羰基的亲核加成及相关反应.ppt

羰基的亲核加成及相关反应 羰基碳带部分正电荷易受亲核试剂的进攻 一些常见的与羰基加成的亲核试剂 负离子型 相应试剂 亲核试剂 分子型 亲核能力 较强 强 不强 羰基与负离子型亲核试剂加成的两种形式 不可逆型 强亲核试剂的加成 可逆型 一般亲核试剂的加成 亲核加成 亲核加成 不可逆 可逆 1 1醛酮与RMgX或RLi的加成 1o醇 2o醇 3o醇 一 醛酮羰基的亲核加成 1 2醛酮与炔化物的加成 进一步应用 a 炔基醇 cis 烯基醇 trans 烯基醇 a 羟基酮 a b 不饱和酮 醛酮与金属试剂加成的立体化学 Cram规则 Cram规则 羰基氧在S与M之间 试剂从S一边进攻 Small Medium Large 2 5 1 手性碳 位阻大 Cram的解释 主要产物 1 3醛酮与LiAlH4或NaBH4还原反应 1o醇 2o醇 机理 理论用量 LiAlH4 NaBH4 醛酮 1 4实际用量 过量 LiAlH4与NaBH4的比较 例 有两个可被还原基团 只还原酮羰基 两个基团均可被还原 LiAlH4和NaBH4还原羰基的立体选择性 位阻较小 位阻较大 位阻较大 位阻较小 1 4醛酮与与NaCN的加成 机理 a 羟基腈 合成上进一步应用 Strecker反应 a 氨基腈 a 羟基酸 a b 不饱和酸 a 氨基酸 Strecker反应机理 亚胺正离子 1 5与NaHSO3加成 醛 芳香醛 脂肪醛 脂肪族甲基酮 应用 醛或甲基酮的分析 纯化 反应可逆 NaHSO3的亲核性 白色结晶物 酸处理 1 6醛酮与H2O加成 偕二醇 例 不能分离含量与羰基亲电性有关 给电子基位阻 一些稳定的偕二醇 水合羰基化合物 举例 水合三氯乙醛 水合醛的脱水 吸电子基 吸电子基 缩醛 酮 半缩醛 酮 1 7醛酮与醇的加成 缩醛 酮 的形成 不断除去 例1 生成缩醛 酮 环状缩醛 酮 较易生成 一般不稳定 碱性和中性中稳定 例2 环状半缩醛 酮 环状半缩醛酮 吡喃葡萄糖 99 银镜反应 环状半缩醛 酮 较稳定 易生成环状半缩醛仍有醛的特性 缩醛 酮 的形成机理 半缩醛 酮 缩醛 酮 提示 逆向为缩醛 酮 的水解机理 亲电性增强 制备缩醛 酮 的其它方法 交换法 交换酮 蒸馏除去 原甲酸三甲酯 丙酮缩二乙醇 缩醛 酮 在合成上的应用 i 用于保护羰基 例1 分析 分子内羰基将参与反应 应先保护 合成 醚键 碱性条件下稳定 缩酮水解 除去保护 例2 副反应 保护羰基 避免副反应发生 消除反应 Favorski重排 机理 Favorski重排机理 例3 Stork等 全合成Aspidospermime的中间体 保护的作用 1 避免羰基还原2 避免NH3共轭加成 保护羰基 去除保护 ii 用于保护邻二醇 例 合成多元醇单酯 保护邻二醇 直接酯化难控制酯化位置酯化数量 去保护 缩硫酮的制备及应用 应用 保护羰基 缩硫酮较易制备 但较难除去 应用受到限制 还原成亚甲基 缩硫酮 除去方法 共沸或用干燥剂 1 8醛酮与胺类化合物的缩合 i 与伯胺的缩合 例 醛较活泼 易反应 亚胺 imine Schiff碱 与伯胺缩合成亚胺的机理 酸催化 使羰基亲电性增强 ii 与氨衍生物的缩合 羟胺 氨基脲 肟 oxime 缩氨脲 用于分析 腙类 hydrazone 2 4 二硝基苯腙 黄色固体 用于分析 2 4 二硝基苯肼 取代肼 hydrazine iii 与仲胺的缩合 例 醛较活泼 可用碱催化 a位有氢 烯胺 enamine 用共沸或用干燥剂除去 与仲胺缩合成烯胺的机理 酸催化 亚胺 肟 腙和烯胺类化合物在合成上的应用 通过还原制备胺类化合物 2o胺 1o胺 还原时被取代 烯胺 类似羰基 2oor3o胺 3o胺 通过加成制备胺类化合物 通过烯胺还原制备胺类化合物 肟类化合物的Beckmann重排 例 己内酰胺 Beckmann重排 nylon 6聚己内酰胺 Beckmann重排的立体化学 反式协同迁移 消除 迁移基团的构型保持不变 构型不变 Beckmann重排的机理 烷基向缺电子的N迁移 1 9羟醛缩合反应 Aldol缩合 醇醛缩合 例 醛或酮 b 羟基醛 酮 a b 不饱和醛 酮 醇 alcohol 醛 aldehyde 羟醛缩合 醇醛缩合 反应可逆 一些酮的反应不易脱水 需用辅助方法脱水 醛酮的自身羟醛缩合 同种醛酮之间的缩合 醛或对称酮 强碱有利于脱水成不饱和醛酮 例 醛酮的自身羟醛缩合 Soxhlet提取器 例 丙酮的缩合 不能直接脱水 bp 56oC bp 164oC 二丙酮醇 异丙叉丙酮 丙酮 羟醛缩合机理 交叉羟醛缩合 两种不同醛酮之间的羟醛缩合 无选择性的交叉羟醛缩合一般意义不大 多种产物 自身缩合产物 or 一些有意义的交叉羟醛缩合反应 醛 无a氢 醛酮 有a氢 查尔酮 分子内羟醛缩合 不能消除H2O 酸催化下的羟醛缩合反应