最新[工学]第十三章羰基化合物的亲核加成和亲核取代反应07教学讲义PPT.ppt

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1、[工学]第十三章羰基化合物的亲核加成和亲核取代反应0713.1羰基的结构与亲核加成/取代反应的活性羰基碳、氧:sp2杂化；羰基为平面型极性基团。(接受亲核试剂)(接受亲电试剂)13.1.1羰基的结构与亲核反应P569一个键、一个键；(接受亲电试剂)(接受亲核试剂)羧酸/羧酸衍生物发生亲核加成-消除——亲核取代反应羧羰基:13.1.3羧酸衍生物中羰基的亲核取代与反应活性P571,599●与反应物稳定化程度及中间体稳定性化程度有关；●与离去基团(Y)的离去能力有关。离去基团的离去能力：羧酸衍生物亲核取代反应活性顺序：●与羧羰基碳的电正性及空间位阻有关；13.1.4比较醛酮与羧酸衍生物中羰基

2、的亲核反应活性P571酰卤>酸酐>醛>酮>羧酸≈酯>酰胺●与羰基相连基团(XOCORHROHORNHR)的电子效应(I/C)有关．P57113.2羰基的亲核加成反应P57113.2.1与含氧/硫亲核试剂的加成反应亲核试剂：含氧、硫、氮、碳的负离子或中性分子。1.与含氧亲核试剂的加成1.1与醇的加成(可逆反应)P577(1)半缩醛、缩醛的生成(无水酸催化)反应机制P578：环状半缩醛、缩醛缩醛对碱、氧化剂稳定；易被稀酸水解成醛和醇。(2)缩酮的生成环状缩酮缩酮在稀酸中水解，生成原来的酮和醇。（不断除水）前列腺素E2(3)保护醛酮羰基前列腺素E2缩酮载体前药提示：1)含碳亲核试剂对酯羰基的加成

3、；2)比较酮与酯羰基的亲核加成活性：酮>酯。3)先保护酮羰基。1.2与水的加成(可逆反应)P574热力学上,平衡一般偏向反应物.与吸电子基相连,平衡移向生成物(水合物).2.与含硫亲核试剂的加成2.1与硫醇的加成P579缩硫醛(酮)2.2与亚硫酸氢钠的加成P579试剂亲核中心是硫原子。(羟基磺酸钠)13.2.2与含氮亲核试剂的加成P5802.1与伯胺、仲胺的加成1)与伯胺加成-脱水反应产物:亚胺(西佛碱Schiffbase)(止咳酮)N-乙基丁亚胺机制2)与氨衍生物(H2N-Y)的加成-脱水反应分离提纯醛酮常用的氨衍生物(H2N-Y):P581研究药物-DNA作用N-ß-萘酚醛-D-

4、氨基葡萄糖Schiff碱及其金属配合物。具抗肿瘤活性3)与仲胺加成-脱水反应P582含H的羰基化合物与2o胺反应,生成烯胺而不是亚胺。烯胺是很有用的烷基化与酰基化底物.(见14章)13.2.3与含碳亲核试剂的加成P5831.与氰基负离子(-CN)的加成产物：-羟基腈,其水解得-羟基酸、还原得-氨基醇.羰基化合物与氯化铵、氰化钠反应生成-氨基腈,水解得-氨基酸。P585--Strecker(-氨基酸)2.与炔基负离子的加成P585炔醇3.与有机金属试剂的加成P586格氏试剂与甲醛加成-水解,制备试剂烃基上多一个碳的一级醇。由格氏试剂制备各类醇2°醇1°醇3°醇对称2°醇格

5、氏试剂与CO2反应(制备羧酸)P587格氏试剂与环氧化合物反应(制备醇)P5874.与磷Ylide试剂的反应Wittig反应P589C=O双键转化为C=C双键？(邻位两性离子)●磷Ylides试剂的制备:(可由三苯基膦与卤代烷制备)Wittig反应机制(烷基三苯基鏻盐)(三苯基氧膦)(磷内盐)(氧磷杂环丁烷)Wittig反应生成的碳碳双键位置确定．消除反应中：(烯产物单一)(多个异构体)13.2.4,-不饱和醛酮的亲核加成P593C-2(羰基碳)、C-4(-C)是亲核试剂进攻的位点。1,2-加成:Nu进攻C-2；1,4-加成(共轭加成):Nu进攻C-4。与有机锂加成,产物以1,2

6、-加成为主(试剂碱性强且位阻较小)P595与烃基铜锂加成,产物以1,4-为主(试剂位阻较大)与格氏试剂加成,产物:1,2-加成或1,4-加成(空间位阻)1,4-加成产物1,4-加成与氢氰酸、胺、醇、硫醇加成,产物以1,4-加成为主.P59413.3羧酸及其衍生物的亲核取代反应P59813.3.1羧酸的亲核取代反应p-共轭,羧酸羰基发生亲核加成活性降低.亲核加成-消除，总结果：亲核取代。1.酯化反应(酯的形成)酰氧键断裂,羧羟基被RO-取代酸或碱催化亲核加成消去反应机制：（羧酸与一级、二级醇的酯化反应）反应物mol:1:82.酰卤和酸酐的形成酰卤的形成(羧羟基被X-取代)P604亚

7、硫酰氯(二氯亚砜)SOCl2，PCl3、PCl5酸酐的形成(羧羟基被酰氧基取代)p6051)羧酸盐与酰氯反应2)羧酸失水3.酰胺的形成(羧羟基被氨/胺基取代)P60213.3.2羧酸衍生物的亲核取代反应1.水解(形成羧酸)注意：反应活性比较酯水解反应,键的断裂发生在酰氧键还是烷氧键？大多数一级和二级醇的羧酸酯水解发生酰氧键断裂；三级醇的羧酸酯水解发生烷氧键断裂。酸催化：碱催化：三级醇的羧酸酯水解：SN1机制试写出化合物