稳定化碳负离子的缩合反应PPT课件

1、4.1 4.1 羟醛缩合反应羟醛缩合反应 羟醛加成，四种可能的立体异构体羟醛加成，四种可能的立体异构体 羟醛缩合反应羟醛缩合反应 2RCH2CORH+OH-RCH2COHRHCROR-H2ORCH2CRCROR第1页/共32页4.1.1 4.1.1 羟醛加成反应的区域选择性与化学选择性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亲核试剂与亲电试剂决定化学选择性择性 ) )交叉羟醛加成反应存在化学选择性（两组份谁是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

2、的哪一侧形成烯醇负离子）；立体选择性OPh+H3COHBaseOPhOPhOH第2页/共32页CH3CHO + CH2OOH(HOH2C)3C-CHOOH-CH2OC(CH2OH)4 + HCOO- 4.1.1.1 4.1.1.1 利用分子自身特点的区域与化学选择性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 羟醛加成反应是构建碳骨架的重要方法羟醛加成反应是构建碳骨架的重要方法 4.1.1.1.1 4.1.1.1.1 不含不含-氢羰基化合物的利用（甲醛、氢羰基化合物的利用（甲醛、芳香醛），它只能作为亲电体，反应简单化芳香醛），它只能作为亲电体，反应简单化 Claisen-Schm

3、idt-Claisen-Schmidt-芳香醛的羟醛缩合。芳香醛的羟醛缩合。（反式烯烃，（反式烯烃，Claisen-SchmidtClaisen-Schmidt）PhOHO+10% NaOHPhOPhOPh第3页/共32页 4.1.1.1.2 4.1.1.1.2 通过热力学控制进行选择性羟醛加成通过热力学控制进行选择性羟醛加成反应反应- -可逆反应的利用（平衡控制产物）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

4、，形成动力学控制产物（形代基多）；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成的最终产物双键上取代基）O+HOOC-CHOH3PO4OHOOCO+HOOC-CHOOH-OHOOC第4页/共32页 分子内的羟醛缩合有利于热力学控制产物，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五元环七元环四元环OOHbOObaOHOOmost第5页/共32页4.1.1.2 4.1.1.2 引导的羟醛反应：提前制备亲核试剂引导的羟醛反

5、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）（以烯醇盐、烯醇硅醚、亚胺负离子等形式存在）ROROMLnRR(1)RCHO(2)H2OROROHRMLn=Li, BRMLn=Li, BR2 2,SnX, TiX,SnX, TiX3 3, AlR, AlR2 2, MgX, ZnX, MgX, ZnX第6页/共32页4.1.1.2.1 4.1.1.2.1 使用预制的烯醇负离子的方法使用预制的烯醇负离子的方法OLDA, THF-78O- Li+(1)n-PrCHO(2) H3O+OHO第7页/共32页 4.1.1.2.2 4.1.1.2.2 使用烯氧基乙硼烷的方法使用烯氧基乙硼烷

6、的方法 OB(n-C3H7)3OB(n-C3H7)2n-C3H7(1) PhCHO(2) H2OOOHPhC4H9-n第8页/共32页4.1.1.2.3 Mukaiyama4.1.1.2.3 Mukaiyama反应：四氯化钛等反应：四氯化钛等lewislewis酸中催酸中催化烯醇硅醚对羰基化合物的亲核加成，生成羟醛加成化烯醇硅醚对羰基化合物的亲核加成，生成羟醛加成产物产物TMSOHRR+ORHacidROOHRR*CHO+OSiMe3TiCl4, CH2Cl2H2OOOH*-H2OO*第9页/共32页4.1.1.2.4 Morita-Baylis-Hillman4.1.1.2.4 Morita

7、-Baylis-Hillman反应：反应：，-不饱和化合物在叔胺或三烃基膦催化下与醛的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（催化剂对，-不饱和化合物的共轭加成形成烯不饱和化合物的共轭加成形成烯醇负离子醇负离子) )MeCHO +ODABCO20,10dayOHOHNN第10页/共32页4.1.1.3 4.1.1.3 类羟醛缩合反应类羟醛缩合反应 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离子与醛酮的加成有时统称类羟醛反应RRMLnROHHORHRR+M= Al, B, Cr

8、, Si, Sn, Ti, ZrM= Al, B, Cr, Si, Sn, Ti, Zr第11页/共32页4.1.1.3.2 Henry反应：硝基化合物的类羟醛反应反应：硝基化合物的类羟醛反应 4.1.1.3.3 潜在的芳香体系潜在的芳香体系NO2R2HCNO2R2COH-RCHORORRNO2RHORRNO2OH-Me2COO-BHOHH+第12页/共32页4.1.3 4.1.3 烯醇负离子的其它缩合反应烯醇负离子的其它缩合反应 4.1.3.1 Robinson4.1.3.1 Robinson环合反应环合反应 是酮与是酮与，-烯酮在碱性条件下进行去质烯酮在碱性条件下进行去质子化子化-Mich

9、ael-Michael加成加成- -质子转移质子转移- -羟醛缩合羟醛缩合, ,最最终形成环己烯酮的反应终形成环己烯酮的反应HOOH-OOOO-H2OOOHOOOH-OOOOHH2OOH2O第13页/共32页 4.1.3.2 Mannich reactionMannich reaction 是含是含-氢的酮与醛氢的酮与醛( (通常是甲醛通常是甲醛) )和仲胺在酸性和仲胺在酸性条件下生成条件下生成-氨基酮的反应氨基酮的反应 MannichMannich碱常用做生成碱常用做生成，-烯酮烯酮: :与碱作用发生与碱作用发生-消除反应消除反应 Mannich碱碱 ROCH2R+CH2O+HNR2RORC

10、H2NR2acid第14页/共32页4.2 4.2 不同类羰基化合物间的缩合反应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的形式与另一个作为亲电试剂的羧酸衍生物的亲核加成加成- -消除反应消除反应, ,结果是烯醇负离子的酰基化结果是烯醇负离子的酰基化 4.2.1 4.2.1 醛、酮与酯及羧酸衍生物的缩合反应醛、酮与酯及羧酸衍生物的缩合反应OXRBaseOXRORYXORRYO-Y:XORROBaseXORROOOOEt+OOOEt-EtOOOOOHOOEtOEtO第15页/共

11、32页 4.2.2 4.2.2 羧酸衍生物与醛酮的缩合反应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、酮加预制的酯或酰胺烯醇负离子或烯醇硅醚与醛、酮加成，生成成，生成-羟基酯或酰胺羟基酯或酰胺OOEtLDA,THF-78OOEtOOHOEtOMeMeCOOEt(1) LDA(2) Me3SiClMeMeOEtOSiMe3PhOTiCl4PhOHCOOEt第16页/共32页 4.2.3 4.2.3 酯酯- -酯缩合反应酯缩合反应 4.2.3.1 4.2.3.1 分子之间的酯分子之间的酯- -酯缩合反应：酯缩合反应：ClaisenClaisen缩合缩合 自身的酯缩合自身的酯

12、缩合 , ,对不同酯之间的缩合反应对不同酯之间的缩合反应, ,产物复杂产物复杂, ,需要进行反应控制需要进行反应控制OOEt(1)baseOOEtO(2) H第17页/共32页 4.2.3.2 4.2.3.2 分子内的酯分子内的酯- -酯缩合反应酯缩合反应 DieckmannDieckmann缩合反应缩合反应, ,适用于适用于5,65,6元环的合成元环的合成 4.2.3.3 4.2.3.3 分子内的腈分子内的腈- -腈缩合腈缩合 Thorpe reaction(5,6Thorpe reaction(5,6元合成元合成) )CO2EtCO2EtCO2EtCO2EtCO2EtCO2EtOEtO2C

13、basebaseOOCO2EtEtO2COOCNCNbaseNHCNH2OOCN第18页/共32页4.3 4.3 烯烃合成法烯烃合成法:C=C:C=C的形成的形成 4.3.1 Wittig4.3.1 Wittig反应及相关反应反应及相关反应 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，荷，WittigWittig试剂的制备正是利用了这一点试剂的制备正是利用了这一点 4.3.1.1 Wittig4.3.1.1 Wittig反应反应 Ph3P + RCH2BrPh3P CH2RbasePh3P CHRPh3P CHRPh3P CHR+

14、RRORRCHR第19页/共32页 WittigWittig反应是合成烯烃最重要的方法，此法优点在于合成双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）构体的混合物）OOHArO+Ph3P(CH2)4COOHNaHMDSBenzene, -78HOCOOHOArOPh3P=CH2HO-H2O+OPh3P=CHOMeOMeH3O+CHO第20页/共32页 WittigWittig反应的立体化学取决于反应的立体化学取决于WittigWittig试剂和醛酮结构与反试剂和醛酮结构与反应

15、条件：非稳定化的应条件：非稳定化的WittigWittig试剂主要产生试剂主要产生-(z)-(z)-烯烃，稳定烯烃，稳定化的化的WittigWittig试剂主要产生试剂主要产生-(E)-(E)-烯烃烯烃 连接到负离子的是稳定负离子基团时（吸电子基团，连接到负离子的是稳定负离子基团时（吸电子基团，COOMe,COMe, CNCOOMe,COMe, CN），主要产生），主要产生-(E)-(E)-烯烃；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，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），主要产生烷基），主要产生z-z-烯烃烯烃 介于两者之间的为（介于两者之间的为（P

16、h,Ph,烯烃）烯烃）Ph3Pn-BuLi,DMF0.5h,20RCHO1hRPh3PCOOEtNaOEt, EtOH0.5h,20PhCHOPhCOOEtPhCOOEt+most第21页/共32页 HWEHWE反应：应用最广泛的反应：应用最广泛的WittigWittig反应，全名为反应，全名为Horner-Horner-Wadsworth-Emmons,Wadsworth-Emmons,该法使用膦酸酯取代鏻盐，制备膦酸该法使用膦酸酯取代鏻盐，制备膦酸酯酯-碳负离子和醛的反应。优点：活性高，副产物易处理碳负离子和醛的反应。优点：活性高，副产物易处理P:OC2H5C2H5OOC2H5+ BrCH

17、2COOC2H5P:OC2H5C2H5OOC2H5CH2COOC2H5-C2H5BrP:OC2H5C2H5OOCH2COOC2H5NaH-H2P:OC2H5C2H5OOCHCOOC2H5RCHOP ORHC2H5OOCHOC2H5OC2H5ORCOOEt+P:OC2H5C2H5OOONaP:OC2H5C2H5OOOOEt(1) NaH, THF(2) n-BuCHO,THFOOEt第22页/共32页 4.3.1.3 Horner-wittig4.3.1.3 Horner-wittig反应反应 使用膦氧化物代替鏻盐，用叔丁醇钾或叔丁醇锂去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、

18、酮反应质子，与醛、酮反应 4.3.1.4 4.3.1.4 砷叶立德砷叶立德 OPPh2(1)n-BuLi(2)P-MeOC6H4CHOOMeHOPh2POKOHDMSOOMeNH+NH+CrOOO-OCrOO-O(1)n-BuLi(2)RCO2MeOPPh2ORPDCNaBH4OPh2POHRNaHR第23页/共32页 4.3.2 Julia4.3.2 Julia烯烃合成法烯烃合成法 苯砜的苯砜的-碳负离子与醛、酮反应合成烯烃的方法碳负离子与醛、酮反应合成烯烃的方法 纳纳- -汞齐脱砜基消除为反应的最后一步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，原因为还原反应的

19、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消除反应的碳负离子中间体要有一个稳定的构象PhSOOCHR2n-BuLiPhSOOCR2RCORPhSOORRO- Li+RRAc2O-LiOAcPhSOORROAcRRNa-HgRRRROAcPhO2SHHRRNa-HgOAcHHRROAcRHHRRHHR第24页/共32页 JuliaJulia烯烃合成法的最近发展是用杂芳环取代基取烯烃合成法的最近发展是用杂芳环取代基取代经典的代经典的JuliaJulia方法中的苯环方法中的苯环 使反应变得更易进行，反应的立体选择性得到提高使反应变得更易进行，反应的立体选择

20、性得到提高SNSO2RRCHOSNSO2RRLiOSNSRROLiOOSNSRROOOLiRR+SNOLi+ SO2第25页/共32页 4.3.3 Peterson4.3.3 Peterson反应反应 通过硅基稳定的通过硅基稳定的-碳负离子对醛、酮加成碳负离子对醛、酮加成- -消除消除合成烯烃的方法合成烯烃的方法SiMe3COOMePhLi-PhHSiMe3COOMeLi+O+Li-OMe3SiCOOMe-Me3SiOLiCOOMe第26页/共32页 4.3.4 Tebbe4.3.4 Tebbe试剂试剂 由双环戊二烯基二氯化钛与三甲基铝反应制备由双环戊二烯基二氯化钛与三甲基铝反应制备 主要用途

21、是与羰基的反应，结果是亚甲基取代醛、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以催化烯烃复分解反应 TebbeTebbe反应优于反应优于WittigWittig表现在：当与可烯醇化的表现在：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活泼的羰基化合物也可顺利反应Cp2TiCl2 + AlMe3-HClCp2TiAlMe3ClCp2TiAlMe3Cl碱Cp2Ti=CH2R2COR2C=CH2第27页/共32页PhOMeOCp2TiCH2 Al3ClMe2