修改活性中间体在有机合成中的应用.pptx
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1、上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 第一节、碳烯(卡宾)第一节、碳烯(卡宾)第二节、活性亚甲基化合物第二节、活性亚甲基化合物第三节、烯胺第三节、烯胺第四节、第四节、Mannich(曼尼希)碱(曼尼希)碱学习内容学习内容阶段作业阶段作业本章总结本章总结上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 第一节、碳烯(卡宾)第一节、碳烯(卡宾)一、碳烯的结构和种类一、碳烯的结构和种类1959年年光光谱谱研研究究确确定定。它它
2、包包含含一一个个2价价碳碳原原子子,同同时时还还有有2个未成键电子,以两种不同的状态存在:个未成键电子,以两种不同的状态存在:1 1单重(线)态碳烯单重(线)态碳烯 能量较高能量较高C CSP2SP2 2 2个个电电子子同同时时占占据据一一个个SP2SP2杂杂化化轨轨道道,自自旋旋方方向向相相反反,用用CH2CH2或或 1 1:CHCH2 2表示。如图所示:表示。如图所示:上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 2三重(线)态碳烯三重(线)态碳烯CSPSP2个个电电子子分分别别占占据据Py、Pz轨轨道道
3、,自自旋旋方方向向相相同同,用用CH2或或 3:CH2表示,又称双自由基。表示,又称双自由基。能量较高能量较高上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 3.碳烯的种类:碳烯的种类::CH:CH2 :CHR:CHR :CRR:CRR (R:(R:烷烷基基,芳芳基基,烯烯基基,炔炔基基):CHX :CRX :CXX :CHX :CRX :CXX (X X:F F、ClCl、BrBr、I I):CHY:CHY :CRY:CRY :CYY:CYY (Y:(Y:为为其其它它基基团团,如如 OROR,-SRSR,-C
4、N-CN,-COOR-COOR,-COR)-COR)CR CR2=C:CR=C:CR2 2=C=C:=C=C:(R R:烷基、芳基:烷基、芳基 )上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 二、碳烯的生成二、碳烯的生成(一)重氮化合物分解反应(一)重氮化合物分解反应一般为一般为1:CH2,不能直接制得三线态。,不能直接制得三线态。单线态与别单线态与别的分子或容器壁碰撞失去一部分能量,可的分子或容器壁碰撞失去一部分能量,可以慢慢变为能量较低的三线态。以慢慢变为能量较低的三线态。-南大化学系编有机化学下册南大化
5、学系编有机化学下册P99上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich (二)(二)-消除反应消除反应1二卤碳烯制备(好方法)二卤碳烯制备(好方法)二二氟氟碘碘甲甲烷烷CHIF2最最易易生生成成(最最稳稳定定)碳碳烯烯:CF2为什么?为什么?此此法法应应用用范范围围广广,所所有有的的卤卤仿仿CHX1X2X3(X=F、Cl、Br、I),不不同同的的碱碱BM(B=-OH,-OR,-R;M=Li,Na,K)上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 Manni
6、chMannich 类推得到:类推得到:2一卤代碳烯制备一卤代碳烯制备3甲基或苯基碳烯制备甲基或苯基碳烯制备上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 三、碳烯的化学性质三、碳烯的化学性质 活泼的亲电试剂(活泼的亲电试剂(6e6e)与与键加成键加成与与键的插入(不讲)键的插入(不讲)加加成成反反应应-与与烯烯烃烃、炔炔烃烃、芳芳烃烃以以及及杂杂环环化化合合物物的的键加成:键加成:1 1与与烯烃加成烯烃加成注意:注意:单单重重态态与与烯烯烃烃进进行行加加成成时时,是是协协同同的的(一一步步)顺顺式式环环加加成
7、(一般情况)成(一般情况)上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 参参考考:有有机机活活性性中中间间体体高高鸿鸿宾宾P101高高教教出出版版社社1987年年三重态与双键是按二步进行的,不具有立体专一性三重态与双键是按二步进行的,不具有立体专一性上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 例:例:上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMann
8、ich 2与炔烃加成与炔烃加成3.与芳烃加成与芳烃加成4与杂环双键加成与杂环双键加成生成扩环产物生成扩环产物有用有用上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 有机活性中间体有机活性中间体高鸿宾高鸿宾P106高教出版社高教出版社1987年年上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 四、合成应用四、合成应用-合成环丙烷衍生物合成环丙烷衍生物Simmons-SmithSimmons-Smith反反应应-二二碘碘甲甲烷烷与与
9、锌锌-铜铜偶偶合合体体制制得得的的有有机机锌锌试试剂剂(称称类类卡卡宾宾)与与 烯烯烃烃作作用用生生成成环环丙丙烷烷及及其衍生物的反应。其衍生物的反应。(薛永强(薛永强现代有机合成方法与技术现代有机合成方法与技术P40)也可用二乙基锌代替锌也可用二乙基锌代替锌-铜偶合体铜偶合体(条件温和、顺式加成、产率高)(条件温和、顺式加成、产率高)-上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 活泼亚甲基化合物是指在亚甲基的活泼亚甲基化合物是指在亚甲基的-位含有羰基、位含有羰基、酯基、硝基、腈基或苯基等取代基的化合物酯基
10、、硝基、腈基或苯基等取代基的化合物。在碱作。在碱作用下,给出质子生成用下,给出质子生成碳负离子碳负离子。由于负碳离子的未共。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用电子对与上述这些不饱和取代基的电子重叠共振电子重叠共振而得到稳定。而得到稳定。活活泼泼亚亚甲甲基基化化合合物物以以负负离离子子的的形形式式能能与与正正电电荷荷的的物物质质进进行行反反应应,增增长长碳碳链链,在在合合成成中中成成为为一一重重要要中中间间体。体。第二节、活泼亚甲基化合物第二节、活泼亚甲基化合物 上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 Mannich
11、Mannich 一、一、烃基化反应烃基化反应 二、二、酰基化反应酰基化反应 三、三、羟醛缩合反应羟醛缩合反应及其拓展及其拓展 上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 1.1.活性较大的亚甲基化合物的烃基化活性较大的亚甲基化合物的烃基化 -二酮,二酮,-酮酸酯酮酸酯(如如“三乙三乙”),丙二酸酯,丙二酸酯等等应用?应用?应用?应用?注意:注意:亚亚甲甲基基:被被一一个个硝硝基基或或两两个个以以上上的的羰羰基基、酯酯基基、腈腈基基等活化了的亚甲基都具有比一般脂肪醇大的酸性。等活化了的亚甲基都具有比一般脂肪醇
12、大的酸性。碱碱:用用强强碱碱在在非非质质子子性性溶溶剂剂中中处处理理,或或者者用用金金属属醇醇化化物物(如如EtONaEtONa)的的无无水水醇醇溶溶液液处处理理时时,结结果果都都可可以以大大部部分转变成烯醇负离子分转变成烯醇负离子(C(C-)烃基化试剂:伯烃基化试剂:伯RXRX或烯丙式或烯丙式RXRX或硫酸酯(甲基化试剂)或硫酸酯(甲基化试剂)一、烃基化反应一、烃基化反应 上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 碱用量、烃基化试剂用量加倍,也可进行二烃基化;碱用量、烃基化试剂用量加倍,也可进行二烃基化
13、;也也可可用用二二卤卤代代烷烷烃烃化化剂剂,生生成成环环状状化化合合物物(三三、四、五、六元环,其中五元环最易形成)。四、五、六元环,其中五元环最易形成)。上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 腈腈、酮酮两两者者的的亚亚甲甲基基酸酸性性较较小小,不不易易发发生生烃烃基基化化,需需要要用用较较强强的的碱碱性性试试剂剂(如如NaH,NaNH2,Ph3CNa等等)在惰性溶剂中进行。在惰性溶剂中进行。2.2.腈、酮和酯的烃基化腈、酮和酯的烃基化 上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺
14、目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 注意:注意:不对称不对称酮酮进行烃基化反应时,得到两种或多种进行烃基化反应时,得到两种或多种烃基化产物,这与化合物结构及反应条件有关:烃基化产物,这与化合物结构及反应条件有关:例例1 1 上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 酮定向酮定向烃基化,可用四种方法:烃基化,可用四种方法:活化烃化位置活化烃化位置(在取代基较少的(在取代基较少的-C-C上定向烃化)上定向烃化)酮的酮的-位活化可通过引入活化基团位活化可通过引入活化基团:乙氧羰基
15、乙氧羰基 (来自碳酸二乙酯,常用,易除去(来自碳酸二乙酯,常用,易除去COCO2 2););例例1 1甲酰基(来自甲酸乙酯,甲酰基(来自甲酸乙酯,可用可用OHOH-/H/H2 2O O加热除去);加热除去);乙氧草酰基乙氧草酰基 (来自草酸二乙酯,待烃化后再除去)(来自草酸二乙酯,待烃化后再除去)上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 酮的羰基两旁都有酮的羰基两旁都有-H-H,要使其中之一更加活化,要使其中之一更加活化,可可再再引引入入-CO-CO2 2Et(Et(用用O=CO=C(OEtOEt)2 2
16、)或或-CHO-CHO(用用HCOHCO2 2EtEt),使之得到双活化。例如:使之得到双活化。例如:酮的酮的-H活化活化Ref.Ref.黄乃聚黄乃聚 有机化学复习指南有机化学复习指南复旦大学复旦大学 19871987年年P257 5.4.1P257 5.4.1上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 解:解:上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 酯酯酯的酯的-H-H常不能直接和常不能直接和R-XR-X反应,也可
17、引入反应,也可引入-CO-CO2 2EtEt,使之成为双活化的亚甲基氢。例如:,使之成为双活化的亚甲基氢。例如:上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich l例例2 2分析:分析:合成:合成:上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 引入阻塞基团引入阻塞基团(迫使迫使在取代较多的在取代较多的-C-C上烃化)上烃化)一般先用甲酸酯进行甲酰化,然后将甲酰基转成烯硫醚一般先用甲酸酯进行甲酰化,然后将甲酰基转成烯硫醚(或烯胺)
18、,烃化后将其除去。(或烯胺),烃化后将其除去。例例 合成合成黄宪黄宪 有机合成有机合成(上)(上)P11P11上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 选择性的生成某一个位置的烯醇负离子,进行烃化选择性的生成某一个位置的烯醇负离子,进行烃化 高取代物生成(取代基较多的高取代物生成(取代基较多的-C-C上定向烃化上定向烃化)黄宪黄宪有机合成有机合成P12 P12 上一页上一页
19、下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 低取代物生成(取代基较少的低取代物生成(取代基较少的-C-C上定向烃化上定向烃化)不不对对称称酮酮+高高位位阻阻强强碱碱(如如:LDALDA)+液液氨氨 低低取取代物(动力学控制)代物(动力学控制)上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 MannichMannich 张滂张滂 有机合成进展有机合成进展 上一页上一页 下一页下一页 退退 出出 返返 回回 烯烯 胺胺 目目 录录 碳碳 烯烯 亚甲基亚甲基 Mannich
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- 修改 活性 中间体 有机合成 中的 应用
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