《药物合成反应》第1章 卤化反应

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1、第一章卤化反应[目的要求]熟悉卤化反应的类型、反应机理。掌握各种卤化反应的特征和影响因素及常见卤化剂。了解卤化反应在药物合成中的应用。[教学内容]1.不饱和烃的卤加成反应2.烃类的卤取代反应（烯丙位、苄基位碳原子上的卤取代反应和芳烃的卤取代反应）3.醇、酚和醚的卤置换反应4.羧酸的卤置换反应5.其它官能团化合物的卤置换反应（卤素交换、磺酸脂和芳香重氮盐化合物的卤置换反应等)卤化反应的概念：向有机化合物分子中引入卤素原子（建立碳-卤键）的反应。分类：1）根据所引入卤原子的不同，可分为氟化、氯化、溴化及碘化反应；2）根据引入卤原子的方法，可分为加成卤化

2、、取代卤化和置换卤化。目的：1.制备具有不同生理活性的含卤素有机药物；2.将卤化物作为中间体通过进一步转化，生成其他产品，如：糖皮质激素醋酸可的松的制备3.卤素原子作为保护基等，提高反应的选择性。催眠镇静药巴比妥中间体二乙基丙二酸二乙酯的制备：常用卤化剂：1.卤素：Cl2、Br2、I2；2.卤素的酸和氧化剂：HCl+NaOCl、HBr+NaOBr、HBr+NaBrO3等；3.其它卤化剂：SO2Cl、HOCl、COCl2、NaF、KF、HF等。第一节　不饱和烃的卤加成反应一、不饱和烃和卤素的加成反应1.卤素对烯烃的加成反应活性：F2＞Cl2＞Br2＞

3、I2氟化反应和碘化反应较特殊氯化和溴化：四氯化碳、氯仿、二硫化碳作溶剂（1）反应机理：对向(anti)加成同向(syn)加成注：①共价键根据原子轨道重叠部分所具有的对称性进行分类：σ键π键：原子轨道重叠部分对键轴（两原子的核间连线）具有圆柱形对称时所形成的键；：原子轨道重叠部分对键轴所在的某一平面具有反对称性时所形成的键。p原子轨道的角度分布剖面图：z（或y）y（或z）x+-注：其中+、-号不表示正、负电荷，而是表示原子轨道角度分布图形的对称关系若两原子成键是由p轨道重叠形成的，且形成的是σ键，则成键图形为：如果形成的是π键，则：②共轭：在不饱和化

4、合物中，如果与C=C相邻的碳原子上有P电子，则此P电子可与C=C形成一个包括两个原子核以上的π键，这种体系即为共轭体系。例如：1,3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2），其中每个C原子都是sp2杂化C原子。碳原子的电子分布式为1s22s22p2，价层电子用原子轨道表示：③诱导效应：分子内原子之间由于电负性大小不同所产生的键的极性，通过静电诱导方式，在键链上传递，使成键电子云在键链上向着一定方向偏移而使整个分子发生极化的效应。如：④络合物：由可以提供孤电子对的一定数目的离子或分子和接受电子对的原子或离子，按一定的组成和空间所形成的化合物。（2）讨论

5、：①氯和溴与烯烃的加成常以对向加成机理为主，但同向加成比例会因作用物的结构、试剂及反应条件不同而发生较大的变化。ⅰ）当双键上有苯基时，且当苯基上有释电子基时，同向加成产物的比例随之增加。例如：ⅱ）在氯加成反应中，同向加成的倾向比溴加成更为明显。如：②卤素加成产物的立体化学，主要取决于烯烃的结构及反应中空间阻碍因素，见P6。③当双键上有季碳取代基进，除正常的对向加成产物外，常常会发生重排和消除反应。如：④反应条件的影响ⅰ）溶剂当反应在亲核性溶剂（H20、RCO2H、ROH等）中进行时，会生成β-卤醇或酯等加成物；但若添加无机卤化物，可提高二卤化物的生

6、成比例。如：无添加剂LiCl为添加剂ⅱ）催化剂的影响双键碳原子上连有吸电子基的烯烃与氯或溴加成时，可加入少量的路易斯（Lewis）酸进行催化。ⅲ）温度不宜太高，否则可能引起二卤化物脱卤化氢。⑤光照或自由基引发：自由基加成2.卤素对炔烃的加成：与烯烃加成机理类似得到反式二卤烯烃与SOCl2和BBr3的卤代：二、不饱和羧酸（酯）的卤内酯化反应——不饱和羧酸的C=C双键上形成三元环卤正离子时，如果未受到立体障碍的影响，分子内亲核性羧酸负离子向其进攻生成内酯或半缩醛的反应。修正错误1.不饱和羧酸的卤内酯反应反应机理：例如：2.不饱和羧酸酯的卤内酯化三、不饱

7、和烃和次卤酸（酯）、N－卤代酰胺的反应1.次卤酸及其酯为卤化剂①次卤酸与烯烃的加成：生成β-卤代醇。反应机理：注：a.符合马氏规则，卤素加成到双键取代其较少的一端；b.次卤酸要新制，或直接用次卤酸盐加成。②次卤酸酯对烯烃的加成反应机理与次卤酸反应相似，只是亲核基团由溶剂提供，且反应可在非水溶液中进行。如：2.N－卤代酰胺为卤化剂常用卤代酰胺：N－溴（氯）代乙酰胺（NBA，NCA）、N－溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS，NCS）。①反应机理：例：②Dalton反应：α-溴代酮β-溴醇四、卤化氢对不饱和烃的加成反应卤化氢的键能大小顺序：H-FH-ClH-B

8、rH-I，﹥﹥﹥故卤化氢的反应活性次序为：HIHBrHClHF﹥﹥﹥1.卤化氢对烯烃的加成——亲电加成反应机理：离子对机理