高等有机化学第五部分现代有机合成5-3碳碳键的形成.ppt

1、1,5-3 碳-碳键的形成(Formation of carbon-carbon bonds ),5-3-1 碳-碳单键的形成 5-3-2 碳-碳双键的形成 5-3-3 Diels-Alder反应,碳-碳键的形成在有机合成中的重要性是不言而喻的。,2,5-3-1 碳-碳单键的形成,一、活泼亚甲基的烷基化（pKa16，可以用RONa） 反应有时很难控制在一取代上，但可以到二取代上反应来合成一些化合物。,主要是负碳离子对羰基的加成，亲核取代。,3,二、1，3-二羰基化合物的-烷基化,在利用1，3-二羰基化合物进行合成时，有时反应发生在“外侧”的甲基或亚个基上，这通常是副反应。但如果创造条件则可以将

2、其用来选择性地合成一些化合物，办法之一就是使用较强的碱来产生双负离子。,4,diplodialid A的合成中使用了两次该方法：,5,三、酮的烷基化（-H酸性 pka 20-25）,反应的缺点单烷基化有时困难,6,第二个困难是很难控制羰基两侧的两个CH2哪个反应,解决的办法可以是引入活化基团到需烷基化的位置或引入一基团占据不需烷基化的位置，最后除去它们。,7,控制单烷基化：,8,定位法：,9,四、烯胺烷基化：,优点是：反应不用碱避免了醛或酮的自缩合；反应区域选择性比酮高（取代少的碳产物优势）,10,11,该反应还被用于不对称合成：,12,烯胺的共轭加成,13,五、羟醛缩合反应：,羟醛缩合反应指

3、一种醛与另一种醛（或酮）之间的缩合生成-羟基的羰基化合物。反应在合成上应用时有两个困难，一是反应得到各种自缩合和交叉缩合产物。而且是苏式和赤式都有。,14,目前已经发展出了许多定向羟醛缩合反应，这些方法大多数是将组份之一预先生成烯醇盐或烯醇醚，然后开始向另一组份反应。 例如：,15,烯醇锂和硼的应用为广泛，主要是它们的反应具有较高的非对映选择性。,例如：,16,六、烯丙基取代反应：,17,分子内反应也很容易进行,烯丙基醋酸酯是应用最多的一类化合物,18,七、烷基酮锂试剂,应用：,制备：,19,烯基铜锂试剂完全保留了烯烃卤化物的构型，因而在烯烃的立体选择性合成中被广泛应用。,应用,20,铜锂试剂

4、还是环氧的良好开环试剂,开环,21,铜锂试剂有较好的共轭加成选择性，而对孤立的羰基在相同条件下不发生反应。（格式试剂和锂试剂主要是1，2加成）,选择性,22,铜锂试剂也可以用锂试剂（或格式试剂）的加成反应中加入催化量的铜（I）来实现。如：,23,八、镍催化的偶联反应,24,但有时也有R-R和RR生成受到启发，发展起了镍催化的卤化物偶联反应。,25,5-3-2 碳-碳双键的形成,C=C形成在合成上具有重要意义不仅是许多有机化合物含双键。还因为生成的双键经氧化或还原可能是合成C-C键的更方便路线，尤其是在C-C键的立体选择性合成方面。,26,一、消除反应制C=C,通常是生成多取代的烯烃（Saytz

5、eff 规则），但季铵盐和锍盐则生成少取代的烯烃（Hofmann规则）。当有可能形成共轭双键时共轭双键优先。,-消除（离子型）：,27,-消除中，顺反机理都有。,热消除， 顺式机理：,28,如：,29,酯的热消除温度要求太高是其缺点，有些烯烃产物不稳定。而氧化胺（Cope反应）和磺原酸酯的消除温度要低得多，合成上应用较多（Chugaev反应）,磺原酸酯的消除,30,与氧化氮类似，亚砜化合物也容易发生热消除，反应也是顺式机理。如：,亚砜,31,由于亚砜容易由硫醚氧化得来，所以我们可以在分子中引入S原子（通常是羰基的位）然后氧化成亚砜，再由亚砜消除制得双键。如：,硫醚、亚砜、消除,32,如果硒亚砜

6、, 所得到的结果更好，因为反应可以在室温下进行，所以在有机合成应用很广。如：,硒亚砜,33,三、Wittig反应,最大的优点是产生的双键位置确定，反应条件温和。,34,例如：,这种胡萝卜素类似的多不饱和化合物用其它方法难以合成。,35,三烷基膦生产的叶立德由于太稳定，尤其是Ph3P=CCO2R等。反应非常慢。如果用亚磷酸则反应要快的多。（Wadsworth-Emmous反应）如：,Wadsworth-Emmous反应,36,这反应被用于大环内酯型的天然抗生素合成。如：,-不饱和的酮可以用-酮基膦酸酯制备。,-酮基膦酸酯,37,Wittig反应的立体化学控制不好。常得到cis和trans烯烃的混

7、合物。而Wadsworth-Emmous反应也类似。立体化学有时只有靠反应条件来控制。如体系中加入盐或改变溶剂的极性。,立体化学,38,Horner-Wittig反应（Wittig反应变种）用氧膦代替膦和亚磷酸酯。如：,Horner-Wittig反应,39,反应的立体选择性较高。该法的应用日益增多。如地中海果蝇的一种信息素的一个组份即用该法制得。,立体选择性,40,硅试剂的Wittig反应,（或硅叶立德反应）如：,41,硫叶立德的反应,42,砷叶立德的反应,以上这三类叶立德都是为了解决膦叶立德的活性不够的问题和立体选择性问题。,(黄耀曾教授的工作，反应是现场生成活泼叶立德。),43,四、由炔烃氢化制备C=C,我们在官能团转化一节里已经介绍过从CC氢化可以制C=C。 顺式： 顺式：,44,CC氢化,反式： 反式：,45,由炔键的加成反应制C=C,顺式加成： 顺式加成：,46,顺式加成：,47,5-3-3 Diels-Alder反应,亲双烯体上的吸电子取代基越多，活性越大，反应易进行；双烯体是越富电子越易进行。,48,特点：,反应一步生成两个碳-碳键；杂原子亲双烯体也能进行Diels-Alder反应。,49,举例：,例2：,例1:,50,Lewis酸可以催化Diels-Alder反应