亲核加成反应课件

1、2020/10/13,1,第9章 亲核加成反应,碳杂键常发生亲核加成反应（如C=NC=OCN等）除此之外,碳碳键也可以发生亲核反应（如C=CCC）常见的亲核试剂有:N、O、S、X、P等杂原子中心，负碳离子，氢负离子。,第一节 碳碳双键的亲核加成反应,一、碳碳双键的亲核加成 碳碳双键含键，是富电子的，容易发生亲电反应，难被亲核试剂进攻。因此要想进行亲核反应需活化，降低双键电子云密度，需增加吸电子基团。,2020/10/13,2,双键碳上连有吸电子基有利于亲核加成反应。它们可以降低双键碳上的电子云密度，来促进亲核试剂的进攻。更重要的是，这样的取代基能使生成的负碳离子中间体的负电荷分散而得到稳定。,

2、2020/10/13,3,1、氰乙基化反应 丙烯腈分子中的碳碳双键，因受到氰基的影响能发生亲核反应。 因此，由亲核试剂进攻双键碳原子，生成的中间体再从溶液中获得质子，所得产物相当于在亲核试剂分子中引入一个氰乙基，故称为氰乙基化反应。,是维生素B1的中间体,可合成3-丙氨酸,2020/10/13,4,氰乙基化反应特点:当亲核试剂具有一个活泼的亚甲基或甲基时，丙烯腈可以发生二或三次氰乙基化反应。,通过控制条件也可以得到单氰乙基化产物。,2020/10/13,5,碳负离子与,-不饱和羰基化合物发生的1,4-加成反应称为麦克尔加成反应。 一般情况下，具有-活泼氢的化合物，在碱的作用下形成碳负离子。此碳

3、负离子可以与缺电子C=C双键发生亲核加成。,2、Michael加成反应(麦克尔加成),2020/10/13,6,双甲基酮的合成,2020/10/13,7,甾醇的合成：,2020/10/13,8,第二节 碳碳叁键的亲核加成反应,碳碳叁键通常比双键更容易被亲核试剂进攻。因碳碳叁键之间的键长较短，叁键中电子被束缚的比双键中的要紧；再者，三键碳比双键碳的s成分多，与电子的结合能力较强。所以表现出较强的亲核性。 双键比叁键具有更强的亲电加成活性，但亲核加成恰相反。 如 乙炔和醇的反应，可生成烯基醚。 弱亲核试剂则需要加入催化剂，如乙炔和水反应需要Hg2+做催化剂。,2020/10/13,9,2020/1

4、0/13,10,反应机理为：,2020/10/13,11,第三节 羰基的亲核加成反应,一、羰基的亲核加成反应 两种不同条件下的加成历程： 1、酸催化下：,2、碱催化下：,2020/10/13,12,基础有机化学所讲内容：,2020/10/13,13,1、杂原子亲核试剂的加成,多数亲核试剂与醛酮的加成反应,在平衡建立后,其平衡常数往往小于1。只有当强的吸电子试剂与羰基相连时，才能得到较稳定的加成产物。,2020/10/13,14,苯甲醛与季戊四醇在稀盐酸溶液中反应：,2020/10/13,15,Wittig试剂是一种磷的内翁盐，也叫磷叶立德。它是相邻的原子带有不同的电荷，磷带正电荷而碳带负电荷，

5、由于碳和磷之间的轨道重叠而使碳的负电荷分散。,2、碳原子亲核试剂的加成 （1）Wittig反应（维蒂希反应）,Wittig反应可用通式表示：,2020/10/13,16,简单的wittig试剂（R=H,烷基）很活泼，与氧、水、氢卤酸、醇等能起反应。,当带负电荷的碳原子上连接COR、CN、COOR、CHO等吸电子基团时，Wittig比较稳定，但活性降低，与酮作用较慢。,改进的方法是用磷酸三乙酯代替三苯基磷。,2020/10/13,17,反应机理：,极性的甜菜碱,氧磷环丁烷,2020/10/13,18,经Wittig反应生成的烯烃，通常是顺式和反式异构体的混合物。,VA 的乙酸酯,2020/10/

6、13,19,（2）羟醛缩合反应 在酸或碱催化下含有-氢的醛酮相互作用生成羟基醛或羟基酮。,碱催化下的反应历程（酮难于缩合）,酸催化下的反应历程（利于酮的缩合）,2020/10/13,20,（3）Benzoin(安息香)缩合 两分子芳醛在KCN的水-乙醇溶液中短时间温热则发生双分子缩合生成芳香族a-羟基酮类的反应,2020/10/13,21,2020/10/13,22,（4）Perkin反应（柏金反应） 由于酸酐的-氢比较活泼，在羧酸盐的催化下，与芳醛作用。,（5）Darzen反应（，-环氧酯合成） 醛酮在碱作用下与-卤代酸酯反应生成，-环氧酯。,2020/10/13,23,如从苯乙酮为原料合成

7、2-苯基丙醛：,2020/10/13,24,第四节 羧酸衍生物与亲核试剂的反应,1、反应历程（加成-消除历程）,2020/10/13,25,加成-消除历程: 羧酸衍生物中,也有一个羰基,也可以发生亲核加成反应,但加成物很不稳定,容易发生消除反应。 第一步亲核试剂加到羰基碳原子上，生成正四面体中间体。第二步，离去基团离去，同时生成羰基。,2020/10/13,26,2、结构与活性的关系 羧酸衍生物与亲核试剂的加成-消除反应难易程度，与烃基的电子效应和空间效应以及亲核试剂的特性都有关。在特定的反应中，羧酸衍生物的相对活性主要取决于： 与羰基直接相连的离去基团的电子效应 离去基团离去的能力 已知羧酸

8、衍生物的亲核活性为 酰卤 酸酐 酯 酰胺,离去基团离去的易到难顺序为： -X -OCOR -OR -NH2,2020/10/13,27,3、酯化、水解反应历程及影响因素 在羧酸衍生物中，酯化和水解反应研究的最为详细。以酯类水解为例，包括酰氧键断裂和烷氧键断裂。在不同条件下，反应历程有所不同。,（1）酸催化 酰-氧键断裂双分子历程 （AAC2） Acid catalysis,dimolecular acyl-oxygen cleavage,2020/10/13,28,2020/10/13,29,对AAC2而言，主要影响因素是四面体中间体的空间张力作用。,2020/10/13,30,（2）酸催化

9、烷-氧键断裂单分子历程 （AAl1） Acid catalysis,unimolecular alkyl-oxygen cleavage,关键在于碳正离子的稳定性,2020/10/13,31,（3）酸催化 酰-氧键断裂单分子历程 （AAC1）,2,6-位两个甲基的位阻作用，不能生成正常的四面体加成产物。,2020/10/13,32,（3）碱催化 酰-氧键断裂双分子历程 （BAC2） (Base catalysis,bimolecular acyl-oxygen cleavage),氢氧根的亲核性高于水分子。,2020/10/13,33,第五节 碳-氮重键的亲核加成反应,常见的碳-氮重键是C=N

10、和CN，既亚胺和腈。,1、亚胺的亲核加成反应 亚胺是醛酮的含氮衍生物，俗称 Schiff碱。其性质与醛酮相似，能发生亲核加成及缩合反应。,心血管药物“恢压敏”的合成：,2020/10/13,34,2、醛（通常是甲醛）与氨或胺（以盐的形式）和含有活泼氢的化合物所发生的缩合反应，称Mannich反应。,2020/10/13,35,反应机理：,2020/10/13,36,2020/10/13,37,3、腈的亲核加成反应,腈与亲核试剂H2O加成的最初产物是酰胺。,2020/10/13,38,在碱的存在下，腈首先与强亲核试剂OH-作用，其历程如下：,2020/10/13,39,Thorpe反应：两分子腈

11、发生的缩合反应,4、仲胺与醛酮在酸催化下的缩合得到烯胺的反应,2020/10/13,40,2020/10/13,41,2020/10/13,42,【思考题】,1.完成反应式,2020/10/13,43,2020/10/13,44,2.写出下列反应的机理,2020/10/13,45,3 解释题 将1mol缩氨基脲A加进1mol环己酮B和1mol呋喃甲醛C的含微量酸的乙醇溶液中，得到D和E的混合物。若反应在5min后停止，混合物主要含D。然而，若反应过夜，产物几乎定量地完全是E。试解释这一事实，并画出相应的反应进程与能量的关系图。,【解释】,2020/10/13,46,上述反应是一个亲核加成反应类型。反应物B有一个孤立的羰基，亲核试剂氮上的孤对电子进攻带部分正电荷的羰基碳原子。反应物C的醛基与呋喃环形成,-共轭体系，使富电子体系的呋喃环的电子云向羰基偏移，致使羰