有机反应的选择性与控制课件.ppt

1、第三章第三章有机反应的选择性有机反应的选择性与控制与控制本章内容本章内容v(1)、有机合成反应的选择性；、有机合成反应的选择性；v(2)、活化和钝化导向基的引入；、活化和钝化导向基的引入；v(3)、羟基、羰基和氨基的保护。、羟基、羰基和氨基的保护。v(4)、碳膈的形成；、碳膈的形成；v一、合成反应的选择性一、合成反应的选择性3.13.1有机合成反应的选择性与控制有机合成反应的选择性与控制（1）、定义：一个反应可能在底物的不同部位或方向）、定义：一个反应可能在底物的不同部位或方向进行，从而形成几种产物时的难易程度进行，从而形成几种产物时的难易程度（2）、分类：）、分类：1）化学选择性）化学选择性

2、 2）区域选择性）区域选择性 3）立体选择性）立体选择性v 1、化学选择性（、化学选择性（chemoselectivity）OOOC2H5+NaBH4定义：不使用活化或保护等策略，反应试剂对不同定义：不使用活化或保护等策略，反应试剂对不同的官能团有不同的反应活性的官能团有不同的反应活性如果反应中所使用的某种试剂对一个有多官能团的如果反应中所使用的某种试剂对一个有多官能团的分子起化学反应时，只对其中一个官能团起作用分子起化学反应时，只对其中一个官能团起作用OOHOC2H5HOHOOHMnO2OHOOHv2、区域选择性（区域选择性（regioselectivity）定义：相同的官能团在分子的不同位

3、置，反应活性不同，或定义：相同的官能团在分子的不同位置，反应活性不同，或生成产物的稳定性不同。如果反应中所使用的某种试剂只与生成产物的稳定性不同。如果反应中所使用的某种试剂只与分子的某一特定位置官能团的分子起作用，而不与其他位置分子的某一特定位置官能团的分子起作用，而不与其他位置上的相同官能团作用。上的相同官能团作用。OEtOOPhCH3OEtOOPhBrOH-CH3+OOOv催化氢化反应中碳碳双键催化的活性比羰催化氢化反应中碳碳双键催化的活性比羰基高，若分子中同时有基高，若分子中同时有C=C和和C=O时可选择时可选择性的还原双键性的还原双键v催化氢化双键选择性最好的催化剂催化氢化双键选择性最

4、好的催化剂Wilkinson Catalyst:(Ph3P)3RhClCHO(Ph3P)3RhClH2CHO铑催化剂是碳碳双键选择性氢化的有效催化剂，用铑催化剂是碳碳双键选择性氢化的有效催化剂，用于烯烃的氢化，避免含氧基团被还原。通常只还原于烯烃的氢化，避免含氧基团被还原。通常只还原位阻最小的单取代或双取代双键位阻最小的单取代或双取代双键OH2,(Ph3P)3RhClPh,1 atmOOLiAlH4HOHOHH+exo(90%)endo(10%)v 3、立体选择性（、立体选择性（enantioselectivity）定义：一个反应中可能生成两种空间结构不同的立体异构体，定义：一个反应中可能生成

5、两种空间结构不同的立体异构体，生成的两种异构体的量不同，称反应具有立体选择性包括顺生成的两种异构体的量不同，称反应具有立体选择性包括顺反异构，对映异构，非对映异构选择性。这种反应常与作用反异构，对映异构，非对映异构选择性。这种反应常与作用物的位阻、过渡状态的立体化学要求以及反应条件有关物的位阻、过渡状态的立体化学要求以及反应条件有关PhCH3HCHO+CH3MgIPhCH3HCH3HOHPhCH3HHCH3OH+67%33%NO2NO2NH4HSSnCl2-HClNO2NH2NH2NO2二、控制选择性的因素v热力学控制：由各个反应产物的稳定性来确定热力学控制：由各个反应产物的稳定性来确定v动力

6、学控制：由各个反应的反应速率确定动力学控制：由各个反应的反应速率确定 3.23.2导向基的引入BrBrBr溴是邻、对位定位基团，怎样引入导向基？NO2NH2BrBrBrNH2BrBrBrN2+OSO3HBrBrBr合成路线：引入导向基原则v、招之即来，挥之即去v、活化是导向的主要手段v、钝化导向v、利用封闭特定位置进行导向活化是导向的主要手段PhOOBrCH2Ph碱PhOBrCH2Ph碱PhOPhOHOSide ReactionSide Reaction例一怎样改善?O+BrCH2Ph逆合成分析：逆合成分析：合成：OC2H5OOC2H5ONaOC2H5OONaPhCH2BrOC2H5OOPh1

7、0%KOH,加热OKOOPhH+,加热OPhActivate合成路线CO2HCO2C2H5CO2C2H5(1)LiAlH4(2)PBr3BrCHO2C2H5CO2C2H5NaCO2C2H5CO2C2H5(1)水解(2)加热CO2HBr+CH3CO2H例二例二:合成路线：合成路线：逆合成分析：逆合成分析：OCH3OCH3BrOCH3CHOBrOCH3CHOOHOH2-,钝化导向例一：NH23Br2NH2BrBrBr3HBrNH2Br+NH2NHCOCH3NHCOCH3BrPhNHPhNH2ClOPhNHOPhNH2RBrPhNHRRBrPhNR2例二：PhNH2BrLiAlH4PhNH利用封闭特

8、定位置进行导向利用封闭特定位置进行导向例一：NH2NH2HNO3NO2HNO3OxidationH2SO4N H3HSO4HNO3N+H3HSO4NO2NaOHNH2NO2NH2NHCOCH3H2SO4-HNO3NHCOCH3NO2(90%)水解NH2NO2例二合成：NH2NO2合成路线：NH2NHCOCH3H2SO4NHCOCH3SO3HHNO3NHCOCH3NO2SO3H57%H2SO4NH2NO2例二：合成路线ClClOH合成：合成：合成路线：合成路线：ClClOHOH+HO C(CH3)3H2SO4OHC(CH3)3Cl2,FeOHC(CH3)3ClCl,AlCl3+C(CH3)3DC

9、O2EtOHCO2EtOHNaBH4selectivityCO2EtOHCH2OHO?OHOHCO2EtOOLiAlH4CH2OHOOH+H3O+3.3 Protecting Groups 保护基团保护基团保护基应用的策略：控制反应的区域选择性控制反应的区域选择性提高反应的立体选择性提高反应的立体选择性有利于多种产物的分离有利于多种产物的分离 提高反应的经济性提高反应的经济性理想的保护基v能选择性地、容易地与被保护地基团反应，达到高的能选择性地、容易地与被保护地基团反应，达到高的转化率转化率.（容易引入所要保护地分子）（容易引入所要保护地分子）v与被保护基形成的结构能够经受住所要发生的反应的与

10、被保护基形成的结构能够经受住所要发生的反应的条件，而不起反应条件，而不起反应v 反应结束后，在不损及其余部分的条件下可以方便反应结束后，在不损及其余部分的条件下可以方便的裂解脱出，脱出的保护基易于从反应物中分离除去的裂解脱出，脱出的保护基易于从反应物中分离除去v保护基容易得到，反应易操作，少污染等因素保护基容易得到，反应易操作，少污染等因素3.3.1 醇的保护醇的保护v醚类醚类v缩醛、缩酮类缩醛、缩酮类v酯类酯类Protecting groups for alcohols R-OHProtecting agentStructure of protevted alcoholReagentsDeb

11、lockingAcMEMTceocBzl,BnR O C CH3OR-CH2-O-CH2-CH2-O-CH3R-O-C-O-CH2-CCl3OR-O-C-O-CH2-CBr3OTbeocR-O-CH2-Ac2O/PyMEMCl/PyTceocCl/PyTbeoc/PyPhCH2Cl/PyNaOMe/MeOH or K2CO3/MeOH or NH3/MeOHZnBr2/CH2Cl2Zn-Cu/AcOHH2/Pd or Na/NH3MeCH3ORMe2SO4/NaOHBBr3;HICH3HOCOOHHOCH3HOCOOHHOOH-(CH3)2SO4DMFCH3H3COKMO4/H+COOHH3C

12、OHI合成：合成：例例1：1、醚类保护基、醚类保护基v1）甲基醚（）甲基醚（Me醚）醚）HOCH3I/NaOH(MeO)2SO2/NaOHn-BuN+I_CH2N2MeO(1)CrO3,AcOHOHOHHBr,AcOHMe3SiI/HCCl3BBr3MeOOHOO甲醚的制备与脱保护甲醚的制备与脱保护v常用的甲基化试剂：常用的甲基化试剂：(MeO)2SO2硫酸二甲酯硫酸二甲酯氢氧化钠；氢氧化钠；MeI碘甲烷氢氧化钠；重氮甲烷碘甲烷氢氧化钠；重氮甲烷v去保护在酸的作用下完成：浓的氢碘酸；去保护在酸的作用下完成：浓的氢碘酸；BBr3；三甲基硅烷三甲基硅烷v甲醚能稳定存在的范围：甲醚能稳定存在的范围：

13、pH=114范围稳定，范围稳定，强碱、亲核试剂、氧化剂、有机金属试剂、催化强碱、亲核试剂、氧化剂、有机金属试剂、催化氢化、氢化物还原试剂存在时均不受影响氢化、氢化物还原试剂存在时均不受影响ROHMe2SO4NaOHROMeBF3/RSHROHMechanism for deprotection of methyl ether:Hard-soft acids and bases principleROCH3(H3C)3SiICH3I +ROSi(CH3)3ROH +(CH3)3SiOH2)苄醚(Bn醚）OOHMeMeOOHMeMeOMeOOHMeMePhCH2ClOOCH2PhMeMe1)B2H

14、6,THF2)KOH/H2O23)KOH/MeI例二：例二：OOCH2PhMeMeOMeOOHMeMeOMeH2,Pd/C合成路线：合成路线：v与烯丙基或苄基相连的与烯丙基或苄基相连的C-O键，键，CN键易发生氢解键易发生氢解反应反应,苄酯、苄醚、苄胺的苄基可以氢解除去。而苄苄酯、苄醚、苄胺的苄基可以氢解除去。而苄基可用于羧基、醇及胺的保护基团，钯碳是氢解基可用于羧基、醇及胺的保护基团，钯碳是氢解苄氧键或苄氮键的有效催化剂苄氧键或苄氮键的有效催化剂催化氢解催化氢解H2/Pd-CNNPhOPhNNHOPhv苄醚保护基的制备：苄醚保护基的制备：由由PhCH2Cl（氯苄）或（氯苄）或PhCH2Br/

15、KOH（溴苄）烃基化制得（溴苄）烃基化制得v苄醚能稳定存在的范围：苄醚能稳定存在的范围：pH=114范围稳定，范围稳定，亲核试剂、氧化剂、有机金属试剂、氢化物亲核试剂、氧化剂、有机金属试剂、氢化物还原试剂等存在时均不受影响还原试剂等存在时均不受影响v苄醚的去保护方法：苄醚的去保护方法：1）采用氢解方法，钯）采用氢解方法，钯碳催化氢化（碳催化氢化（PdC催化氢解），特点是催化氢解），特点是其他醚键可以保留；其他醚键可以保留；2）Li或或Na/液液NH3可溶可溶金属（钠或钾液氨）还原法金属（钠或钾液氨）还原法OHOOHOOHOHOH12345678123456OHOOMe OOHOHOH5-O-甲

16、基槲皮素BnBr,K2CO3OBnOOHOOBnOBnOBn1)MeI(过 量），K2CO32)H2,Pd/C3）叔丁基醚）叔丁基醚HO CH2CCHHO CH2CCCOOHHO CH2CCHH+OCH2CCH例二：例二：1)CH3MgBr2)CO23)H+/H2OOCH2CCCOOHHO CH2CCCOOHCF3COOHDH+ROHR OH+H+R Ov叔丁基醚制备：叔丁基醚制备：醇与醇与2甲基丙烯反应，浓硫酸甲基丙烯反应，浓硫酸或三氟硼酸或三氟硼酸/磷酸作催化剂磷酸作催化剂MeOOBu-tMeO Bu-tMeOCF3CO2HMeOHMeO脱保护方法：脱保护方法：v叔丁基醚能稳定存在的范围：

17、叔丁基醚能稳定存在的范围：pH=114范围范围稳定，亲核试剂、氧化剂、有机金属试剂、稳定，亲核试剂、氧化剂、有机金属试剂、催化氢化、氢化物还原试剂、可溶性金属还催化氢化、氢化物还原试剂、可溶性金属还原等存在时均不受影响原等存在时均不受影响v叔丁基醚对酸的稳定性比甲醚和苄醚差，利叔丁基醚对酸的稳定性比甲醚和苄醚差，利用此点差异，选择性裂解叔丁基醚用此点差异，选择性裂解叔丁基醚v叔丁基醚的去保护方法：叔丁基醚的去保护方法：无水三氟乙酸无水三氟乙酸（CF3COOH）、三甲基硅碘或氢溴酸、三甲基硅碘或氢溴酸（HBr CF3COOH）4）四氢吡喃醚（）四氢吡喃醚（THP醚）醚）HCCCH2OOHCCCH

18、2OHOBrMgCCCH2OOHO2CCCCH2OHH+C2H5MgBrTHF(i)CO2(ii)H+,H2O64%制备方法：由二氢吡喃与醇在制备方法：由二氢吡喃与醇在H催化下制备催化下制备OH+O+ROHOORH+-H+OORvTHP醚醚脱保护方法：脱保护方法：室温下，在酸性条件下室温下，在酸性条件下H+/H2O水解水解v稳定存在范围：稳定存在范围：中性或碱性条件下稳定，对中性或碱性条件下稳定，对格氏试剂，烷基锂、氢化铝锂、烃化剂和酰格氏试剂，烷基锂、氢化铝锂、烃化剂和酰化剂等存在时均不受影响化剂等存在时均不受影响v应用范围：应用范围：广泛用于炔醇类、甾体类，核苷广泛用于炔醇类、甾体类，核苷

19、酸以及糖、甘油酯、环多醇和肽类；酸以及糖、甘油酯、环多醇和肽类；缺点：缺点：不能在酸性介质中反应，并且将在体系中引不能在酸性介质中反应，并且将在体系中引入一个新的手性中心入一个新的手性中心v制备：氯甲基甲醚或甲醛缩二甲醇将醇羟基甲氧甲制备：氯甲基甲醚或甲醛缩二甲醇将醇羟基甲氧甲基化生成基化生成5）、甲氧基甲醚（）、甲氧基甲醚（MOM）ROH +ClCH2OCH3NaH/THFROCH2OCH3ROH +CH3OCH2OCH3P2O5/CHCl3ROCH2OCH3v甲氧基甲醚能稳定存在的范围：甲氧基甲醚能稳定存在的范围：pH=314范围稳范围稳定，亲核试剂、氧化剂、有机金属试剂、催化氢化定，亲核

20、试剂、氧化剂、有机金属试剂、催化氢化（除酸性条件下）、氢化物还原试剂可溶性金属还（除酸性条件下）、氢化物还原试剂可溶性金属还原等存在时均不受影响原等存在时均不受影响v甲氧基甲醚的去保护方法：盐酸甲醇溶液、盐酸甲氧基甲醚的去保护方法：盐酸甲醇溶液、盐酸/THF溶液、硫酸溶液、硫酸/乙酸溶液乙酸溶液v甲氧基甲醚遇酸的稳定性不如简单的醚，利用甲氧甲氧基甲醚遇酸的稳定性不如简单的醚，利用甲氧基甲醚遇酸稳定性较差，可选择酸水解脱保护基。基甲醚遇酸稳定性较差，可选择酸水解脱保护基。OOCH2OCH3OCH2PhHCl/MeOHOOHOCH2Phv制备：醇在氢化钠等强碱作用下形成烃氧基负离子制备：醇在氢化钠

21、等强碱作用下形成烃氧基负离子与与2-甲氧基乙氧甲基氯（甲氧基乙氧甲基氯（ClCH2OCH2CH2OCH3)反反应生成应生成MEM醚或醚或2-甲氧基乙氧甲基氯与叔胺形成的甲氧基乙氧甲基氯与叔胺形成的季铵盐与醇直接作用季铵盐与醇直接作用6）、2-甲氧基乙氧甲基醚（MEM）THPOOOHMEMCl/(i-Pr)2NEtCH2Cl2THPOOOMEMv2-甲氧基乙氧甲基醚的去保护方法：溴化锌甲氧基乙氧甲基醚的去保护方法：溴化锌/二氯甲二氯甲烷；四氯化钛烷；四氯化钛/二氯甲烷。二氯甲烷。MEM醚的生成和裂解都醚的生成和裂解都是在非质子性溶剂中进行的是在非质子性溶剂中进行的v 在在AcOHH2O;TsOH

22、/MeOH酸性条件下，不发生酸性条件下，不发生裂解裂解THPOOOMEMZnBr2/CHCl3Et2O/MeCNTHPOOOHTiCl4/ChCl3v含活泼氢的基团都可以用硅烷化保护。反应的含活泼氢的基团都可以用硅烷化保护。反应的ROHArOHCOOHNHCONHSHv常见的硅醚：三甲基硅醚（常见的硅醚：三甲基硅醚（R-O-SiMe3，R-O-TMS)三乙基硅醚（三乙基硅醚（R-O-SiEt3，R-O-TES)三异丙基基硅醚（三异丙基基硅醚（R-O-Si(i-Pr3)，R-O-TIPS)叔丁基二甲基硅醚叔丁基二甲基硅醚(R-O-Si(Me2)t-Bu，R-O-TBDMS)7）、硅烷基醚）、硅烷

23、基醚(1)三甲基硅醚（三甲基硅醚（R-O-SiMe3，R-O-TMS)ROH +Me3SiClEt3N,THFROSiMe3 制备：醇与三甲基硅烷化试剂作用，三甲基硅醚制备：醇与三甲基硅烷化试剂作用，三甲基硅醚极不稳定，制备过程需保持无水极不稳定，制备过程需保持无水 格氏试剂（亲核试剂）、氢化反应、氢化物还格氏试剂（亲核试剂）、氢化反应、氢化物还原等都会影响三甲基硅醚；只能暂时保护羟基。原等都会影响三甲基硅醚；只能暂时保护羟基。三甲基硅醚的去保护：酸或碱性条件下，遇水三甲基硅醚的去保护：酸或碱性条件下，遇水即可分解即可分解制备：由醇与叔丁基二甲基氯硅烷（制备：由醇与叔丁基二甲基氯硅烷（t-Bu

24、(Me2)SiCl）(2 )叔丁基二甲基硅醚叔丁基二甲基硅醚(R-O-Si(Me2)t-Bu，R-O-TBDMS)HOMeHOMet-BuMe2SiClNNHOMeTBDMSOMe叔丁基二甲基硅醚去保护的方法：氟化氢水溶液、叔丁基二甲基硅醚去保护的方法：氟化氢水溶液、氟化四丁铵、硫酸铜氟化四丁铵、硫酸铜/丙酮和对甲苯磺酸丙酮和对甲苯磺酸TBDMSOMeOHMeOHCuSO4,p-TsOHCH3COCH3MeOMeOOH叔丁基二甲基硅醚能稳定存在的范围：叔丁基二甲基硅醚能稳定存在的范围：pH=412范围稳定，适用于亲核反应、氧化反应、有机金属试范围稳定，适用于亲核反应、氧化反应、有机金属试剂、催

25、化氢化、氢化物还原试剂可溶性金属还原等条剂、催化氢化、氢化物还原试剂可溶性金属还原等条件下的羟基保护件下的羟基保护叔丁基二甲基硅的位阻，硅烷化反应选择在伯羟基叔丁基二甲基硅的位阻，硅烷化反应选择在伯羟基（1）形成乙酸酯类形成乙酸酯类3.3.13.3.1羟基的保护羟基的保护二、酯类保护基二、酯类保护基ROHAc2O/吡啶ROCCH3OK2CO3,CH3OHv 制备：由醇和酸酐或酰卤在碱存在下制取制备：由醇和酸酐或酰卤在碱存在下制取v去保护的方法：碱水解或碱醇碱法去保护的方法：碱水解或碱醇碱法v乙酸酯稳定存在的范围：乙酸酯稳定存在的范围：pH=18；在路易斯酸、；在路易斯酸、氧化反应等条件下可稳定

26、存在氧化反应等条件下可稳定存在ROHPhCOCl/吡 啶ROCPhOK2CO3,CH3OH（2）形成苯甲酸酯类形成苯甲酸酯类v 制备：由醇和酸酐或酰卤在碱存在下制取制备：由醇和酸酐或酰卤在碱存在下制取v去保护的方法：碱水解；锂铝氢还原法去保护的方法：碱水解；锂铝氢还原法v苯甲酸酯类稳定存在的范围：在路易斯酸、氧化反苯甲酸酯类稳定存在的范围：在路易斯酸、氧化反应、有机金属试剂、催化氢化、硼氢化合物还原等条应、有机金属试剂、催化氢化、硼氢化合物还原等条件下可稳定存在件下可稳定存在v反应方法反应方法：醇与酸酐、酰卤在吡啶或三乙胺存在：醇与酸酐、酰卤在吡啶或三乙胺存在下反应；在多羟基化合物中，伯羟基最

27、易酯化，下反应；在多羟基化合物中，伯羟基最易酯化，仲羟基次之，叔羟基最难。仲羟基次之，叔羟基最难。OHOH+ClC(CH3)3OC5H5NCOHOO（3）新戊酸酯）新戊酸酯去保护方法：常需要较强的碱性体系（去保护方法：常需要较强的碱性体系（KOH-MeOH);也可选用氢化铝锂在低温下去保护也可选用氢化铝锂在低温下去保护v保护方法：形成缩醛或缩酮；保护方法：形成缩醛或缩酮；v常用的醛酮：丙酮、环己酮、苯甲醛或其烯醇醚常用的醛酮：丙酮、环己酮、苯甲醛或其烯醇醚（2甲氧基丙烯）、缩二甲醇甲氧基丙烯）、缩二甲醇v缩醛或缩酮稳定存在的范围：在中性或碱性条件作缩醛或缩酮稳定存在的范围：在中性或碱性条件作保

28、护基、并且对锂铝氢还原、钠汞齐还原、催化保护基、并且对锂铝氢还原、钠汞齐还原、催化氢化还原（除苄叉基醛缩醇，酮缩醇）、氧化剂氢化还原（除苄叉基醛缩醇，酮缩醇）、氧化剂（CrO3/Py,NaIO4,Pb(OAc)4,KMnO4)等条件下无反等条件下无反应应v 去保护条件：酸性条件下水解去保护条件：酸性条件下水解3.3.1 3.3.1 羟基的保护羟基的保护三、三、1,21,2和和1,31,3二醇的保护二醇的保护MeOOCCOOMeHOOHHCl(aq.)EtOHTsOH2CCH2OTsHOOHHOH2CCH2OHOOTsClTsOH2CCH2OTsOO应用：OMeMeOTsOHMeOOCCOOMe

29、OONaBH4EtOH3.3.23.3.2醛、酮的保护醛、酮的保护一、缩醛、缩酮一、缩醛、缩酮RCH(R)RCOHHO(R)O+RROHRCOHO(R)ROHRRHClHCl无水干+H2O半缩醛 酮不稳定一般不能分离出来缩醛 酮 ，双醚结构。对碱、氧化剂、还原剂稳定，可分离出来。酸性条件下易水解（）（）HCl干环状半缩醛 稳定（）OHCOHOHOH在糖类化合物中多见v 制备：v缩醛或缩酮稳定存在的范围：缩醛或缩酮稳定存在的范围：pH412范围内稳范围内稳定，对碱、氧化剂、还原剂稳定定，对碱、氧化剂、还原剂稳定v 去保护方法：酸催化水解去保护方法：酸催化水解v反应常用的试剂：甲醇、反应常用的试剂

30、：甲醇、1,2二醇、二醇、1,3二醇，二醇，O +OHOHH+OOO +H+OHOHOOO +H+CH3OHOCH3OCH3v醛酮的反应活性：醛酮的反应活性：醛醛链状羰基（环己酮）链状羰基（环己酮）环戊酮环戊酮,-不饱和酮不饱和酮苯苯基酮基酮OC2H5OOROOHRCHOOCH3OCH3完成下列转化：CHOOMeOH,HClreflux,15minCHOOCHOOHMeOH,H+NaBH4H2O,H+CH(OMe)2OOHOOHOOHOOHO1)OHOH,H+2)CrO3OOOHOOO1)KBH42)H2O,H+HNOOC2H5Hp-TsOHHOCH2CH2OH85%HNOC2H5HOO(1)

31、LiAlH4,THF(2)NaOH(3)1 mol/L HClHNOC2H5HCHOMe(1)MeOH,HCl(2)t-BuOK,DMSOCHMeOMeOMeH2O/H+CHOMeClO +H+SSSHSH3.3.23.3.2醛、酮的保护醛、酮的保护二、二硫代缩醛、缩酮二、二硫代缩醛、缩酮v 制备：醛酮与硫醇在酸催化下反应制取制备：醛酮与硫醇在酸催化下反应制取v稳定存在的范围：稳定存在的范围：pH412范围内，还原剂、亲范围内，还原剂、亲核试剂、有机金属试剂存在下稳定。硫醚易被氧化。核试剂、有机金属试剂存在下稳定。硫醚易被氧化。优点在于对酸的稳定性好优点在于对酸的稳定性好v去保护方法：氯化汞水

32、溶液；银盐、铜盐、钛盐等去保护方法：氯化汞水溶液；银盐、铜盐、钛盐等可用于催化水解；可用于催化水解；COCH3OH3CCO2HHSCH2CH2SHOH3CCO2HSSHOHOHSSCOCH3HOHOHZnCl2(69%)LiAlH4(96%)HgO,BF3-Et2OHOArCNCNglycine(H2O/EtOH)100%HArCNCN+CH2N2-N2(Et2O)rt100%NaOH(H2O)50oC99%CH3OArH3CArCNCN3.3.23.3.2醛、酮的保护醛、酮的保护三、二腈亚甲基保护三、二腈亚甲基保护羰基与丙二腈发生羰基与丙二腈发生Knoevengel缩合生成二腈亚甲基，缩合生

33、成二腈亚甲基，是对酸稳定的保护基，在碱性条件下水解去保护是对酸稳定的保护基，在碱性条件下水解去保护缩醛酮保护二醇应用较多的是在糖类化合物的反应中，缩醛酮保护二醇应用较多的是在糖类化合物的反应中，选择性的保护选择性的保护1,21,2和和1,31,3二醇，可以在未保护的羟基二醇，可以在未保护的羟基上反应上反应OHOHOHPhCHOHClCH3COCH3HCl80%20%OOPhPhOHHOOOH(i)CH3(CH2)14COCl(ii)H2/Pd40%OHOCO(CH2)14CH3OHOHOHOCO(CH2)14CH3(i)CH3(CH2)14CO2H Dry HCl(ii)H2OOTMSOTMS

34、,H+CHOOCHOOO+OOO27:1OOHOONH,C6H61)LiAlH42)H2O,H+ON3.3.3氨基的保护一、成盐保护法NHH+N:H+OH_NHH 制备：利用胺与酸反应生成铵盐稳定范围：保护基对高锰酸钾、Na2Cr2O7等氧化剂稳定去保护方法：碱性条件下水解v 制备：在碱存在下，苄基氯或苄基溴与氨基反应制备：在碱存在下，苄基氯或苄基溴与氨基反应3.3.33.3.3氨基的保护氨基的保护二、生成苄胺或取代苄胺二、生成苄胺或取代苄胺NHC6H6CH2ClOH-N CH2C6H5H2,Pt-CCH3COOHNHv 稳定存在的范围：在强碱、亲核试剂、有机金属试稳定存在的范围：在强碱、亲核

35、试剂、有机金属试剂、氢化物还原剂等存在下均不受影响剂、氢化物还原剂等存在下均不受影响v去保护的方法：氢解去保护的方法：氢解1、生成乙酰胺保护、生成乙酰胺保护v 制备制备:在碱性（如碳酸钾）条件下，与乙酸酐或乙在碱性（如碳酸钾）条件下，与乙酸酐或乙酰氯反应酰氯反应3.3.33.3.3氨基的保护氨基的保护三、三、N N酰化保护酰化保护NHCH3COClNCOCH3H+or OH_NHv 去保护的方法：在酸或碱性条件下水解去保护的方法：在酸或碱性条件下水解v稳定存在的范围：保护基对高锰酸钾、稳定存在的范围：保护基对高锰酸钾、Na2Cr2O7等等氧化剂、亲核试剂等稳定氧化剂、亲核试剂等稳定v制备：在碱

36、作用下，苯甲酰氯与胺反应制备：在碱作用下，苯甲酰氯与胺反应2、生成苯甲酰胺保护、生成苯甲酰胺保护NHCOOHPhCOClNCOOHCOPhv去保护方法：去保护方法：6mol/L HCl或或HBr的乙酸溶液，或氢的乙酸溶液，或氢氧化钠浓碱液氧化钠浓碱液v稳定存在的范围：在稳定存在的范围：在pH=114范围保持稳定。在范围保持稳定。在亲核试剂、有机金属试剂（有机锂除外）、催化氢亲核试剂、有机金属试剂（有机锂除外）、催化氢化、氢化物还原剂（锂铝氢和硼烷除外）和氧化剂化、氢化物还原剂（锂铝氢和硼烷除外）和氧化剂存在下能稳定存在存在下能稳定存在v 氨基甲酸酯的保护基：氨基甲酸叔丁酯和氨基甲酸氨基甲酸酯的

37、保护基：氨基甲酸叔丁酯和氨基甲酸苄酯苄酯v制备：制备：3.3.3氨基的保护三、氨基甲酸酯保护H2NCHCOOHCH3+(CH3)COCOO(CH3)COCOBOCHNCHCOOHCH3浓 HClAcOEtH2NCHCOOHCH3BOC=(CH3)3COCOPhCOOHNH2+CH2OCClOEt3NPhCOOHNHCOOCH2（苄 氧 羰 基）cbz=CH2OCOv 去保护方法：氨基甲酸叔丁酯用强酸催化，如浓盐去保护方法：氨基甲酸叔丁酯用强酸催化，如浓盐酸、三氟乙酸；酸、三氟乙酸；氨基甲酸苄酯用钯碳催化氢化或氨基甲酸苄酯用钯碳催化氢化或钯碳钯碳/甲酸铵甲酸铵v稳定范围：氨基甲酸叔丁酯在碱性条件

38、下不水解，稳定范围：氨基甲酸叔丁酯在碱性条件下不水解，亲核试剂、有机金属试剂、非酸性条件下的催化氢亲核试剂、有机金属试剂、非酸性条件下的催化氢化、氢化物还原剂和氧化剂等不影响氨基甲酸叔丁化、氢化物还原剂和氧化剂等不影响氨基甲酸叔丁酯；酯；氨基甲酸苄酯在酸性条件下稳定。氨基甲酸苄酯在酸性条件下稳定。(1)ClCOOCH2Ph,Et3N2)CH2NPhCONHCbzCHN2v稳定范围：氨基甲酸苄酯在酸性条件下稳定，在稳定范围：氨基甲酸苄酯在酸性条件下稳定，在用用氨基甲酸苄酯用钯碳催化氢化时氨基甲酸苄酯用钯碳催化氢化时氨基甲酸叔氨基甲酸叔丁酯则不受影响；氨基甲酸叔丁酯在酸性条件下丁酯则不受影响；氨基

39、甲酸叔丁酯在酸性条件下去保护去保护PhCOOHNH2PhNH2COOH(1)Ag2O(2)HNO3PhNHCbzCOOHH2,Pd-CApplication in the synthesis of peptidesH2NCH2CO2HPhCH2OCOClPhCH2OCONHCH2CO2HPhCH2CH(NH2)CO2C(CH3)3(C2H5O)2P(O)2OPhCH2OCONHCH2CONHCHCO2C(CH3)3CH2PhH2/Pd60%NH2CH2CONHCHCO2C(CH3)3CH2PhHCl/benzene80%NH2CH2CONHCHCO2HCH2Ph3.4 3.4 碳胳的形成碳胳的

40、形成化学键的形成化学键的形成 有机化合物是含碳化合物，因此形成碳碳有机化合物是含碳化合物，因此形成碳碳键的反应是主要的反应。通过形成碳碳键，由键的反应是主要的反应。通过形成碳碳键，由简单原料合成复杂分子。简单原料合成复杂分子。在合成时，首先考虑的是建造有机分子的碳在合成时，首先考虑的是建造有机分子的碳骨架。在构建碳骨架时，不仅要考虑碳原子连接骨架。在构建碳骨架时，不仅要考虑碳原子连接的顺序和排列的方式，还要考虑结合部位的活性的顺序和排列的方式，还要考虑结合部位的活性和反应性。从某种意义上讲，导致新的碳碳键形和反应性。从某种意义上讲，导致新的碳碳键形成的反应，是有机化学最重要的反应。成的反应，是

41、有机化学最重要的反应。1、增长碳链的反应、增长碳链的反应（1）以卤代烷为原料的亲核取代反应）以卤代烷为原料的亲核取代反应A、卤代烷与氰化钠、卤代烷与氰化钠RCH2X+NaCNRCH2CN+NaXB、卤代烷与炔钠作用、卤代烷与炔钠作用RX+RCCNaRCCRC、卤代烷与烷基铜锂作用、卤代烷与烷基铜锂作用R2CuLi+RXRRD、卤代烷与金属钠、卤代烷与金属钠2RXNaRR+NaXE、乙酰乙酸乙酯合成法、乙酰乙酸乙酯合成法CH3COCH2COOC2H5C2H5ONaCH3COCHCOOC2H5-Na+RX-NaXCH3COCHCOOC2H51)稀碱2）H+3）CH3COCH2R（甲基酮）1)浓碱2

42、）H+3）RRCH2COOH（一元羧酸）C2H5ONaCH3COCCOOC2H5-Na+RRXCH3COCCOOC2H5RR酮式分解酸式分解CH3COCHRRRCHCOOHRF、丙二酸酯合成法、丙二酸酯合成法CH2COOEtCOOEtC2H5ONaCH(COOEt)2-Na+RXR CH(COOEt)2OH-/H2OR CH(COO-)21)H+2)RCH2COOH合成增加两个碳原子的羧酸R CH(COOEt)2OH-/H2O1)H+2)C2H5ONaRXRRCHCOOEtCOOEtRRCHCOOH（2）碳亲核试剂对羰基化合物的加成）碳亲核试剂对羰基化合物的加成格氏试剂与羰基化合物加成格氏试剂

43、与羰基化合物加成C=O+RMgXCOMgXRH3O+CROH+Mg(OH)Xa、醛酮与格氏试剂（甲醛、其它醛、酮）：伯、醛酮与格氏试剂（甲醛、其它醛、酮）：伯醇、仲醇、叔醇醇、仲醇、叔醇HCHORCHOR2CO伯醇仲醇叔醇一种合成路线两种合成路线三种合成路线b、环氧乙烷与格氏试剂：伯醇、环氧乙烷与格氏试剂：伯醇O+RMgXH3O+RCH2CH2OHCH2CH CH3OHababCH2MgX+CH3CHOCH2CHO+CH3MgXc、酰卤与与格氏试剂：叔醇、酰卤与与格氏试剂：叔醇RCOCl+RMgXR COMgXClRMgClXRCOR1)RMgX2)H2OR CRROH乙醚d、酯与、酯与RMg

44、X作用作用CRRCOOCH3+3O2)HRMgX2+OH(CH3CH2)2Oe、格氏试剂与、格氏试剂与CO2作用：羧酸作用：羧酸RMgX+CO2醚RCOOMgXRCOOHH3O+B.醛酮与醛酮与HCN作用：作用：-氰基醇。氰基醇。RCOCH3+HCNRCOHCNCH3H3O+RCCH3OHCOOH（3）羟醛缩合）羟醛缩合醛自缩合醛自缩合CH3CHO+HCH2CHO稀NaOHCH3CHCH2CHOOHCH3CH=CHCHO稀NaOHCH3CH2CHO+CH3CHCHOHCH3CH2CHCHCHOOHCH3CH3CH2CH=CCHOCH3CHO+CH3CHO稀碱CH=CHCHOCH3CH=CHCH

45、O接受体给予体主要产物b.酮自缩合酮自缩合2RCH2CORHO-RCH2CRCHCOROHRb.Claisen缩合缩合CH3COOC2H5+HCH2COOC2H5NaOC2H5CH3COCH2COOC2H5+C2H5OHd.Witting反应反应Ph3P+CHXR1R2Ph3P+CHR1R2X-B-C4H9LiPh3P+CR1R2(Ph3P=CR1R2)B-=C4H9LiNaH KOHPh3P=CR1R2C=O+C=CR1R2R3R4R3R4+Ph3PO（4）Friedel-Craftz反应反应+CH3CH2BrAlCl325C2H5+HBr+CH3COClAlCl3COCH32、缩短碳链的反

46、应、缩短碳链的反应 烯烃的臭氧化烯烃的臭氧化-还原水解还原水解CH3CH2CH=CH21)O32)H2O/ZnCH3CH2CHO+HCHOCH3CH=CHCH31)O32)H2O/Zn2CH3CHO(CH3)2C=CH21)O32)H2O/ZnCH3COCH3+HCHOB.卤仿反应卤仿反应COCH3Br2,NaOHCOONaH+COOHCOCH3Cl2,NaOH1)2)H+COOHC.Hofmann降解反应降解反应RCONH2+NaOX+NaOHRNH2+Na2CO3+NaX+H2OCH2CONH2+Br2NaOHCH2NH2D.烯、炔烃烯、炔烃KMnO4氧化氧化RCH=CH2KMnO4H+R

47、COOH+CO2R2C=CHRKMnO4H+R2C=ORCOOHRC CHKMnO4H2ORCOOH+CO2RC CRKMnO4H+RCOOH+RCOOH+MnO2+Mn2+E.脱羧反应脱羧反应YCH2COOHYCH3+CO2YRCOCNNO2Ar 等吸电子基团.COOHCH3碱石灰CH3+CO2CH3COCH2COOHCH3COCH3+CO2HOOCCH2COOHCH3COOH+CO2CH3COONa+NaOHCH4+Na2CO3RCOOAg+Br2CCl476RBr+CO2+AgBr 3、成环反应、成环反应分子内傅分子内傅-克化克化BrAlBr3+OOOAlCl3OOOHZn HgHClO

48、OHSOCl21)2)AlCl3OB.双烯合成双烯合成+CHO CHOC.Dickmann反应反应CH2CH2COOC2H5CH2CH2COOC2H5C2H5ONOCOOC2H5+C2H5OHD.乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯CH3COCH2COOEtC2H5ONaBr(CH2)4BrCH3COCOOEtCOCH3E.丙二酸二乙酯丙二酸二乙酯COOHC2H5ONaBr(CH2)5Br+CH2(COOEt)214-3 常见官能团的引入和转换常见官能团的引入和转换 官能团是决定有机分子主要反应性能的原子和官能团是决定有机分子主要反应性能的原子和原子团。下面介绍常见官能团的引入或转化方原子团。下面介绍常见

49、官能团的引入或转化方法。法。、官能团的引入、官能团的引入烯烃分子中官能团的引入烯烃分子中官能团的引入 烯烃具有碳碳双键官能团，利用碳碳双键的烯烃具有碳碳双键官能团，利用碳碳双键的亲电加成以及亲电加成以及a-H的取代和氧化，可以引入不的取代和氧化，可以引入不同的官能团，简单归纳如下同的官能团，简单归纳如下：CH3CH=CH2CH3CH2CH3H2/NiCH3CCHBr2NaNH2H3O+CH3CH(OH)CH31)H2SO42)H3O+CH3CH(OH)CH31)B2H62)H2O2,OH-CH3CH2CH2OHHXCH3CHXCH3HOXCH3CHCH2XOHAg/O2CH3CHCH2OKMn

50、O4/OH-CH3CHCH2HOOHOsO4CH3CH(OH)CH2OH冷，稀KMnO4/H+CH3COOH+CO2NBSBrCH2CH=CH2HBr/H2O2CH3CH2CH2Br2、炔烃分子中官能团的引入、炔烃分子中官能团的引入 炔烃分子的官能团是碳碳叁键，通过炔烃的炔烃分子的官能团是碳碳叁键，通过炔烃的有关性质，可以引入各种官能团，简单归纳如有关性质，可以引入各种官能团，简单归纳如下：下：RCCHNaNH2RXRCCRH2/NiCH3CH2CH3H2/Pd CBaSO4CH3CH=CH2X2RCX=CH2XX2RCX2CHX2HXRCX=CH2HXRCX2CH3CHCHRCH=CHCCH