有机合成试剂

有机合成试剂元素有机试剂金属有机试剂过渡金属有机试剂稀土金属有机试剂第1页/共57页第一页，共58页。5.1

有机镁试剂Grignard是最为人们熟悉的有机镁化合物第2页/共57页第二页，共58页。1.Grignard的制备Grignard的制备需要在无水，最好在无氧条件下进行。一般用无水乙醚或四氢呋喃作溶剂，卤代烃和镁反应生成Grignard。当R为烷基、卤代活泼芳烃时，用无水乙醚作溶剂。例如第3页/共57页第三页，共58页。第4页/共57页第四页，共58页。还可用镁化反应（即金属化法）制备格式试剂这里R的电负性大于R’时，才能向生成物的方向进行，例如：第5页/共57页第五页，共58页。2.Grignard的反应（1）Grignard与羰基化合物的加成反应例如：第6页/共57页第六页，共58页。格式试剂与α,β-不饱和羰基化合物反应除生成1,2-加成产物外，还有1,4-加成产物1）格式试剂与α,β-不饱和醛作用一般主要生成1,2-

加成产物第7页/共57页第七页，共58页。2）格式试剂与α,β-不饱和酮作用可能生成1,2-加成产物和1,4-加成产物的混合物，也可能主要生成1,4-加成产物.

例如：第8页/共57页第八页，共58页。3）格式试剂与α,β-不饱和酸酯作用主要生成1,4-加成产物.

例如：第9页/共57页第九页，共58页。4）格式试剂也可与酰氯、酸酐、酯、无水羧酸作用，反应首先生成酮，所得酮继续同格氏试剂反应，最终产物为醇。例如：用通式表示第10页/共57页第十页，共58页。5）格式试剂与CO2加成生成羧酸盐，用酸处理得游离羧酸。例如：总结：上述反应共同特点：格氏试剂中的镁原子加到羰基氧上，烃基加到羰基碳上，通过酸水解而得产物第11页/共57页第十一页，共58页。（2）Grignard与环氧化合物的加成反应例如：三元、四元环醚在性质上与醛相似，也能同格氏试剂反应得到碳原子数增加2或3的伯醇第12页/共57页第十二页，共58页。由于空间效应，得到的是仲醇第13页/共57页第十三页，共58页。（3）Grignard与卤代烃的偶联反应例如：格氏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。格氏试剂与饱和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。第14页/共57页第十四页，共58页。1、有机锂化合物分子中的C-Li键为极性很强的共价键。2、烷基锂实际上是以分子或多分子的聚集体存在的。如：（CH3Li

）4是以四聚体存在，依靠烷基桥键连接3、烷基锂的反应活性与分子的缔合度很有关系。缔合作用降低了烷基锂的反应活性，聚集态活性远低于单体烷基锂的活性。5.2

有机锂化合物第15页/共57页第十五页，共58页。（1）卤烷与金属锂作用

5.2.1制法第16页/共57页第十六页，共58页。（2）金属锂与烯烃加成第17页/共57页第十七页，共58页。（3）卤化物与正丁基锂交换反应通常指芳基卤、乙烯基卤化物第18页/共57页第十八页，共58页。(1)锂化反应RLi+AH

RH+ALi5.2.2有机锂化合物性质第19页/共57页第十九页，共58页。(2)对不饱和键的加成反应A.与二氧化碳作用

B.与碳碳双键加成第20页/共57页第二十页，共58页。C.

与醛酮加成第21页/共57页第二十一页，共58页。D.与α，β-不饱和羰基化合物的共轭加成

格氏试剂和有机锂试剂与α，β-不饱和酮的加成反应1，2-加成和1，4加成方式都可能发生，而有机铜锂试剂对α，β-不饱和酮的加成选择性极好，基本上生成1，2-加成产物；格氏试剂往往优先生成1，4-加成产物。例如：第22页/共57页第二十二页，共58页。(三）与羧酸反应第23页/共57页第二十三页，共58页。(四)烃基锂与卤烷中卤素的交换反应第24页/共57页第二十四页，共58页。(五)与金属卤化物作用第25页/共57页第二十五页，共58页。5.3

有机铜试剂有机铜试剂烃基铜试剂（RCu）二烃基铜锂试剂（R2CuLi或RR’CuLi）第26页/共57页第二十六页，共58页。（一）有机铜试剂的制备

烃基铜试剂通常可以利用其它有机金属试剂与卤化亚铜反应制得：第27页/共57页第二十七页，共58页。（二）有机铜试剂在有机合成中的应用（1）与α，β-不饱和酮的共轭加成R：烷基、芳基、烯基、烯丙基、苄基第28页/共57页第二十八页，共58页。例如：

特别适用于具有位阻的α，β-不饱和羰基化合物的Michael加成第29页/共57页第二十九页，共58页。

对于多环体系而言，有机铜试剂可将烃基立体定向地导入β位的α键,利用这一性质可进行许多天然产物的立体选择合成。第30页/共57页第三十页，共58页。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，反应中带有—CO—、—OH、—COOR、—CONR2基团时不受影响，故在合成中应用广泛。第31页/共57页第三十一页，共58页。（二）有机铜试剂在有机合成中的应用（2）与酰卤的作用酰卤分子中含有氰基、羧基、烷氧基、卤素等基团时均无影响，这是铜试剂的又一特点。第32页/共57页第三十二页，共58页。（二）有机铜试剂在有机合成中的应用（3）与环氧化合物反应

在Cu(I)存在下，碳负离子亲核试剂对2,3-环氧醇的反应，一般都选择优先进攻C-2位，例如：第33页/共57页第三十三页，共58页。

铜试剂多数情况下进攻环氧化合物空间位阻小的碳原子，得到相应的醇。第34页/共57页第三十四页，共58页。（二）有机铜试剂在有机合成中的应用（4）与卤代烃反应有机铜试剂与卤代烃反应有以下优点：1.有机铜化合物与烯丙基卤化乙烯基卤化物均能顺利反应2.无论是顺反异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。3.卤代烃分子中含有羟基、羰基、酯基、酰胺基、腈基等在烃化条件下都不收影响。因此有机铜试剂与卤代烃反应是一种新的立体选择性合成多取代烯烃的重要方法。第35页/共57页第三十五页，共58页。第36页/共57页第三十六页，共58页。（二）有机铜试剂在有机合成中的应用（5）有机铜试剂的偶联反应第37页/共57页第三十七页，共58页。5.4磷叶立德

1979年GeorgWittig维蒂希(德国人)因把硼和磷的化合物发展成为有机合成中的重要试剂以及研制了新的有机合成法

而获NobelPrizeChemistry

第38页/共57页第三十八页，共58页。

维蒂希Wittig反应

卤代烷和三苯基膦反应，通过SN2历程得到黄色的结晶鏻盐：

三苯基膦是一个好的亲核试剂（弱碱），其消除反应的竞争是次要的；多数10和20卤代烷均可反应，产率也较高。第39页/共57页第三十九页，共58页。

维蒂希Wittig反应

Ylide试剂的形成：上述鏻盐在强碱如n-BuLiorNaH

作用下，消去P原子-位的H，得到1个中性的磷化物

—膦内鎓盐；称为：膦叶立德（phosphoniumylide）第40页/共57页第四十页，共58页。Wittig反应膦叶立德为强的亲核试剂；与醛酮反应，形成烯烃的反应，称为Wittig反应：

该反应是分步进行的。膦叶立德作为亲核试剂，首先进攻羰基碳，形成一种称为内鏻盐的中间体。后者通过四元环过渡态形成产物。反应过程如下：第41页/共57页第四十一页，共58页。第42页/共57页第四十二页，共58页。第43页/共57页第四十三页，共58页。Wittig反应的特点—反应条件温和，产率高；—高的区域选择性和立体选择性—顺反烯烃的生成受条件和Ylide试剂的结构、活性等影响很大第44页/共57页第四十四页，共58页。

在周期表中，硼是第三主族的元素，它可以形成许多硼氢化合物，简称为硼烷。含一个硼原子的硼烷称甲硼烷，分子式为BH3。甲硼烷不能游离存在，倾向于形成二聚体乙硼烷B2H6

5.5有机硼化合物第45页/共57页第四十五页，共58页。

许多硼烷在空气中会自燃，硼烷燃烧速率快，发热量高，在做高能燃料方面有很大的实用潜力。乙硼烷在空气中立即自燃，生成氧化硼和水，并放出大量热。

B2H6+O2→B2O3+H2O

乙硼烷遇水立即水解为H2和B(OH)3

B2H6+H2O

→2B(OH)3+6H2一、二硼烷第46页/共57页第四十六页，共58页。二、烷基硼

烷基硼烷可以由烯烃或炔烃与乙硼烷的硼氢化反应来方便地制备。二硼烷对不饱和烃的加成，是合成C-B键的很有用的方法。反应式如下：

第47页/共57页第四十七页，共58页。第48页/共57页第四十八页，共58页。

有机硼化合物在合成上有众多的用途，例如，可用作选择性还原剂、提供了一些新的立体专一性的合成方法、做聚合反应的引发剂等。除在合成方面的用途外，它还可做杀菌剂、抗癌药、抗氧剂等。而且大都具有反应条件温和、操作简便、立体选择性好、产率高等优点，它们在精细有机合成方面、特别是在天然产物的立体合成方面显现了很好的应用价值。

所以有机硼化合物在有机合成中有广阔的应用前景。三、烷基硼在有机合成中的应用第49页/共57页第四十九页，共58页。1.硼氢化-氧化反应(反马氏规则）第50页/共57页第五十页，共58页。如果使用位阻较大的硼烷做硼氢化试剂，可提高产物的选择性第51页/共57页第五十一页，共58页。

末端炔烃与乙硼烷的加成产物为双硼烷，后者在OH-条件下氧化成醇，如果用位阻较大的ThBH2硼烷作试剂，可得单烃基硼烷，经氧化可得醛。第52页/共57页第五十二页，共58页。链中叁键的硼氢化一般得单烃基硼烷，后者氧化成酮第53页/共57页第五十三页，共58页。2.烷基化反应

a-卤代羰基化合物在碱的存在下（如叔丁醇钾）可与烷基硼进行烷基化反应这一反应提供了丙二酸酯和乙酰乙酸酯合成法的又一种合成路线第54页/共57页第五十四页，共58页。第55页/共57页第五十五页，共58页。1.由丙烯合成2.用丙二酸二乙酯及3个碳原子以下的不饱和烃合成

3.由（CH3）2CHCH2Br合成（CH3）