有机合成 第八章 环化反应.ppt

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1、第八章成环反应环化，重接操作的合成应用王鹏山东科技大学化学与材料工程学院8.1成环策略环体系是有机化合物中的重要组成部分，其特殊的结构使得该类化合物的反应和性质均较为独特环体系的建立包括：建立新环的环化反应和对已有的环进行改进两种方法，如何建立新的环体系是研究的重点建立新环的方法：分子内关环反应（Dieckmann缩合等）双边环化反应（D-A反应，电环化等）王鹏8.2单边环化的分子内反应单分子环化反应：分子反应存在分子内和分子间两种竞争的反应趋势，分子内反应成环，分子间反应成聚合物分子内的环化反应是否较分子间反应容易发生，受四个方面的限制

2、：环的张力分子的几何结构同时形成双反应中心的要求竞争性的其他分子内反应环化反应的分类：阳离子环化、阴离子环化、自由基环化、金属有机催化下的环化和卡宾插入王鹏8.2单边环化的分子内反应阴离子环化原理：阴离子环化主要是指环化反应中涉及阴离子中间体的反应该类反应包含了碳负离子和其他阴离子参与的亲核环化反应，如酯基、氨基、羟基、巯基等官能团的反应反应的实质是SNi反应、1,2加成或1,4加成等负离子进攻的亲核反应。王鹏8.2单边环化的分子内反应Baldwin规则：受空间影响，相同条件下，有的反应可以发生而有的则相反，可用Baldwin规则预测反应

3、能否发生王鹏Baldwin规则8.2单边环化的分子内反应Baldwin总结了立体和电子效应的影响，认为大多数环化反应受三个因素的影响：环的大小：目标环的大小杂化方式：亲电碳原子属于哪种杂化类型？断键方式：进攻原子进攻官能团的内侧还是外侧外式（exo）电子成小环，内式（endo）电子成大环王鹏电子向外流动电子向内流动Baldwin规则的应用：Baldwin对环化反应的预测能够解释大多数现象，可以在反应前预测反应能否发生8.2单边环化的分子内反应王鹏利用Baldwin规则能够成功解释的反应现象王鹏利用Baldwin规则能够成功解释的反应现象8

4、.2单边环化的分子内反应违反Baldwin规则的情况：Baldwin规则是对已知的阴离子亲核反应机理的总结，违反Baldwin规则的反应也可能发生该规则认为不能发生的反应在改变反应条件时仍能发生，但机理可能完全不同王鹏自由基环合也适用Baldwin规则Baldwin规则认为不能进行的反应，改变条件可以反应8.2单边环化的分子内反应其他违反Baldwin规则的例子：烯醇负离子的环化规则：扩展的Baldwin王鹏形成亚胺鎓盐5-endo-trigBaldwin禁止烯醇负离子的环化规则8.2单边环化的分子内反应额外的参数：烯醇负离子的内式：en

5、olendo，双键在内部烯醇负离子的外式：enolexo，双键在外部例如：王鹏烯醇负离子的内式进攻内式外式内式外式8.2单边环化的分子内反应阴离子环化总结：阴离子环和是最常用的单边环化方法。成环是利用负离子的亲核反应完成的，因此影响负离子产生的因素都能影响该类环化反应，例如：使用不含α-氢的醛进行羟醛合环可以高产率的得到环化产物王鹏LiN(TMS)2,CeCl3THF,-78℃87%8.2单边环化的分子内反应利用预制的烯醇负离子可以在敏感基团存在下合环非碳负离子的阴离子合环在杂原子环类化合物的合成中应用广泛王鹏BF3-Et2O99%有机锡

6、试剂在环化中的的应用甲璜酰化-OMs环合杂原子提供阴离子是杂原子环的重要方法8.2单边环化的分子内反应阳离子环化反应：利用阳离子中间体进行合环的环化反应该类环和的应用较广泛，萜类化合物和甾体的合成中很多都是通过阳离子环化制备的阳离子常使用碳正离子，其容易重排生成更稳定的化合物，因此能形成稳定的叔碳正离子及其他稳定的正离子的产物的产率较高王鹏80%HOAc-H2O叔碳正离子，已经处于稳定状态，不再重排8.2单边环化的分子内反应其他阳离子成环的例子：研究较多的是稳定化碳正离子（与稳定基团相连）的环化反应，主要是亚胺鎓离子、酰亚胺鎓离子、氧鎓离

7、子的反应王鹏Lewis酸阳离子环合脱去Lewis酸虽非叔碳正离子，但成稳定环的要求使其不进行重排亚胺鎓中间体加成在碳中心上8.2单边环化的分子内反应自由基环化反应：通过自由基反应得到环合产物的成环方法与极性反应相比，自由基反应可以在中性条件下反应，从而避免副反应与极性反应不同，自由基环化一般以五元环产物为主自由基环化近年来得到了广泛关注，许多天然产物的合成反应利用了该类反应王鹏8.2单边环化的分子内反应有机金属化合物催化的环合反应：钯催化环合：常见的是分子内的Suzuki反应、Heck反应和Stille反应金属有机催化下的亲电环合反应：金

8、属有机催化剂的正离子首先与烯、炔等富电子基团配位使之活化，随后发生分子内亲核反应，亲核体（多为杂原子）进攻活化体而形成杂环化合物卡宾插入反应：重氮化合物在二价铑盐或铜盐作用下得到卡宾，随之插入