药物合成反应第二章烃化反应

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1、第二章烃化反应AlkylationReaction234烃化反应定义：用烃基取代有机物分子中的氢原子，包括某些官能团（如羟基、氨基、巯基等）或碳架上的氢原子，得到烃化产物的反应均称为烃化反应。即：有机物分子中C、N、O上的H被烃基取代的反应.烃基：饱和、不饱和，脂肪、芳香、含有各种取代基的烃基分类：被烃化物+烃化剂产物R-OH(ROH,ArOH),-OH中O上烃化，形成-OR醚；R-NH2（NH3)-NH2中N上烃化，形成伯、仲、叔胺；R-C活泼亚甲基(-CH2-),芳烃(Ar-H),C上烃化。1）按形成键的形式分类分类2）按烃化剂的

2、种类分类卤代烷：RX最常用硫酸酯、磺酸酯醇烯烃环氧烃：发生羟乙基化CH2N2：很好的重氮化试剂7分类3）按反应历程分类SN1SN2亲电取代形成O-C,N-C和C-C键,合成中间体及药物。1、制备特定活性化合物在药物合成中的应用丁卡因药效为普鲁卡因的10倍92、制备官能团转化的中间体3、作为保护基、阻断基等10烃化反应分类按反应机制分亲核取代反应亲电取代反应按被烃化物分氧原子上的烃化氮原子上的烃化碳原子上的烃化1112反应类型:亲核取代反应亲电取代反应第一节烃化反应机理杂原子的亲核取代反应碳负离子的亲核取代反应芳烃亲电取代反应13一、

3、亲核取代反应1.杂原子的亲核取代反应（1）O原子的亲核取代反应①醇的O-烃化反应SN2：烃化剂烷基为伯烷基时，反应按SN2历程L可以是卤素、芳基磺酰氧基、三氟甲磺酰氧基等14SN1：烃化剂烷基为叔烷基、烯丙基、苄基时，反应按SN1历程15环氧化物按SN2历程烯烃按SN2历程只有烯烃双键连有吸电子基时，才能发生反应②酚的O-烃化反应酚的酸性比醇强，反应更容易进行反应按SN2历程RL可以是卤代烃、硫酸酯、磺酸酯等17（2）N原子的亲核取代反应胺基比羟基更容易进行烃化反应反应按SN2历程脂肪胺比芳香胺更易发生烃化反应182.碳负离子的亲核取

4、代反应被烃化物可以是炔基、格氏试剂、活泼亚甲基烃化剂可以是卤代烃、硫酸酯、磺酸酯等反应按SN2历程19二、亲电取代反应芳烃的烃化反应——傅克烃化反应催化剂烃化剂可以是卤代烃、烯、醇、醚、酯等20醇的O-烃化酚的O-烃化卤代烃硫酸二甲酯重氮甲烷DCC/醇烷氧鏻盐卤代烃芳基磺酸酯环氧乙烷烯烃其他第二节氧原子上的烃化反应21一、醇的O-烃化(1)反应通式Williamson醚合成法：醇在碱的条件下与卤代烷生成醚。1.卤代烃为烃化剂22(2)反应机理——亲核取代反应SN1：23SN2：伯卤代烷RCH2X按SN2历程随着与X相连的C的取代基数目

5、的增加越趋向SN124(3)影响因素a.醇结构的影响醇活性一般较弱，不易与卤代烃反应。醇的烃化反应需要加入碱金属或氢氧化钠、氢氧化钾以生成亲核试剂RO-才能够进行。25b.卤代烃结构的影响从极化度来看，原子半径I＞Br＞Cl。I的价电子离原子核最远，核对它的束缚力最弱，最易被极化，在反应瞬间，可极化性的次序是I＞Br＞Cl。2627c.反应溶剂的影响溶剂:过量醇（既是反应物又是溶剂）非质子溶剂：苯、甲苯(Tol)、二甲苯(xylene)、DMF、DMSO无水条件下质子性溶剂：有助于R-CH2X解离，但是与RO-易发生溶剂化，因此通常不

6、用质子性溶剂28(4)应用特点a.二苯甲基醚的制备29b.改进的Williamson反应30c.二叔丁醚的制备叔丁醇钾是强碱，位阻大，不能对卤代叔丁烷发生亲核进攻，更易引起消除反应；若采用酸催化缩合，生成的二叔丁醚极易被酸催化裂解。氯代叔丁烷在SbF5/SO2ClF/低温条件下可生成稳定的碳正离子，再在大位阻的有机碱(i-Pr2NEt)存在下，进攻叔丁醇，按SN1机理进行反应，可得到几乎定量的二叔丁醚。31d.原酸酯及四烷氧基甲烷的制备多卤代物与醇钠反应，可以制备原酸酯或四烷氧基甲烷。CHCl3+3RONaCH(OR)3CCl4+4R

7、ONaC(OR)432e.环醚的制备卤代醇在碱性条件下的环化反应即分子内Williamson反应，是制备环氧乙烷、环氧丙烷及高级醚类化合物的方法。332.芳基磺酸酯为烃化剂34磺酸酯类烃化剂：主要指芳磺酸酯，引入较大的烃基。芳基磺酸脂作为烃化剂在药物合成中的应用范围比较广，OTs是很好的离去基，常用于引入分子量较大的烃基。如:鲨肝醇的合成化学名为：3-(十八烷氧基)-1,2-丙二醇。作用：用于治疗各种原因引起的白细胞减少症，如放射性、抗肿瘤药物等所致的白细胞减少症。353.环氧乙烷为烃化剂反应通式环氧乙烷属小环化合物，其三元环的张力很

8、大，非常活泼，可发生开环反应；环氧乙烷与醇反应，引入羟乙基，又称羟乙基化反应；反应一般用酸或碱催化。36(2)反应机理a.碱催化SN2双分子亲核取代，开环单一，立体位阻原因为主，反应发生在取代较少的碳原子上.37b.酸催