n y lc o m p o u n d y i e l d t 伊 洲 s 啪迦；t b d m 8 7 ， ：桫 。， 5 八忏。 8 1 ia c 0 、l _ “、b o c i t b u 3 c a h 1 ，丫v o h m 。6 0 6 浴。5 6 缩硫酮一二茂钛( 1 i ) 是羰基烯基化最通用的方法之一i ”1 。缩硫酮与三乙基二茂 钛( 1 i ) 的三乙基磷络合物2 4 反应生成有机钛试剂，然后和各种多重键如烯烃【5 、炔 烃1 6 0 1 、腈1 6 1 以及羰基官能团反应。通过这些反应可以看出，活性物质应该是亚烷基二 茂钛络合物2 5 ( s c h e m e l 3 0 ) 。 一 c p 2 t i p ( o e t ) 3 】2 2 4 s r 一上塑型，r 企t i c p ： r j k - - s r c p 2 t i ( s r ) 2 ”2 5 ”2 s c h e m e1 3 0 叱 户。 一 p c 第一章现代羰基烯基化反应研究 这类卡宾络合物可以使多种羰基化合物发生烯基化反应，操作简单易行，与醛酮 反应得到两种异构体的混合物，但与羧酸衍生物反应，可以制备各种烯醇醚、烯基硫 醚和烯胺，而且对z 一选择，k t e 常好，在某些情况下，全部转化为z 一产物6 2 1 。这类反应 的一个重要优点是，各类适当的缩硫酮很容易得到，如用b 一三甲级硅基取代的有机硫 化物和羰基化合物烯基化可以制备烯丙基硅烷( s c h c m c1 3 1 ) 【6 3 】。 0 、儿， m 八。心s i m e 3 7 e 9 ：z ：4 4 ：5 6 p h s a 叭s i p h m e 2、 “cp 趣沁八s m 一 罂：川2 t i p ( o e t ) 3 2 2 4 m e 2 f z8 9 。 。i r n ： 2 ：1 1 s c h e m e1 3 1 酯固载烯基化反应更有其长处，生成的产物烯醇醚在水解反应中很稳定( s c h e m e 1 3 2 ) 。树脂固载的醚与钛试剂反应生成烯醇醚后，用三氟乙酸处理转化为苯并趺喃6 钔。 s p h t b a f p h 旦舛o 8737。yo v s c h e m e1 3 2 o = s o l i s o d s u p p 。n 含缩硫酮片断的酯，经分子内羰基烯基化反应，可以合成环乙烯基醚。这个反应 具有一定的合成意义。因为生成的环状产物经水解后生成u 羟基酮，产率也很好 ( s c h e m e l 3 3 ) 6 5 】。 吣e 一。儿0 ，。里q p h + 训卿e r s j 型呈竺生一h o 、八一儿p h 6 7 。吲i s c h e m e1 3 3 k 旷 西北师范大学硕士论文 u ，u 双一苯基硫代- 烷基链烷酸酯分子内反应的成功似乎取决于基质的构象：用这 个方法可以构建c i g u a t o x i nj - 环，产率很好。在反应中对酸敏感的螺环缩酮和甲氧基甲 基醚部分没有受到影响( s c h e m e1 3 4 ) 1 6 6 1 。硫羟酸酯，s 3 ，3 一二苯基硫代丙基硫代链 烷酸酯，经相应的分子内羰基烯基化反应，可以制备2 ，3 二氢噻吩( s c h e m e l 3 5 ) 【6 7 l 。 c p 2 t i 【p ( o e d 3 1 2 2 4 一i b n 吣k s p h 。一c p 2 t i 兰p ( o e t ) 3 2 ，卟 6 8 众所周知，空恻位阻在很大程度上影响着羰基烯基化的结果。在四取代烯烃的制 备中，产率一直都比较低，即使用上面所述的缩硫酮一二茂钛体系，也存在同样的问题。 但用偕二卤化物进行类似的烯基化反应，可以部分地排除这一不足。由偕二卤化物形 成的有机金属化合物的结构尚不清楚，但根据偕二卤化物与烯烃的分子内反应生成关 坏易位产物的事实 6 8 1 ，有人提出在这类反应中首先形成二取代亚甲基二茂钛2 6 。利