有机合成酸催化缩合与分子重排2015.4

1、 广义来说，缩合系指两个或两个以上分子经由失广义来说，缩合系指两个或两个以上分子经由失去某一简单分子去某一简单分子(如如H2O, HX, ROH, NH3, N2等等)形成形成较大的单一分子的反应。酸催化缩合反应包括较大的单一分子的反应。酸催化缩合反应包括芳烃、芳烃、烯烃、烯烃、醛、酮醛、酮和和醇醇等在催化剂无机酸（等在催化剂无机酸（B酸）或路易酸）或路易斯酸（斯酸（L酸）催化下，生成正离子并与亲核试剂作用，酸）催化下，生成正离子并与亲核试剂作用，从而生成碳从而生成碳-碳或碳碳或碳-氮等键的反应。氮等键的反应。本章重点掌握：本章重点掌握：醛、酮的醛、酮的酸酸催化缩合反应催化缩合反应(羟醛缩合羟

2、醛缩合)。提出背景：碱催化的缺点提出背景：碱催化的缺点1. 1. 自身缩合自身缩合 HCH3CHCH2CHOOHCH3CHCH2CHOOH2H3OCH3CH=CHCHO（一）羟醛缩合（一）羟醛缩合（Aldol）反应）反应H+促进形成烯醇式促进形成烯醇式 （亲核试剂）（亲核试剂）H+活化醛酮活化醛酮2. 交叉缩合交叉缩合 薛蒙伟，张敦林，刘光祥，李健薛蒙伟，张敦林，刘光祥，李健. 无溶剂无溶剂NH2SO3H 催化下微波促进催化下微波促进四氢吡喃四氢吡喃-4-酮与芳香醛的酮与芳香醛的Aldol 缩合反应缩合反应. 合成化学，合成化学，2013, 21（4）：）：485-4873，5-二亚苄基四氢吡

3、喃二亚苄基四氢吡喃-4-酮及其衍生物是用于制备一类杂环化酮及其衍生物是用于制备一类杂环化合物的前体，在医药工业研究方面有广泛的应用合物的前体，在医药工业研究方面有广泛的应用.X ArCHO+CH3NO2HOAc + NH4OAc100, 3h, 或70, overnightX ArCH=CH NO2ArCHOH2CCNX+NH4OAc36minCNArCH=CX88%97%X: CF3, MeO, F, Cl X: CN, CONH2 1.Kotrusz P, Kmentova I, Gotov B, et al. Chem Commun, 2002, 25102.李经纬，徐利文，夏春谷李经纬

4、，徐利文，夏春谷. 有机化学，有机化学，2004, 24（1）：）：23（二）烯胺的反应（二）烯胺的反应 问题的提出问题的提出：活泼亚甲基反应的不足：活泼亚甲基反应的不足- 碱性条件碱性条件含含-H-H的酮与环状仲胺在的酮与环状仲胺在酸性酸性催化剂（如催化剂（如TsOHTsOH）存在下）存在下 脱水而成。脱水而成。 甲苯回流带出水分。甲苯回流带出水分。 反应可逆！。反应可逆！。1 1、制备、制备O+NHOTsOHPhCH3NO72%-80%吗啉NO+H2O不对称酮主要生成取代基较少的烯胺不对称酮主要生成取代基较少的烯胺O+NHTsOHPhCH3N85%-90%烯胺作为中间体，和活泼碳负离子一样

5、，同属亲烯胺作为中间体，和活泼碳负离子一样，同属亲核试剂，可以发生核试剂，可以发生亲核取代亲核取代（烃基化；酰基化）、（烃基化；酰基化）、 亲核加成亲核加成（AldolAldol；MichaelMichael）. .2 2、烯胺在合成中的应用、烯胺在合成中的应用烯胺烯胺 法的优点：法的优点：反应不需使用强碱，大大减少缩合、歧化等副反反应不需使用强碱，大大减少缩合、歧化等副反应，提高了产率；反应完毕后，烯胺经水解可使应，提高了产率；反应完毕后，烯胺经水解可使羰基再生，定向得到羰基再生，定向得到- -取代醛、酮。取代醛、酮。烃基化试剂烃基化试剂活泼的活泼的RX RX ( (碘代烷；烯丙式碘代烷；烯

6、丙式RXRX； -卤代酮卤代酮 酯酯) )定向烃基化定向烃基化（2 2）.Michael.Michael反应反应-不对称酮的定向（选择性）不对称酮的定向（选择性）MichaelMichael反应反应烯胺可与不饱和醛、酮、酯、腈、硝基化合物反应烯胺可与不饱和醛、酮、酯、腈、硝基化合物反应烯胺烯胺 可与不饱和醛、酮、酯合成可与不饱和醛、酮、酯合成-1 1，5- 5- 二羰基二羰基！或活泼亚甲基化合物或活泼亚甲基化合物合成下列化合物合成下列化合物 （4 4）.Robinson.Robinson环化反应环化反应MichaelMichael反应反应+ + 分子内分子内AldolAldol反应反应 组合组

7、合合成下列化合物合成下列化合物 分子重排反应（分子重排反应（molecular rearrangement reaction）是分子）是分子中的一个基团或原子从一个原子转移到另一个原子上，形成一个中的一个基团或原子从一个原子转移到另一个原子上，形成一个新的分子的反应。新的分子的反应。 分子重排可分为分子重排可分为分子间重排分子间重排和和分子内重排分子内重排。 分子间重排分子间重排：在重排中，：在重排中，迁移原子或基团迁移原子或基团完全游离并脱离原完全游离并脱离原来的分子，然后再与其它部分相连接，这种重排称为分子间重排。来的分子，然后再与其它部分相连接，这种重排称为分子间重排。在这种重排中，迁移基团也可能来自不同分子。在这种重排中，迁移基团也可能来自不同分子。 分子内重排分子内重排：则与其它分子无关，迁移基团自始至终没能脱：则与其它分子无关，迁移基团自始至终没能脱离原来的分子，仅从分子的一部分迁移至分子的另一部分。离原来的分子，仅从分子的一部分迁移至分子的另一部分。（一）频哪醇频哪酮重排反应（一）频哪醇频哪酮重排反应 拓拓展展的的频频哪哪反反应应 （二）（二）FriesFries重排反应重排反应 Fries重排 酚酯类酚酯类(包括脂肪和芳香酸的酯类包括脂肪和芳香酸的酯类)，在，在Lewis酸的催酸的催化下受热，酰基从酚氧上重排到芳环碳上，生成邻或化下受热，酰基从酚氧上重排到芳环