羰基的亲核加成及相关反应课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,羰基的亲核加成及相关反应,羰基的亲核加成及相关反应,1,羰基碳带部分正电荷,易受亲核试剂的进攻,一些常见的与羰基加成的,亲核试剂,负离子型,相应试剂,亲核试剂,分子型,亲核能力,较强,强,不强,羰基碳带部分正电荷 一些常见的与羰基加成的亲核试剂负离子型相,2,羰基与,负离子型,亲核试剂加成的,两种形式,不可逆型（强亲核试剂的加成）,可逆型（一般亲核试剂的加成）,亲核加成,亲核加成,不可逆,可逆,羰基与负离子型亲核试剂加成的两种形式 不可逆型（强亲核试剂,3,1.1,醛酮与,RMgX,或,RLi,的加成,1,o,醇,2,o,醇,3,o,醇,一、 醛酮羰基的亲核加成,1.1 醛酮与 RMgX 或 RLi 的加成1o醇2o醇3,4,1.2,醛酮与,炔化物,的加成,进一步应用,a,炔基醇,cis烯基醇,trans烯基醇,a羟基酮,a, b不饱和酮,1.2 醛酮与炔化物的加成进一步应用a炔基醇cis烯基,5,醛酮与,金属试剂,加成的立体化学 ,Cram规则,Cram规则,：羰基氧在,S,与,M,之间，试剂从,S,一边进攻。,S,mall,M,edium,L,arge,2.5,1,手性碳,位阻大,Cram的解释,主要产物,醛酮与金属试剂加成的立体化学 Cram规则Cram规,6,1.3,醛酮与,LiAlH,4,或,NaBH,4,还原反应,1,o,醇,2,o,醇,机理,理论用量:,LiAlH,4,（NaBH,4,） : 醛酮,=,1 : 4,实际用量:,过量,1.3 醛酮与LiAlH4 或 NaBH4 还原反应1o醇,7,LiAlH,4,与 NaBH,4,的比较：,试剂要求,反应速度,还原能力,反应选择性,LiAlH,4,无水,快,强,较差,NaBH,4,可有水,较慢,较弱(温和),较好,例：,有两个可被还原基团,只还原酮羰基,两个基团均可被还原,LiAlH4 与 NaBH4 的比较： 例：有两个可被还原,8,LiAlH,4,和NaBH,4,还原羰基的立体选择性,位阻较小,位阻较大,位阻较大,位阻较小,LiAlH4和NaBH4还原羰基的立体选择性位阻较小位阻较,9,1.4,醛酮与与NaCN 的加成,机理：,a,-羟基腈,1.4 醛酮与与NaCN 的加成机理：a-羟基腈,10,合成上进一步应用,Strecker反应,a-氨基腈,a,-羟基酸,a, b-,不饱和酸,a-氨基酸,合成上进一步应用 Strecker反应a-氨基腈a-羟基酸,11,Strecker反应机理,亚胺正离子,Strecker反应机理亚胺正离子,12,1.5,与NaHSO,3,加成,醛,（芳香醛、脂肪醛）,脂肪族甲基酮,应用：醛或甲基酮的,分析、纯化,反应可逆,NaHSO,3,的亲核性,白色结晶物,（酸处理）,1.5 与NaHSO3 加成醛（芳香醛、脂肪醛）应用：醛或,13,1.6,醛酮与,H,2,O,加成,偕二醇,例,不能分离,含量与羰基亲电性有关,给电子基,位阻,1.6 醛酮与 H2O 加成偕二醇 例不能分离给电子基,14,一些稳定的偕二醇（水合羰基化合物）举例,水合三氯乙醛,水合醛的脱水,吸电子基,吸电子基,一些稳定的偕二醇（水合羰基化合物）举例水合三氯乙醛 水合醛,15,缩醛（酮）,半缩醛（酮）,1.7,醛酮与,醇,的加成 ,缩醛（酮）,的形成,不断除去,例1：生成缩醛（酮）,环状缩醛（酮）较易生成,一般不稳定,碱性和中性中稳定,缩醛（酮）半缩醛（酮）1.7 醛酮与醇的加成 缩醛（,16,例2：环状半缩醛（酮）,环状半缩醛酮,吡喃葡萄糖, 99%,银镜反应,环状半缩醛（酮）,较稳定，易生成,环状半缩醛仍有醛的特性,例2：环状半缩醛（酮） 环状半缩醛酮吡,17,缩醛（酮）的形成机理,半缩醛（酮）,缩醛（酮）,提示：,逆向为缩醛（酮）的水解机理,亲电性增强,缩醛（酮）的形成机理半缩醛（酮）缩醛（酮）提示：亲电性增强,18,制备缩醛（酮）的其它方法 ,交换法,交换酮,蒸馏除去,原甲酸三甲酯,丙酮缩二乙醇,制备缩醛（酮）的其它方法 交换法交换酮蒸馏除去原甲酸,19,缩醛（酮）在合成上的应用,(i),用于保护羰基,例 1：,分析：,分子内羰基将参与反应，应先保护。,缩醛（酮）在合成上的应用(i) 用于保护羰基例 1：分析：,20,合成：,醚键，碱性条件下稳定,缩酮水解，除去保护,合成：醚键，碱性条件下稳定缩酮水解，除去保护,21,例 2：,副反应：,保护羰基，避免副反应发生：,消除反应,Favorski 重排,机理,例 2：副反应：保护羰基，避免副反应发生：消除反应Favor,22,Favorski 重排机理,Favorski 重排机理,23,例 3：,Stork等, 全合成Aspidospermime的中间体,保护的作用：,1. 避免羰基还原,2. 避免NH,3,共轭加成,保护羰基,去除保护,例 3：Stork等, 全合成Aspidospermime的,24,(ii),用,于保护邻二醇,例：合成多元醇单酯,保护邻二醇,直接酯化难控制,酯化位置,酯化数量,去保护,？,(ii) 用于保护邻二醇例：合成多元醇单酯保护邻二醇直接酯化,25,缩硫酮的制备及应用,应用：,保护羰基（缩硫酮较易制备，但较难除去，,应用受到限制,）。,还原成亚甲基,缩硫酮,缩硫酮的制备及应用应用：保护羰基（缩硫酮较易制备，但较难除,26,除去方法：共沸或用,干燥剂,1.8,醛酮与,胺类化合物,的缩合,(i),与,伯胺,的缩合,例：,醛较活泼,易反应,亚胺（imine）,（Schiff 碱）,除去方法：共沸或用1.8 醛酮与胺类化合物的缩合(i) 与伯,27,与,伯胺,缩合成,亚胺,的机理,酸催化，使羰基亲电性增强,与伯胺缩合成亚胺的机理酸催化，使羰基亲电性增强,28,(ii),与,氨衍生物,的缩合,羟胺,氨基脲,肟 (oxime),缩氨脲,（用于分析）,腙类 (hydrazone),2, 4二硝基苯腙（黄色固体）,(用于分析),2, 4二硝基苯肼,取代肼(hydrazine),(ii) 与氨衍生物的缩合羟胺氨基脲肟 (oxime)缩氨脲,29,(iii),与,仲胺,的缩合,例：,醛较活泼,可用碱催化,a 位,有氢,烯胺 (enamine),用共沸或用,干燥剂除去,(iii) 与仲胺的缩合例：醛较活泼,可用碱催化a 位有氢烯,30,与,仲胺,缩合成,烯胺,的机理,（酸催化）,与仲胺缩合成烯胺的机理（酸催化）,31,亚胺、肟、腙和烯胺类化合物在合成上的应用,通过还原制备胺类化合物,2,o,胺,1,o,胺,还原时被取代,亚胺、肟、腙和烯胺类化合物在合成上的应用,32,烯 胺,类似羰基,2,o,or 3,o,胺,3,o,胺,通过加成制备胺类化合物,通过烯胺还原制备胺类化合物,烯 胺类似羰基2o or 3o 胺3o 胺 通过加成制备胺类,33,肟类化合物的Beckmann重排,例：,己内酰胺,Beckmann重排,nylon-6,聚己内酰胺,肟类化合物的Beckmann重排例：己内酰胺Beckman,34,Beckmann 重排的立体化学,反式协同迁移消除,迁移基团的构型保持不变,构型不变,Beckmann 重排的立体化学反式协同迁移消除迁移基团,35,Beckmann 重排的机理,烷基向缺电子的N迁移,Beckmann 重排的机理烷基向缺电子的N迁移,36,1.9,羟醛缩合反应（ Aldol缩合，醇醛缩合）,例：,醛或酮,b-,羟基醛（酮）,a, b-,不饱和醛（酮）,醇(alcoh,ol,),醛(,ald,ehyde),羟醛缩合、醇醛缩合,1.9 羟醛缩合反应（ Aldol缩合，醇醛缩合）例：醛或酮,37,反应可逆,一些酮的反应不易脱水，需用辅助方法脱水。,醛酮的自身羟醛缩合（同种醛酮之间的缩合）,醛 或 对称酮,强碱有利于脱水成不饱和醛酮,反应可逆 一些酮的反应不易脱水，需用辅助方法脱水。醛酮的自,38,例：醛酮的自身,羟醛,缩合,例：醛酮的自身羟醛缩合,39,Soxhlet 提取器,例：丙酮的缩合,不能直接脱水,bp: 56,o,C,bp: 164,o,C,二丙酮醇,异丙叉丙酮,丙酮,Soxhlet 提取器例：丙酮的缩合不能直接脱水bp: 5,40,羟醛缩合机理,羟醛缩合机理,41,交叉羟醛缩合（两种不同醛酮之间的羟醛缩合）,无选择性的交叉羟醛缩合一般意义不大!,多种产物,自身缩合产物,or,+,交叉羟醛缩合（两种不同醛酮之间的羟醛缩合） 无选择性的交叉羟,42,一些有意义的交叉羟醛缩合反应,醛,（无a氢）,+ 醛酮,（有a氢）,查尔酮,一些有意义的交叉羟醛缩合反应 醛（无a氢）+ 醛酮（有,43,分子内羟醛缩合,不能消除H,2,O,分子内羟醛缩合不能消除H2O,44,酸催化下的羟醛缩合反应,例,酸催化下的羟醛缩合反应例,45,酸催化下的羟醛缩合机理：,酸催化下的羟醛缩合机理：,46,酸催化与碱催化的羟醛缩合对比,酸催化,碱催化,不对称酮,主要产物,主要产物,酸催化与碱催化的羟醛缩合对比酸催化碱催化不对称酮主要产物主,47,酸,催化下的,羟醛缩合机理：,碱,催化下的,羟醛缩合机理：,酸催化下的 碱催化下的,48,1.10,醛酮的,Reformatsky,反应,1.10 醛酮的Reformatsky反应,49,1.11,曼尼期,反应,1.11 曼尼期反应,50,