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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,*,*,Chapter 3,合成子与极性转换,生科院 化学系,任课教师：曾向潮,1,主要内容,1.,分子的切断,2.,合成子的基本理论,3.,合成子极性转换及应用,4.,亲电的碳物种,5.,亲核的碳物种,2,Chapte,r,3,合成子与极性转换,3.1,合成子的概念,有机合成常涉及碳,-,碳键的形成，其设计思想就是：以正确的方式把所需数目的碳原子连在一起，构成所指定的碳架，并注意各官能团在最终产物的位置。 要注意：,（,1,）合成的步骤越少越好,（,2,）官能团要引入到指定位置,合成子是有进行机合成路线设计时，经常遇到的一种基本单位。,3,碳,-,碳单键的形成,一个碳,-,碳单键的形成，意味着（,1,）两个碳自由基相互作用：,或（,2,）一个亲核的碳物种（电子供应者）与一个亲电的碳物种（电子接受者）的反应：,4,切断,合成反应的逆过程就叫做切断，如叔丁醇的切断：,合成子,切断的产物称合成子：,5,合成子的有效性,在拆开一个有机分子时，有很多拆开的方法，例如以下分子可以在多处拆开成许多碎片：,但是，这些碎片不一定都能反过来键接成目标分子。也就是说，这些拆开中有些是有效的（能逆向合成），另一些是无效的。上述分子的拆开中，只有下列两个碎片才是有效的：,6,7,以其为原料，通过,Michael,反应和成目标化合物：,有效的拆开，其合成子是在有机合成中确实有效的碎片，能通过其合成等价物合成目标分子。,8,3.2,合成子极性转换及应用,1.,合成子极性转换,逆反应：,从以上反应中可见， 的合成等价物是,HCHO,，即羰基是电子接受体。,9,如何从环己烯酮合成,-,乙酰基环己酮？,这涉及合成子的极性转换问题（乙酰基负离子）。,最简单的极性转换例子是卤代烷分子与金属镁反应生成格氏试剂，进行了极性转换（从亲电的烷基变为亲核的负离子）。,10,合成,-,乙酰基环己酮可采用以下方法：,11,中间体（,I,）经酸性水解、碱性水解（,-,羟基酸的分解）即生成目标化合物,-,乙酰基环己酮。,12,2.,合成子极性转换的应用,（,1,）苯甲醛分子中的合成子的极性转换,安息香缩合反应就有发生在苯甲醛分子中的合成子的极性转换,：,13,是,的合成等价物。,14,（,2,）烯醚碳负离子作为酰基负离子的合成等价物,和,两个化合物都是乙酰基负离子的合成等价物。,15,例如以下的两个合成：,16,（,3,）被两个硫原子稳定的碳负离子,例如，二噻烷,负离子作为酰基负离子的合成等价物,17,应用最广泛的是被两个硫原子所稳定的碳负离子，,1,3-,二噻烷及其衍生物所产生的碳负离子，例如：,A,是二硫缩醛，,B,是二硫缩酮，其水解分别得到醛或酮和,1,3-,丙二硫醇。,18,如：,19,3.3,亲电的碳物种,1,.,烷基化试剂,最常见的烷基化试剂是卤代烷,RX,，此外还有硫酸（磺酸）烷基酯等：,磺酸甲酯,对甲苯磺酸酯,硫酸二甲酯,氟硫酸甲酯,20,这些烷基化试剂所参与反应的反应机理是亲核取代：,21,2.,羰基试剂,各种羰基化合物的反应活性次序如下：,22,羰基化合物与亲核试剂的反应，可得到取代、加成和缩合产物：,23,3.,碳氮试剂,碳氮试剂的结构与羰基化合物相似，故其与亲核试剂的反应与羰基化合物相似。从结构上分，碳氮化合物有,亚胺化合物,，,亚胺盐,和,氰基化合物,，与亲核试剂反应，分别得到仲胺、叔胺和酮。,（,1,）亚胺化合物与亲核试剂反应得到仲胺：,24,（,2,）亚胺盐与亲核试剂反应得到叔胺：,（,3,）氰基化合物与亲核试剂反应得到酮：,25,4.,烯烃,一般情况下，烯烃是亲核的，并与亲电试剂起反应。但当与烯烃相邻的,-,位上的碳是亲电的时（即缺电子），如烯丙位卤代烃，烯烃双键可与亲核试剂起反应。,（,1,）亲核试剂与,烯丙位卤代烃,等起反应,亲核试剂与烯丙位卤代烃等反应，亲核试剂取代卤素，形成新的双键：,26,（,2,）,亲核试剂,与,-,不饱和羰基化合物,起反应,亲核试剂与,-,不饱和羰基化合物起反应，得到加成产物，有羰基加成和,Michael,反应，例如：,27,3.4,亲核的碳物种,1.,有机金属试剂,有机金属试剂中，最常见的是格氏试剂（,Grignard,reagent,）：,RMgX,。 格氏试剂有很高活性，易与亲电试剂作用。当格氏试剂遇含活泼氢化合物时，其易与,H,+,结合生成,RH,，使格氏试剂失活。,其它有机金属试剂有：,（,1,）二烷基镉试剂（,R,2,Cd,），活性比格氏试剂低，对亲电试剂的选择性高；,（,2,）烷基锂（芳基锂）试剂（,RLi,），活性比格氏试剂高，对亲电试剂的选择性低；,（,3,）有机铜试剂（,RCu,和,R,2,CuLi,），有一定亲核活性，选择性好。,28,2.,稳定的碳负离子,稳定的碳负离子存在形式主要有,:,（,1,）通过共轭作用稳定的碳负离子,M,为吸电子基团,M,为羰基,-CO-,、硝基,-NO,2,、氰基,-CN,或磺酰基,-SO,2,R,等，其稳定效应次序为：,-NO,2,-CO-,-SO,2,R, -CN,其中羰基次序为：醛 酮 酯,M,通过共轭作用吸电子，使负电荷离域。,29,（,2,）通过诱导作用稳定的碳负离子 和,这类吸电子基团常见的负离子有：,等。,它们通过负的诱导作用，使负离子稳定。,30,（,3,） 和,（,4,）芳香离子 等,如果承担负电荷的孤对电子成为芳香体系的一部分，则碳负离子非常稳定， 例如：,含有一个,6,电子的芳香体系,31,3.,芳烃,/,杂芳烃和烯烃,芳香烃,/,杂芳烃可发生,Friedel,-Crafts,反应，,-OH,、,-NH,2,（包括,-NHR,、,-NR,2,）等供电子基团可大大,激活芳环,，以有利于亲电试剂的进攻：,32,供电子取代基对于简单烯烃有类似的,活化作用,：,33,
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