有机合成化学王玉炉第三版第5章

1、第第 5 章章 有机合成试剂有机合成试剂 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇 有机合成试剂包括元素有机试剂、金属有机试剂、过渡金属有机试剂以及稀土金属有机试剂等。它们具有许多特殊的反应性能，对它们的研究、开发和利用是当代有机合成的一个重要特征。它们改变了传统的有机合成面貌，促进了有机合成化学理论和实践的发展，也正是它们开发了有机合成化学的一些新反应和新方法。它们在有机合成中占有重要地位。有机合成试剂包含的范围广泛，内容丰富，决非本章所能叙述得了的。这里只介绍镁、锂、铜、硼、磷、硅等几种元素的原子和碳原子直接相连所形成的有机化合物，其中以有机镁化合物应用较为普遍。 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1

2、有机镁试剂有机镁试剂 有机镁化合物是金属有机化合物中最重要的一类化合物，在有机合成上是非常重要的一类试剂。在Grignard试剂分子中，镁原子以共价键同碳原子相连。由于成键电子对移向电负性较大的碳原子，所以Grignard试剂中的烃基是一种高活性的亲核试剂，能发生加成、偶合和取代等反应。由于Grignard试剂在合成中的重要作用，试剂的发明者格林尼亚（Grignard）获1912年的诺贝尔化学奖。 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.1 Grignard试剂的制备和结构试剂的制备和结构 5.1 有机镁试剂有机镁试剂1. 用卤代烃制用卤代烃制Grignard试剂试剂 RXEt2ORMgX无水或四

3、氢呋喃+ MgClBrMgClBrMg+Et2O当当R为烷基、卤代活泼芳烃时，用无水乙醚作溶剂。为烷基、卤代活泼芳烃时，用无水乙醚作溶剂。 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.1 Grignard试剂试剂的制备和结构 5.1 有机镁试剂有机镁试剂 当R为CH2=CH-,CH2=CH-CH2-和卤代不活泼芳烃时，不用无水乙醚作溶剂而是用四氢呋喃作溶剂，因为：CH=CHBrMgCH2=CHMgBrCH2=CH2无水Et2O+无水四氢呋喃+HC CH歧化反应HCH=CHMgBrHCH2=CH-CH2BrMgCH2=CH-CH2MgBr无水四氢呋喃无水Et2OCH2=CH-CH2-CH2-CH=CH2

4、偶合反应CH2=CH-CH2MgBr+ClMgClMgEt2O+无水四氢呋喃无水主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.1 Grignard试剂的制备和结构试剂的制备和结构 5.1 有机镁试剂有机镁试剂用四氢呋喃作溶剂可避免歧化反应和偶联反应的发生，因为四氢呋用四氢呋喃作溶剂可避免歧化反应和偶联反应的发生，因为四氢呋喃可与生成的喃可与生成的Grignard试剂结合使得过渡状态的生成受到抑制：试剂结合使得过渡状态的生成受到抑制： CH2=CH-MgBrCH2=CH-MgBrSSCCHHXR过渡状态溶剂与格氏试剂结合主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.1 Grignard试剂的制备和结构试剂的制备和结

5、构 5.1 有机镁试剂有机镁试剂2. 用金属化法制用金属化法制Grignard试剂试剂当采用链状单取代末端炔烃或含有活泼氢的其他化合物时，用金属化法制备当采用链状单取代末端炔烃或含有活泼氢的其他化合物时，用金属化法制备Grignard试剂。试剂。RHRMgXEt2ORMgXRH+这里这里R的电负性大于的电负性大于R时时 ，才能向生成物的方向进行。例如：，才能向生成物的方向进行。例如：CHRCC2H5MgXRCCMgX+Et2OC2H6HCC2H5MgXEt2OMgX+ C2H6NHCH3MgXEt2OMgXCH4N+ROHRMgXEt2OROMgXRH+主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.1

6、Grignard试剂的制备和结构试剂的制备和结构 5.1 有机镁试剂有机镁试剂关于关于Grignard试剂的结构，一直有许多争论。目前认为在乙醚溶液中，可能以几试剂的结构，一直有许多争论。目前认为在乙醚溶液中，可能以几种组分的某种平衡体系而存在。种组分的某种平衡体系而存在。RX M gEt2ORRM gOEt2OEt2M gOEt2OEt2XX+RRMgOEt2OEt2MgOEt2OEt2XX+主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.2 Grignard试剂的反应试剂的反应5.1 有机镁试剂有机镁试剂1Grignard试剂与羰基化合物的加成反试剂与羰基化合物的加成反应应在合成上，在合成上，Grig

7、nard试剂主要用于同羰基化合物反应以制备醇。试剂主要用于同羰基化合物反应以制备醇。Grignard试剂同试剂同醛或酮的反应称为醛或酮的反应称为格氏反应格氏反应。反应结果，甲醛得伯醇，其他醛得仲醇，酮得叔醇。反应结果，甲醛得伯醇，其他醛得仲醇，酮得叔醇。 MgClEt2OCH2OMgClH3OCH2OHHHOC+69%(CH3)2CHMgBrOCH3CHEt2O(CH3)2CHCHCH3OMgBrH3O(CH3)2CHCHCH3OH+54%C6H5MgBrH3OEt2O(C6H5)2CO(C6H5)3COMgBr(C6H5)3COH+91%主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.2 Grignar

8、d试剂的反应试剂的反应5.1 有机镁试剂有机镁试剂1Grignard试剂与羰基化合物的加成反试剂与羰基化合物的加成反应应Grignard试剂与试剂与，-不饱和醛作用一般主要生成不饱和醛作用一般主要生成1，2-加成产物。加成产物。 C2H5M gB rH OH3OC H3C H =C H C H O+CH3C H =C H C H C2H570%干 醚，-不饱和酮的结构不同可能生成不饱和酮的结构不同可能生成1，2-加成和加成和1，4-加成的混合物，也可能主加成的混合物，也可能主要生成要生成1，4-加成产物。加成产物。 C2H5MgBrCH3CHCH2C2H5CC2H5OHCH3H3O+ CH3C

9、H=CH1,4 -加成1,2 - 加成38%41%干醚COCH3C CH3OCH3CH2=CHCOC(CH3)3C2H5MgBrC6H5CHCH2COC(CH3)3C2H5H3O+1,4-加成 100%干醚C6H5CH=CH主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.2 Grignard试剂的反应5.1 有机镁试剂有机镁试剂Grignard试剂与，-不饱和酸酯作用主要生成1，4-加成产物。 C6H5MgBrOC2H5OOC2H5C6H5CH=CHC(C6H5)2CHCH2+干醚COH2O 在催化量的铜盐存在下，Grignard试剂与，-不饱和酮或酯反应，以良好的收率生成1，4-加成产物。 OOMgCl

10、CuCl,(CH3)2SCOOCH3CH3MgICOOCH3乙醚，Cu2I2主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.2 Grignard试剂的反应试剂的反应5.1 有机镁试剂有机镁试剂Grignard试剂与羧酸衍生物作用生成醇。试剂与羧酸衍生物作用生成醇。 CH3(CH2)3MgBrH C OC2H5OEt2OHCOMgBr(CH2)3CH3OC2H5Mg(Br)OC2H5+-H C (CH2)3CH3OCH3(CH2)3MgBrH3OCH3(CH2)3CH(CH2)3CH3OH85%CH3COC2H5OCCH3C6H5C6H5OMgBrH3OCCH3C6H5C6H5OH+乙醚75%2C6H5Mg

11、BrOCOC2H5OC2H5C2H5C2H5COMgBrH3O(C2H5)3COHC2H5+88%3C2H5MgBrOCOC2H5OC2H5C2H5C2H5COMgBrH3O(C2H5)3COHC2H5+88%3C2H5MgBr主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.2 Grignard试剂的反应试剂的反应5.1 有机镁试剂有机镁试剂与酰卤作用可使反应停留在生成酮的一步与酰卤作用可使反应停留在生成酮的一步 RCOClROMgXCClH2ORCORMgXR+RGrignard试剂与二氧化碳作用生成羧酸试剂与二氧化碳作用生成羧酸 (CH3)3CMgClOOC(CH3)3CCOMgClH2O(CH3)3

12、CCOOHO+干冰69%70%Grignard试剂与腈作用也生成酮试剂与腈作用也生成酮 RCNCH2OMg(OH)XRCH2OHXRCNH4XRRMgXR+酰亚胺_NHORRNMgX主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.2 Grignard试剂的反应试剂的反应5.1 有机镁试剂有机镁试剂亚胺水解生成羰基化合物具有普遍意义亚胺水解生成羰基化合物具有普遍意义 CH3MgXCNH2OHX+COCH352%59%主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.2 Grignard试剂的反应试剂的反应5.1 有机镁试剂有机镁试剂Grignard试剂与环氧乙烷作用生成伯醇，碳链增加两个碳原子试剂与环氧乙烷作用生成伯醇，

13、碳链增加两个碳原子 2 2GrignardGrignard试剂与环氧化合物的反应试剂与环氧化合物的反应C6H5MgBrCH2H2CO+干醚C6H5CH2CH2OMgBrH3OC6H5CH2CH2OHC4H9MgBrCH2H2CO+干醚C4H9CH2CH2OMgBrH3OCH3(CH2)4CH2OH60%RMgXHCOCH2CH3CH3CHCH2+ORCH3CHCH2R O+(1)(2)RMgXHCOCH2CH3CH3CHCH2ROMgX+CH3CHCH2ROHRMgXO干醚RCH2CH2CH2OMgXRCH2CH2CH2OH+H3O主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.2 Grignard试剂的

14、反应试剂的反应5.1 有机镁试剂有机镁试剂 Grignard试剂与卤代烃作用是合成烃的重要方法，也是增长碳链的方法。试剂与卤代烃作用是合成烃的重要方法，也是增长碳链的方法。Grignard试剂与饱和一卤代烃作用制得的烃产率较低，但与烯丙基卤化物偶联试剂与饱和一卤代烃作用制得的烃产率较低，但与烯丙基卤化物偶联在室温下即可得到较高产率的末端烯烃。在室温下即可得到较高产率的末端烯烃。 3. Grignard试剂与卤代烃的偶联反应试剂与卤代烃的偶联反应MgBrCH2=CHCH2Br+Et2O室温CH2CH=CH270.5%+73%CH2=CHCH2M gBrCH2=CHCH2BrCH2=CHCH2CH

15、2CH=CH2n-C6H13MgBrFeCl3THF, 0 oCn-C6H13CH=CH2+83%BrCH=CH2MgBrCHBr3+CH2主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.1.2 Grignard试剂的反应试剂的反应5.1 有机镁试剂有机镁试剂3. Grignard试剂与卤代烃的偶联反应试剂与卤代烃的偶联反应MgBrCHBr3+CH2研究表明，该偶联反应可能是按卡宾历程进行的研究表明，该偶联反应可能是按卡宾历程进行的 R C H2M gB rC H B r3:C H B rR C H2B rM gB r2+RCH2M gBr:CHBrRCH2CH:M gBr2+RCH2CH:RCH=CH2CF

16、2Br2Et2O-70 oC+74%3CH3(CH2)3MgBrCH3(CH2)2CH=CH(CH2)3CH3RMgXEtOEtOCH OEt+RCH(OEt)2H2O/H-2EtOHRCHOMgXCHOCH(OEt)3+主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5. 2 有机锂试剂有机锂试剂 有机锂试剂广泛应用于有机合成，多用作碱和亲核试剂。有机锂试剂能和大多数亲电试剂反应，反应是发生夺氢反应还是对亲电试剂亲核进攻取决于有机锂试剂本身、亲电试剂及反应条件。由于有机锂试剂非常容易作为碱参与反应，所以在有机合成中的应用受到限制。有机锂试剂通常写为R-Li。 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.2.1 有机锂化合物

17、的制备有机锂化合物的制备5. 2 有机锂试剂有机锂试剂 1卤代烷与金属锂反应卤代烷与金属锂反应 C4H9Cl无水乙醚或己烷N2C4H9LiLiCl+2LiBr无水乙醚 , N2LiLiBr+2LiLiBrCH3Br干冰,CH3Li+N2, Et2O2Li主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.2.1 有机锂化合物的制备有机锂化合物的制备5. 2 有机锂试剂有机锂试剂 2卤化物和正丁基锂交换反应卤化物和正丁基锂交换反应 芳基卤、乙烯基卤化物与金属锂反应较难，因此，通常采用卤化物交换芳基卤、乙烯基卤化物与金属锂反应较难，因此，通常采用卤化物交换法来制备相应的锂有机化合物，产率很好。法来制备相应的锂有机化合

18、物，产率很好。 n-C4H9LiN2, 无水Et2OCH2=CHLin-C4H9X+CH2=CHXn-C4H9LiN2,无 水 Et2On-C4H9X+PhXPhLiX: Br, I, 不包 括Cl主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.2.1 有机锂化合物的制备有机锂化合物的制备5. 2 有机锂试剂有机锂试剂 3金属化反应（夺氢反应）金属化反应（夺氢反应） 由烃和由烃和n-C4H9Li作用，也可以制备有机锂化合物，烃中的氢原子被金属作用，也可以制备有机锂化合物，烃中的氢原子被金属锂取代，这叫金属化反应锂取代，这叫金属化反应 (CH3)3CC CHn-C4H9Li(CH3)3CC CLiHLin-C4

19、H9LiTMEDATHF+92%n-C4H9Li+N (M e)2N (M e)2(CH2)2THFC H2Lin-C4H10+H2C HNCH2LiPhHPhLi+THF+NCH2HCHHCHLiPhH+THFPhLi主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.2.2 有机锂化合物的特征反应有机锂化合物的特征反应 5. 2 有机锂试剂有机锂试剂 有机锂试剂常以聚集体形式存在，有明显的碳有机锂试剂常以聚集体形式存在，有明显的碳-锂共价键特征。锂共价键特征。有机锂化合物中有机锂化合物中C-Li+，碳上具有部分负电荷，作为亲核试剂，碳上具有部分负电荷，作为亲核试剂与与Grignard试剂类似，可以与极性双键、

20、卤代烃及活泼金属化合试剂类似，可以与极性双键、卤代烃及活泼金属化合物进行反应。许多有机锂试剂参与的反应在乙醚溶液中进行。为物进行反应。许多有机锂试剂参与的反应在乙醚溶液中进行。为避免碱性的有机锂试剂夺取溶剂乙醚中的氢，反应通常在低温（避免碱性的有机锂试剂夺取溶剂乙醚中的氢，反应通常在低温（-78 C）下进行。）下进行。 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5. 2 有机锂试剂有机锂试剂 1. 有机锂化合物与羰基化合物反应有机锂化合物与羰基化合物反应5.2.2 有机锂化合物的特征反应有机锂化合物的特征反应 Me2CHMgBr(Me2CH)2C=O无水Et2O(Me2CH)2CHOHMe2CHCCHMe2

21、O+65%35%(Me2CH)3C OHC2H5LiC2H5MgX83%OOHEtOH主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5. 2 有机锂试剂有机锂试剂 1. 有机锂化合物与羰基化合物反应5.2.2 有机锂化合物的特征反应 OHHCHOOHOMeOHHOHOMeOHn-C5H11LiH2OPhMgXPhLi1,4-1,2-Ph2CHCH2COPhPhCH=CHCPh2OHPhCH=CHCOPh主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5. 2 有机锂试剂有机锂试剂 2有机锂化合物和有机锂化合物和CO2、羧酸的反应、羧酸的反应5.2.2 有机锂化合物的特征反应有机锂化合物的特征反应 RLiOCO+COROLiRLiR

22、2CLiLiH /H2OR2C=OOO+稳 定 的 羧 基 阴 离 子2LiOHR Li R COO H-RH+R COOL iRL iCRR OLiOL iH2O /HCRR OR：饱和烃基或不饱和烃基：饱和烃基或不饱和烃基 R：脂肪基、脂环基、芳香基、：脂肪基、脂环基、芳香基、 , -不饱和烃基不饱和烃基CO2HCO2LiMeOMeLiTHF, 0 CMeLiMe3SiClH3O+o主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5. 2 有机锂试剂有机锂试剂 3. 有机锂化合物和金属卤化物的反应有机锂化合物和金属卤化物的反应 5.2.2 有机锂化合物的特征反应有机锂化合物的特征反应 由于锂是电正性很高的金属

23、，因此，有机锂试剂可同某些电正性较低的由于锂是电正性很高的金属，因此，有机锂试剂可同某些电正性较低的金属卤化物在无水惰性溶剂里反应，以制备该金属的有机金属化合物。金属卤化物在无水惰性溶剂里反应，以制备该金属的有机金属化合物。 4RLi + SnCl4R4Sn + 4LiClN22RLi + CuIR2CuLi + LiIN2RLi + CuIRCu + LiIN22RLi + HgCl2R2Hg + 2LiClN22RLi + (PEt3)2PtBr2(PEt3)2PtR2 + 2LiBrN2主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5. 2 有机锂试剂有机锂试剂 4有机锂化合物与吡啶和三级酰胺的反应有机锂

24、化合物与吡啶和三级酰胺的反应5.2.2 有机锂化合物的特征反应有机锂化合物的特征反应 NNLiPhLi(RLi)Et2O , 0 oCPhHO2或硝基苯NPh80%CH3(CH2)9Li + HCONMe2CH3(CH2)9CHO60%H3COLiOCH3H3COCHOOCH362%+ HCONMe2CH3(CH2)9Li + CH3CONMe2CH3(CH2)9COCH388%主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5. 2 有机锂试剂有机锂试剂 5. 炔基锂和烯基锂的反应炔基锂和烯基锂的反应 5.2.2 有机锂化合物的特征反应有机锂化合物的特征反应 n-C4H9CCHn-C4H9LiHMPT/C6H1

25、4n-C4H9CCLin-C5H11ClHMPT, 0 oCn-C4H9CCC5H11-nHCCLi H2NCH2CH2NH2 + n-C4H9BrDMSOn-C4H9C CH88%(CH3)3CC CHn-C4H9LiI2(CH3)3CC CCH2CH(CH3)293%(CH3)2CHCH23B(CH3)3CC CLiMeBrMeMeLiMeMeEMen-BuLiE+MeMeBrMeMeLiMeMeEn-BuLiE+主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.3 有机铜试剂 铜的有机化合物作为有机合成中的重要试剂是上世纪60年代后期发展起来的。它包括有机铜及锂的有机铜两类化合物。有机铜锂试剂一般表示为R

26、2CuLi，这些试剂比著名的有机铜（I）试剂更稳定，而且更活泼。R2CuLi是一种双金属络合物，由于它的溶解性好，活性高，选择性好是有机铜试剂中在有机合成上最常用的有机合成试剂。 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.3 有机铜试剂有机铜试剂 5.3.1 有机铜试剂的制备有机铜试剂的制备 RLi + CuIN2, Et2ORCu + LiI2RLi + CuIN2, Et2OR2CuLi + LiIR: 芳基、烯基、伯烷基等CH3Li + CuIEt2OCH3CuCH3LiLi(CH3)2Cu2(CH3)3CLi + CuI(C4H9)3PEt2OLi(CH3)3C2CuP(C4H9)3主讲人：刘环

27、宇主讲人：刘环宇5.3 有机铜试剂有机铜试剂 5.3.2 有机铜试剂的反应有机铜试剂的反应1 1与与，-不饱和酮的共轭加成反应不饱和酮的共轭加成反应 有机铜锂试剂最有用的反应之一是它们对有机铜锂试剂最有用的反应之一是它们对，-不饱和酮进行共轭加成，生成对不饱和酮进行共轭加成，生成对应的饱和酮的应的饱和酮的-衍生物，而在这些条件下，非共轭酮的羰基并不发生反应。它提供衍生物，而在这些条件下，非共轭酮的羰基并不发生反应。它提供了在有机合成中向了在有机合成中向，-不饱和酮化合物的不饱和酮化合物的-位导入烷基、芳基、烯基、烯丙基、苄位导入烷基、芳基、烯基、烯丙基、苄基的重要方法，并已成为标准的、专一性的

28、、收率高的合成方法。其反应可能经过基的重要方法，并已成为标准的、专一性的、收率高的合成方法。其反应可能经过烯醇负离子中间体过程，表示如下烯醇负离子中间体过程，表示如下 R +C C C OR C C CH2OR: 烷基、芳基、烯基、烯丙基、苄基R C C C OHR CHC C OLi RCuOCu RLi主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.3 有机铜试剂有机铜试剂 5.3.2 有机铜试剂的反应有机铜试剂的反应1 1与与，-不饱和酮的共轭加成反应不饱和酮的共轭加成反应 + Me2CuLiMe2CHCH2COCH394%COHCHCH3CCH3M e2C=CHCOCH3 + (CH2=CH)2CuL

29、iEt2O72%H2OCH2=CHC(CH3)2CH2COCH3OCH3+ Me2CuLiOCH3H3C98%O + Me2CuLiOH3C97%H+CHCOCH3t-BuCH2COCH3CH3t-BuHMe2CuLi这一共轭加成对于具有位阻的化合物更为适用这一共轭加成对于具有位阻的化合物更为适用 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.3 有机铜试剂有机铜试剂 5.3.2 有机铜试剂的反应有机铜试剂的反应1 1与与，-不饱和酮的共轭加成反应不饱和酮的共轭加成反应对于多环体系的化合物，有机铜锂试剂的对于多环体系的化合物，有机铜锂试剂的1，4-加成反应是立体定向的，加成反应是立体定向的，利用这一性质可进

30、行许多天然产物的立体选择合成。利用这一性质可进行许多天然产物的立体选择合成。 OOCOCH3CH3HMe2CuLi0 oCOOCOCH3CH3HH3C乙醚,O(CH2)4CO CH3+ (CH2=C H )2 CuLiO(CH2)4CO CH3CH =CH2M e2CuLiCH3OR2NOCH3OR2NOCH3主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.3 有机铜试剂有机铜试剂 5.3.2 有机铜试剂的反应有机铜试剂的反应1 1与与，-不饱和酮的共轭加成反应不饱和酮的共轭加成反应 由于二烃基铜锂中的烃基可以是烷基由于二烃基铜锂中的烃基可以是烷基 、烯基、烯丙基和苄基、芳基等，反应物中带有、烯基、烯丙基和苄

31、基、芳基等，反应物中带有 CO 、 COOH、 COOR、 CONR2基团时不受影响，故在合成中应用很广。基团时不受影响，故在合成中应用很广。 关于有机基团从有机铜锂转移到共轭酮上的机理还不够清楚。但该试剂在与烯酮的反应中，关于有机基团从有机铜锂转移到共轭酮上的机理还不够清楚。但该试剂在与烯酮的反应中，R2CuLi中的中的R基发生转移，构型保持不变。基发生转移，构型保持不变。 “通常通常”的有机铜锂对的有机铜锂对，-不饱和醛的共轭加成在合成中是没用的。因为在发生共轭加成不饱和醛的共轭加成在合成中是没用的。因为在发生共轭加成的同时，还有在羰基上反应的产物生成。然而，使用络合物的同时，还有在羰基上

32、反应的产物生成。然而，使用络合物Me5Cu3Li2则能使这种共轭加成反则能使这种共轭加成反应很有效。这种复合物是通过将适量的甲基锂加入到碘化亚铜的乙醚悬浮液中形成的。它能将应很有效。这种复合物是通过将适量的甲基锂加入到碘化亚铜的乙醚悬浮液中形成的。它能将，-不饱和醛有效地转化成不饱和醛有效地转化成-甲基醛。与甲基醛。与Me2CuLi不同，几乎没有进攻羰基的产物生成，甚不同，几乎没有进攻羰基的产物生成，甚至共轭加成能形成季碳原子。例如环己叉基衍生物以至共轭加成能形成季碳原子。例如环己叉基衍生物以90的产率转化成的产率转化成-甲基醛，因为该产物甲基醛，因为该产物脱羰基化后能形成许多天然产物中存在的

33、偕二甲基结构，所以是有用的合成中间体。脱羰基化后能形成许多天然产物中存在的偕二甲基结构，所以是有用的合成中间体。 CH OM e5Cu3Li2乙 醚CH OCH3(1,4-加 成 )-CO偕 二 甲 基 环 己 基主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.3 有机铜试剂有机铜试剂 5.3.2 有机铜试剂的反应有机铜试剂的反应2 2与酰卤的作用与酰卤的作用 二烃基铜锂与酰卤反应生成酮。但它不是一种加成二烃基铜锂与酰卤反应生成酮。但它不是一种加成-消去反应历程，而直接与酰卤消去反应历程，而直接与酰卤的活泼卤素发生置换反应，酰卤分子中含有氰基、羧基、烷氧基、卤素等基团均无的活泼卤素发生置换反应，酰卤分子中含有

34、氰基、羧基、烷氧基、卤素等基团均无影响，这是铜试剂的又一特点。影响，这是铜试剂的又一特点。 MeO2CClOMeO2CBuOBu2CuLiEt2O, -78 CoCH3(CH2)4CO(CH2)4COCl + Me2CuLi-78 oC15minCH3(CH2)4CO(CH2)4COCH395%主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.3 有机铜试剂有机铜试剂 5.3.2 有机铜试剂的反应有机铜试剂的反应3 3与环氧化合物反应与环氧化合物反应OCOOCH3COOCH3+ Me2CHCH22CuLiMe2CHCH2CH2COHCOOCH3COOCH3+ Me2CuLi+85%15%OOHOHMeOHOHO

35、HMeOBnOMeCH2OHOHBnOMeOHMeOHBnOOHMe95%Me2CuLi, -20 oC醚90%醚， CuI, -20oCCH2=CHMgBr主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.3 有机铜试剂有机铜试剂 5.3.2 有机铜试剂的反应有机铜试剂的反应4 4与卤代烃反应与卤代烃反应 与有机镁化合物类似，有机铜化合物亦可与卤代烃反应，且具有以下优点：其一，与有机镁化合物类似，有机铜化合物亦可与卤代烃反应，且具有以下优点：其一，有机铜化合物与烯丙基卤化物、乙烯基卤化物均能顺利反应；其二，无论是顺反异有机铜化合物与烯丙基卤化物、乙烯基卤化物均能顺利反应；其二，无论是顺反异构的乙烯基卤化物与有

36、机铜试剂反应，还是顺反异构的有机铜试剂与卤代烃反应，构的乙烯基卤化物与有机铜试剂反应，还是顺反异构的有机铜试剂与卤代烃反应，均可优先得到双键构型保持不变的产物。均可优先得到双键构型保持不变的产物。 C6H5CH=CHBr + (C6H5)2CuLi0 oCC CC6H5HHC6H5+顺式反式1 仲仲 叔叔。因此选择适当的三烃基硼进行羰基化，可优先生成伯烃基酮。因此选择适当的三烃基硼进行羰基化，可优先生成伯烃基酮。 n-C4H9COH2O2, OHCO()2BCH2CH2CH2CH372%(CH3)2CHC(CH3)22B(CH2)3CO2C2H5(CH3)2CHC(CH3)2C(CH2)3CO

37、2C2H584%OCOH2O2, OH(CH3)2CHC(CH3)2BH2 +BC(CH3)2CH(CH3)2CO, H2OH2O2, OHO主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.5 有机硼试剂有机硼试剂5.5.2 硼烷的反应硼烷的反应 4. 4. 共轭加成反应共轭加成反应有机硼烷在氧存在下很容易与许多有机硼烷在氧存在下很容易与许多，-不饱和羰基化合物发生不饱和羰基化合物发生1 1，4-4-加成反应，加成反应，在在-位发生烷基化。位发生烷基化。-位即使有取代基产率也好。位即使有取代基产率也好。 R3B +OO2ORR3B +O2OROR3B +O2ROHOR3B +HBrOO2RCHOBrR3B +

38、OO2ORR3B +OEtOO2R3B +CNO2主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.5 有机硼试剂有机硼试剂5.5.2 硼烷的反应硼烷的反应 4. 4. 共轭加成反应共轭加成反应R3B引发剂RCH2=CHCORRCH2CH=C OR.R3BRCH2CH=C OBR2RH2ORCH2CH2CORBHCH2=CHCOCH3ROH(CH2)6COCH3ROBH+RCO2HH2O2OHCH3(CH2)5COCH3CH2(CH2)5COCH3OHHBCH3CH3(CH3)2CHC(CH3)2BCH3CH3+(CH3)2C=C(CH3)2(CH3)2CHC(CH3)2CH2CH2COCH3CH2=CHCOC

39、H3主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.5 有机硼试剂有机硼试剂5.5.2 硼烷的反应硼烷的反应 5 5偶联反应偶联反应 末端炔烃与位阻较大的硼烷加成，然后在末端炔烃与位阻较大的硼烷加成，然后在I2NaOH作用下发生亲核重排和偶联作用下发生亲核重排和偶联反应得到顺式烯烃反应得到顺式烯烃 C CHC4H9B(C5H11)2C4H9C4H9C5H11(C5H11)2BHI2-NaOH(Z)-99%B(C5H11)2C4H9I2-NaOHIC4H9BC5H11C5H11XIC5H11C4H9HHBC4H9C5H11反 式 消 去BH2Cl + RC CH(RCH=CH )2BClC CRRHHHHC C

40、I2 NaOH(CH3)2CHC(CH3)2BH2ClC C(CH2)3CH3C(CH2)2CH3(CH3)2CHC(CH3)2BC CC CHHHCl(CH2)3CH3(CH2)2CH3HCC CC CHHHH(CH2)3CH3CH3(CH2)2CH3ONaCH3COOH主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.5 有机硼试剂有机硼试剂5.5.2 硼烷的反应硼烷的反应 6 6异构化反应异构化反应 在较高温度下，有机硼烷会发生异构化，硼原子倾向于迁移到分子中空间阻碍在较高温度下，有机硼烷会发生异构化，硼原子倾向于迁移到分子中空间阻碍较小的位置。较小的位置。 HBB+BH2O2NaOHOHOH+50%50

41、%100200 oCH2O2NaOH95%BOHC C CRBC C CRBHC C CRBC C CRBBHR C C C主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.5 有机硼试剂有机硼试剂5.5.2 硼烷的反应硼烷的反应 7 7置换反应置换反应当活性相近或活性更高的烯烃存在时，烃基硼烷中的烃基可以部分地或全部地被置换。当活性相近或活性更高的烯烃存在时，烃基硼烷中的烃基可以部分地或全部地被置换。 RCH2CH2BRCH=CH2RCH2CH2 + RCH=CH2BHBRCH=CH2HBB异构化+ RCH2CH2RCH=CH2BB主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂 硅有机化合物最初仅作为醇的保护

42、基团而引入到有机合成中，随着有机硅化学的迅速发展，有机硅化合物作为合成试剂已普遍受到重视，许多硅有机化合物如芳基硅烷、乙烯基硅烷等具有多种反应性能，能够发生多种类型的反应，广泛用于有机合成。 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.1 有机硅化合物的结构特征有机硅化合物的结构特征硅原子的电子结构为硅原子的电子结构为3s3s2 23p3p2 23d3d0 0, ,它的它的3p3p轨道能量较高，不能与碳的轨道能量较高，不能与碳的2p2p轨道有效重叠。轨道有效重叠。因此，含因此，含Si-CSi-C键的化合物均不稳定。由于硅原子具有键的化合物均不稳定。由于硅原子具有3d3d空轨

43、道，它可以形成配位空轨道，它可以形成配位键，例如键，例如SiFSiF6 62-2-。 从硅原子、碳原子与其他原子结合成键的相对强度来看从硅原子、碳原子与其他原子结合成键的相对强度来看Si-OSi-O及及Si-FSi-F比比C-OC-O及及C-F C-F 键强，而键强，而Si-CSi-C及及Si-HSi-H比比C-CC-C及及C-HC-H键弱，这就可以引起许多热力学有利的反应。键弱，这就可以引起许多热力学有利的反应。 Si-O (键能：370450KJ/mol)C-O (键能：350360KJ/mol)Si-F (键能：540570KJ/mol)C-F (键能：440450KJ/mol)Si-C

44、 (键能：230320KJ/mol)C-C (键能：348KJ/mol)Si-H (键能：290320KJ/mol)C-H (键能：414KJ/mol)主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.1 有机硅化合物的结构特征有机硅化合物的结构特征 由于由于Si+-C-及及Si+-O-都是极性键，硅原子易被亲核试剂进攻，因都是极性键，硅原子易被亲核试剂进攻，因 此，此，Si-C及及Si-O易发生异裂，使含硅基团甚易离去，发生多种形式的消去反易发生异裂，使含硅基团甚易离去，发生多种形式的消去反 应及取代反应。应及取代反应。Nu: + SiNuSiCCNu: + SiORNuSi+

45、OR 硅原子具有硅原子具有3d空轨道，它可与相邻的空轨道，它可与相邻的-碳负离子形成碳负离子形成d-共轭，使碳负离子共轭，使碳负离子 稳定，从而使得硅原子或碳原子上能发生多种类型的烃化反应，酯化反应和稳定，从而使得硅原子或碳原子上能发生多种类型的烃化反应，酯化反应和 缩合反应等。缩合反应等。 主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.1 有机硅化合物的结构特征有机硅化合物的结构特征 硅原子的另一特性是它形成的硅原子的另一特性是它形成的Si-CSi-C键可以稳定相邻的碳正离子，这一现象与键可以稳定相邻的碳正离子，这一现象与 C-HC-H键的超共轭效应相似。显然可见，键的超共

46、轭效应相似。显然可见，-硅基取代的卤代烃易发生硅基取代的卤代烃易发生S SN N1 1反反 应，烯基硅烷易发生亲电加成反应，硅基芳烃易发生亲电取代反应。这都是应，烯基硅烷易发生亲电加成反应，硅基芳烃易发生亲电取代反应。这都是 硅基稳定了反应中间体硅基稳定了反应中间体碳正离子的缘故。碳正离子的缘故。SiC C 类似于 HCCMe3SiCH2CH2XSN1Me3SiCH2CH2Me3SiEEMe3SiMe3SiEEMe3SiSiMe3XSiMe3X主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.2 芳基硅烷芳基硅烷 1 1芳基硅烷的制备芳基硅烷的制备Ar XMg或2Li或n-C4H

47、9LiMe3SiClArSiMe3Ar Mn-C4H9LiAr HMe3SiCl2NaMe3SiSiMe3+ MY-Me3SiYMe3SiM+ArXArSiMe3+ MXMY=MeLi, MeONa, MeOKC6H5Br + (Me3Si)3AlNi(PPh3)2Cl2C6H5SiMe381%(CH2)nC CHCCH+CCSiMe3RSiMe3R(CH2)n65%90%(C5H5)2Co(CO)2主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.2 芳基硅烷芳基硅烷 2 2芳基硅烷的亲电取代反应芳基硅烷的亲电取代反应ArSiR3 + E XArE + XSiR3SiMe3+E

48、+Me3SiEXE+Me3SiX(3).SiR3E+SiR3EXE+SiR3HHHX.(4)COOHSiMe3COOHBrBr2MeSiMe3PhCOClAlCl3MeCOPh主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.2 芳基硅烷芳基硅烷 2 2芳基硅烷的亲电取代反应芳基硅烷的亲电取代反应SiMe3Me3SiHNO3/Ac2ONO2Me3SiNH2Me3SiNHAcMe3SiIClNO2INH2INHAcIMe3SiCCSiMe3HCCCCH+ClSO3SiMe3H2ONO2HO3SClSO3SiMe3H2ONHAcHO3SICl主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅

49、试剂有机硅试剂5.6.2 芳基硅烷芳基硅烷 2 2芳基硅烷的亲电取代反应芳基硅烷的亲电取代反应OMeSiMe3PhCOClAlCl3Br2AcOH/H2OOMeCOPhOMeSiMe3Br(5)OMeSiMe3低温硝化或用Cu(NO3)2OMeSiMe3NO2SiMe3+ N2ArSiMe3N2ArAr SiMe3+ HXMe3SiX + ArHX: CnF2n-1SO3, CnF2n-1CO2, F2P(O)OCONEt2SiMe3OCOCF3(6)CH3CNCONEt2MeONaOCONEt2OMe41%CONEt2O63%Bu4N F主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试

50、剂5.6.3 乙烯基硅烷乙烯基硅烷1 1乙烯基硅烷的制备乙烯基硅烷的制备1）由末端炔烃制备）由末端炔烃制备RCCHRCCSiMe3Me3SiHH2PtCl6H2/Pd或(C6H11)2BHHOAcC CCCRRHHHHSiMe3SiMe3E型Z型hvn-C4H9Li Me3SiCl主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.3 乙烯基硅烷乙烯基硅烷1 1乙烯基硅烷的制备乙烯基硅烷的制备2）由炔基硅烷制备）由炔基硅烷制备RC CSiMe3HAl(Bu-i)2R3N/C6H14HAl(Bu-i)2C CRHSiMe3Al(Bu-i)2H2OMeLiR2XCCRHSiMe3HCC

51、RHSiMe3R2C CRHSiMe3Al(Bu-i)2H2OMeLiR2XCCRHSiMe3HCCRHSiMe3R2C6H14主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.3 乙烯基硅烷乙烯基硅烷1 1乙烯基硅烷的制备乙烯基硅烷的制备3）由炔基锂制备）由炔基锂制备C CRRR2BSiMe3I2NaOHCICRRSiMe3RRBI-CCRIBRRRSiM e3IC CRRRSiMe3+ RBI2主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.3 乙烯基硅烷乙烯基硅烷2 2乙烯基硅烷的反应乙烯基硅烷的反应1 1）亲电取代反应）亲电取代反应SiM e3CH3COC

52、lAlCl3SiM e3H3COCH3OC CRRSiMe3ERRESiMe3RRRCH CSiMe3OSiMe3HX2PhSClRCH2CSiMe3ORCHC SiMe3OXRCH CSiMe3OSPhC CHPhHSiMe3DCl或DBrCH3CNC CHPhHDC CHPhHSiMe3DCl或DBrCH3CNC CHPhHD主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.3 乙烯基硅烷乙烯基硅烷2 2乙烯基硅烷的反应乙烯基硅烷的反应1 1）亲电取代反应）亲电取代反应CCHPhHSiMe3DHHSiMe3PhDPhDHHSiMe3CCHPhHDBr2/CH2Cl2, -78

53、BrCN/AlCl3CH2Cl2, 0 oC84%87%53%73%CH3ONa,CH3OHC CR1R2HSiMe3C CR1BrHR2C CR1R2HBr主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.3 乙烯基硅烷乙烯基硅烷2 2乙烯基硅烷的反应乙烯基硅烷的反应2 2）加成反应）加成反应SiMe3OHHOSiMe3SiMe3+OHSiMe39010:H2O2, OHHg(OAc)2NaBH4B2H6SPhSiMe3+ RMTMEDA0 oC, 1.5hRSiM e3PhS MRXRRRSiMe3PhS ROM: Li, MgX52%70%OM e3Si M e3SiClM

54、 e3SiO SiM e3PhSClM e3SiOSPhM e2CuLiH2/NiMe3SiOO64%PhCH2NMe3BrHBrDBu主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.3 乙烯基硅烷乙烯基硅烷2 2乙烯基硅烷的反应乙烯基硅烷的反应3）环加成反应）环加成反应+NO2Me3SiNO2HHSiMe394%M e3Si+COOCH3M e3SiCOOCH3+M e3SiCOOCH390377%Et3SiClSiMe3OHOSiEt3HHSiMe3CH3RON+SiM e3NOCH3RSiM e3HFNCH3ROHOHRH30%80%OHCH2I2Zn-CuOHCH3SO

55、2ClNEt3SiMe3SiMe3SiM e3Me3SiCCl2SiMe3ClClCsFClOPhPhOPhPhCl主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.3 乙烯基硅烷乙烯基硅烷2 2乙烯基硅烷的反应乙烯基硅烷的反应4）氧化反应）氧化反应 MCPBAOR2SiMe3RR1SiMe3R2RR1ROHSiMe3MCPBAOROHSiMe3Jones试剂OOR75%80%BF3R1R1R1OH2NHNTsNNHTsSiM e3MCPBA97%M e3SiOn-C4H9LiMe3SiClC CROHORR1R2R1R2LiAlH447%SiMe3OHH2SO4O96%Na2C

56、r2O7主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.4 烯醇硅醚烯醇硅醚 1 1烯醇硅醚的制备烯醇硅醚的制备1）由硅烷基酮制备）由硅烷基酮制备 (CH3)3SiCH2MgCl + (ClCH2C)2OO(CH3)3SiCH2CCH2ClOHgI2重排H2C=C CH2ClOSi(CH3)3(CH3)2CuLiH2C=CCH2CH3OSi(CH3)3H2C=CPhOSiPh3Ph3SiCPhOCH2N2CPhOSiPh3CH2N2Ph3SiCPhO+Ph3P=CH2CCH2PhPh3SiOPPh3+主讲人：刘环宇主讲人：刘环宇5.6 有机硅试剂有机硅试剂5.6.4 烯醇硅醚烯醇硅醚 1 1烯醇硅醚的制备烯醇硅醚的制备2）由氢化硅烷与酮反应制备）由氢化硅烷与酮反应制备CH3OPhSi(CH3)2HCo2(CO)8, NEt3Et3SiHNiCl2, NiSCH3OSi(CH3)2PhCH3OSi(CH3)2Ph+8%92%CH3OSiEt310%CH3OSiEt38