第二章活性中间体在有机合成中的应用

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1、薛蒙伟10.9第二章活性中间体在有机合成中的应用第一节、碳烯（卡宾）第二节、活性亚甲基化合物第三节、烯胺第四节、Mannich（曼尼希）碱学习内容阶段作业本章总结第一节、碳烯（卡宾）一、碳烯的结构和种类1959年光谱研究确定。它包含一个2价碳原子，同时还有2个未成键电子，以两种不同的状态存在：1．单重（线）态碳烯CSP22个电子同时占据一个SP2杂化轨道，自旋方向相反，用CH2或1：CH2表示。如图所示：2．三重（线）态碳烯CSP2个电子分别占据Py、Pz轨道，自旋方向相同，用CH2或3：CH2表示，又称双自由基。3.碳烯的种类：①:CH2:CHR:CRR’(R:烷基，芳基，

2、烯基，炔基)②:CHX:CRX:CXX’（X：F、Cl、Br、I）③:CHY:CRY:CYY’(Y:为其它基团，如–OR，-SR，-CN，-COOR，-COR)④CR2=C:CR2=C=C:（R：烷基、芳基）二、碳烯的生成（一）重氮化合物分解反应一般为1：CH2，不能直接制得三线态。烷基重氮化合物不稳定易爆炸。（二）α-消除反应1．二卤碳烯制备（好方法）二氟碘甲烷CHIF2最易生成（最稳定）碳烯：CF2为什么？此法应用范围广，所有的卤仿CHX1X2X3（X=F、Cl、Br、I），不同的碱BM（B=-OH，-OR，-R；M=Li,Na,K）类推得到：2．一卤代碳烯制备3．甲基或

3、苯基碳烯制备三、碳烯的化学性质活泼的亲电试剂（6e）①与π键加成②与σ键的插入（不讲）加成反应-----与烯烃、炔烃、芳烃以及杂环化合物的π键加成：1．与烯烃加成注意：单重态与烯烃进行加成时，是协同的（一步）顺式环加成（一般情况）参考：《有机活性中间体》高鸿宾P101高教出版社1987年三重态与双键是按二步进行的，不具有立体专一性例：2．与炔烃加成3.与芳烃加成4．与杂环双键加成生成扩环产物—有用《有机活性中间体》高鸿宾P106高教出版社1987年四、合成应用------合成环丙烷衍生物[Simmons-Smith反应]----二碘甲烷与锌-铜偶合体(合金)制得的有机锌试剂与

4、烯烃作用生成环丙烷及其衍生物的反应。（薛永强《现代有机合成方法与技术P40》）也可用二乙基锌代替锌-铜偶合体（条件温和、顺式加成、产率高）--活泼亚甲基化合物是指在亚甲基的α-位含有羰基、酯基、硝基、腈基或苯基等取代基的化合物。在碱作用下，给出质子生成碳负离子。由于负碳离子的未共用电子对与上述这些不饱和取代基的π电子重叠共振而得到稳定。活泼亚甲基化合物以负离子的形式能与正电荷的物质进行反应，增长碳链，在合成中成为一重要中间体。第二节、活泼亚甲基化合物不饱和基团对亚甲基的活化能力如下顺序：当分子中存在2个相同或不同的不饱和基团时，则增强亚甲基的酸性。如：一、烃基化反应二、酰基化

5、反应三、羟醛缩合反应及其拓展1.活性较大的亚甲基化合物的烃基化β-二酮，β-酮酸酯(如“三乙”)，丙二酸酯等应用？应用？注意：①亚甲基：被一个硝基或两个以上的羰基、酯基、腈基等活化了的亚甲基都具有比一般脂肪醇大的酸性。②碱：用强碱在非质子性溶剂中处理，或者用金属醇化物（如EtONa）的无水醇溶液处理时，结果都可以大部分转变成烯醇负离子③烃基化试剂：伯RX或烯丙式RX或硫酸酯（甲基化试剂）一、烃基化反应碱用量、烃基化试剂用量加倍，也可进行二烃基化；也可用二卤代烷烃化剂，生成环状化合物（三、四、五、六元环，其中五元环最易形成）。[思维拓展]1，3-二羰基化合物（包括1，3-二酮）

6、的烷基化，经常遇到的问题是O-烷基化与C-烷基化相竞争？研究进展：过去采用选择不同的溶剂来控制结果，现已有报导获得高产率一元C-烷基化的方法为：Ref.黄宪《有机合成》（上）P7腈、酮两者的亚甲基酸性较小，不易发生烃基化，需要用较强的碱性试剂（如NaH,NaNH2,Ph3CNa等）在惰性溶剂中进行。2.腈、酮和酯的烃基化注意：不对称酮进行烃基化反应时，得到两种或多种烃基化产物，这与化合物的结构以及反应条件有关：例1为了定向（使酮在一定的位置上）进行烃化，可用四种方法：①活化烃化位置（在取代基较少的α-C上定向烃化）酮的α-位活化可通过引入活化基团:乙氧羰基（来自碳酸二乙酯，常

7、用，易除去CO2）；例1甲酰基（来自甲酸乙酯，可用OH-/H2O加热除去）；乙氧草酰基（来自草酸二乙酯，待烃化后再除去）酮的羰基两旁都有α-H，要使其中之一更加活化，可再引入-CO2Et(用O=C（OEt）2)或-CHO（用HCO2Et），使之得到双活化。例如：[酮的α-H活化]Ref.黄乃聚《有机化学复习指南》复旦大学1987年P2575.4.1解：[酯的α-H活化]酯的α-H常不能直接和R-X反应，也可引入-CO2Et，使之成为双活化的亚甲基氢。例如：例2分析：合成：②引入阻塞基团（迫使在取代较多的