重氮化与偶联反应PPT课件

1、(1)Synthesis: 伯芳胺在低温及强酸（主要是盐酸或硫酸）水溶液中,与亚硝酸作用生成重氮盐的反应,称为重氮化反应. Special Methods for Diazo Compounds P101自学氯化重氮苯（重氮苯盐酸盐） 若以硫酸代替盐酸，则得重氮苯酸式硫酸盐（简称重氮苯硫酸盐重氮苯硫酸盐）： 重氮盐能和湿的氢氧化银作用，生成类似季铵碱的强碱氢氧化重氮化合物：() 重氮化反应ArN2X + AgOH ArN2OH + AgCl NH2+HONO+HClN2Cl +H2O2 10) 则重氮盐将与碱作用生成不能进行偶合反应的重氮酸或重氮酸根负离子: 弱酸性或中性溶液中进行,酸性太强,

2、胺则成为铵盐(强的间位定位基),使苯环电子云密度降低,不利于偶合反应的发生. 邻位偶合反应:Point: 重氮盐和酚的偶合一般在（pH=8 10）重氮盐与芳胺的偶合一般在(pH = 57)第26页/共61页b. 重氮盐与伯胺或仲胺发生偶合反应,可以发生苯环上的氢取代,也可以发生氨基上的氢取代: 若对位已有取代基,则重排生成邻氨基偶氮苯.重排第27页/共61页 若重氮盐与间甲苯胺偶合,则主要发生苯环上的氢被取代(因为甲基增加苯环的活泼性);重氮盐与间苯二胺偶合也类似:偶合发生在活泼基团的对位第28页/共61页重氮盐与b b-萘 胺偶合时,反应在1位上进行,如1位被占据,则不发生反应.3.2 重氮

3、盐与a a-萘酚或a a-萘胺偶合,反应在4位上进行,若4位上已被占据,则在2位上进行.N2Cl第29页/共61页3.3 反应介质的pH值对同时具有氨基或酚羟基的化合物进行偶合时位置的选择十分重要:第30页/共61页 偶氮化合物用适当的还原剂(SnCl2+HCl 或Na2S2O4)还原成氢化偶氮化合物,继续还原则氮氮键断裂生成芳胺.2. 偶氮化合物和偶氮染料第31页/共61页 黄色气体，剧毒易爆炸。 重氮甲烷最简单最重要的脂肪族重氮化合物。(1)结构线形分子，共振式： 重氮甲烷的轨道示意图 既有亲核性，又有亲电性，又是一个偶极离子。性质活泼。3. 重氮甲烷、碳烯和苯炔1. 重氮甲烷 (CH2N

4、2)第32页/共61页N-甲基-N-亚硝基对甲苯磺酰胺对甲苯磺酰氯 N-烷基酰胺与亚硝酸作用，生成N-甲基-N-亚硝基酰胺再用KOH分解得到：（2）重氮甲烷的制备方法1： 重氮甲烷制备方法2：第33页/共61页A：甲基化剂（b）与弱酸性化合物（酚、烯醇）反应生成醚。（3）重氮化合物的性质（a）与羧酸作用生成羧酸甲酯，并放出氮气第34页/共61页例如：2-甲基-4-硝基苯酚与重氮甲烷作用.B: 重氮甲烷与酰氯作用生成重氮甲基酮生成醚第35页/共61页Ag2O如：C：重氮甲烷受光或热作用，生成碳烯（卡宾）Wollf重排阿恩特-艾斯特尔特反应重氮甲基酮在氧化银催化下，与水、醇、氨作用，转变为羧酸高一

5、级同系物的方法：第36页/共61页 是一个二价碳的反应中间体，活性高、寿命短。 （二）碳烯的结构未成键电子的状态2. 碳烯卡宾 （一）碳烯的生成第37页/共61页（1）加成反应碳烯(缺电子)与烯烃发生亲电加成： 单线态碳烯(重氮甲烷在液态用光分解产生)和碳碳双键的加成是一步反应,形成过渡态后,即得三元产物:（三）碳烯的化学性质第38页/共61页例如:单线态碳烯与顺(或反)-2-丁烯作用,分别生成顺(或反) 产物:第39页/共61页 (重氮甲烷在光敏剂二苯酮存在下光照产生)是个双游离基,两个未成键电子分别在两个原子轨道上,它的加成分两步进行: 由于中间体双游离基的碳碳单键能够旋转,所以最后生成物

6、有顺、反两种异构体:三线态碳烯-第40页/共61页例1：H例2：例3： 碳烯与炔烃、环烯烃或苯的加成反应：第41页/共61页 单线态碳烯还可以插入CH键之间，发生插入反应：例如：丙烷与重氮甲烷在光照下作用： 单线态碳烯的插入反应无选择性，基本上是按统计比例进行的。三线态卡宾的插入反应有选择性，按CH键反应性：3 2 1= 7:2:1.（2）插入反应第42页/共61页2.苯 炔：邻氨基苯甲酸经重氮化反应生成重氮盐，然后受热分解成二氧化碳，氮气和苯炔。同理也可合成苯炔的衍生物。 （1）制备COOHNH2H+COON2CH3(CH2)4ONOCH3(CH2)4OHCH2Cl2,CN2OO-CO2,

7、-N2(CH3)2CHCH2CH2ONO/H+ClClClClNH2COOHClClClClN2COOClClClCl乙醚苯炔也可用邻二卤代苯与锂或镁反应制得：FBrMTHF-MFM=Li , MgFM第43页/共61页（2）性质：苯炔及其衍生物非常活泼，至今不能把它作为游离体分离出来，若无其他化合物与它反应，苯炔自身则聚合成二聚体二联苯。二联苯+苯炔典型的反应是双烯加成以及类似烃炔的加成反应 CH3CH2COCH3IIHC CCH3OCH3OONHHNI2第44页/共61页脂肪族伯胺与亚硝酸反应，生成的重氮盐极不稳定，易分解放出氮气而形成阳碳离子。此阳碳离子易发生亲核、取代、重排和消除等反应

8、，而形成多种产品，无合成价值。但苄基伯胺类化合物与亚硝酸反应得到的阳碳离子不能发生重排等副反应，可进行正常的亲核取代反应而得苄醇衍生物。 4. 脂肪族及脂环伯胺的重氮化反应-扩环与缩环反应 NH2CH3CH2OCH3CH2NH2NHOH3CCH2CH3CH2OH维生素B6中间体NaNO2/HN第45页/共61页1. 扩环反应：如高血压药胍乙啶的中间体环庚酮的制备。脂环伯胺经重氮化而形成的阳碳离子可进行重排而得到扩环或环合产品。-HCH2NH2OHCH2N2OHCH2OHOH扩环NaNO2/H=O缩环反应:例如由环己胺制备环戊基甲醇 NH2CH2CH2OHOHN+2-N2NaNO2/H缩环第46

9、页/共61页 环合反应CH2NH2CH2CH2N2-HHNaNO2/H利用脂肪伯胺的重氮盐可以达到扩环、缩环、环合的目的，这在有机合成中是非常重要的 第47页/共61页Example 第48页/共61页Example 第49页/共61页合成上应用举例H3CBrOH复复习习：通通过过磺磺酸酸的的碱碱熔熔制制备备酚酚ArSO3HNaOH300oCArH+OH应应用用碱碱熔熔法法制制酚酚时时芳芳环环上上不不能能含含有有卤卤素素和和硝硝基基等等基基团团H3CBrOHH3CBrN2 SO4HH3CBrNH2H3CBrNO2H3CNO2H3C考考虑虑通通过过重重氮氮盐盐制制备备例 1：合成第50页/共61

10、页合成：H3CBrOHH3CBrNH2H3CBrNO2H3CNO2H3CHNO3H2SO4Br2FeFeHClNaNO2H2SO4H3CBrN2 SO4HH2O（分分离离除除去去邻邻位位产产物物）第51页/共61页例 2: 合成H3CH3CCOOHH3CCOOHH3CCNH3CN2 XH3CNH2H3CNO2H3C分分析析：是否还有其它分析?H3CCOOHH3CMgXH3CX第52页/共61页合成:H3CNH2H3CNO2H3CHNO3H2SO4FeHClNaNO2HClH2O / H+H3CN2ClCuCNH3CCNH3CCOOH（分分离离除除去去邻邻位位产产物物）第53页/共61页例 3B

11、rBrBrBr2FeBrBr2FeBrBrBrBr+间三溴苯如直接溴代，得不到目标产物BrBrBrBrBrBrNH2NH2分析：考虑定位基团及应用去氨基化第54页/共61页HNO3H2SO4FeHClNaNO2 / HClBrBrBrBr2H2OBrBrBrNH2NH20-5oCBrBrBrN2 ClH3PO2合成：第55页/共61页例 4：CH3CH3BrCH3FeBr2CH3BrCH3Br+CH3CH3BrCH3BrNH2CH3NHCOCH3若直接溴代分析: 考虑氨基的定位及去氨基化第56页/共61页NaNO2 / HCl0-5oCH3PO2FeBr2H2O / H+CH3BrCH3BrNH2CH3HNO3H2SO4FeHClCH3NH2（分分离离除除去去邻邻位位产产物物）Ac2OEt3NCH3NHCOCH3CH3BrN2 Cl