《高等有機(jī)化學(xué)》PPT課件

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1、高等有機(jī)化學(xué),編 輯： 潘 忠 穩(wěn) 主 講： 潘 忠 穩(wěn) 安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 二 一一 年二月,E-mail： Tel: 13955132336,第一章 有機(jī)反應(yīng)活潑中間體 及在合成上的應(yīng)用,第一節(jié)：卡賓（碳烯）（Carbene） 第二節(jié)： 乃春 第三節(jié)：自由基 第四節(jié)：碳正離子 第五節(jié)、碳負(fù)離子（Carbenion）（活潑亞甲基 化合物）和葉立德,第二章 官能團(tuán)的選擇性互變,第一節(jié) 還原反應(yīng) 第二節(jié) 氧化反應(yīng),第三章 官能團(tuán)的保護(hù),第一節(jié)： 羥基的保護(hù)（醇、酚羥基的保護(hù)） 第二節(jié)：烯鍵的保護(hù) 第三節(jié)：羰基的保護(hù)（用醇保護(hù)） 第四節(jié)：羧基的保護(hù)酯化 第五節(jié)：胺基的保

2、護(hù)?；虺甥},第四章 元素有機(jī)化合物,第一節(jié)：有機(jī)鎂化合物 第二節(jié)：有機(jī)鋰化合物 第三節(jié)：有機(jī)鋅化合物 第四節(jié)：有機(jī)磷化合物 第五節(jié)、有機(jī)砷化合物 第六節(jié)：有機(jī)硅化合物 第七節(jié)：有機(jī)鋯化合物,第五章 重排反應(yīng),第一節(jié) 、缺電子重排 第二節(jié)、 富電子重排 第三節(jié)、芳環(huán)上的重排,第六章：不對(duì)稱(chēng)合成（手性合成）,第一節(jié)、取得旋光活性物質(zhì)的一般方法 第二節(jié)、使用手性底物和試劑進(jìn)行的不對(duì)稱(chēng)合成 第三節(jié)、不對(duì)稱(chēng)誘導(dǎo)反應(yīng) 第四節(jié)、不對(duì)稱(chēng)催化反應(yīng),第七章 有機(jī)化合物的逆合成 路 線(xiàn) 的 設(shè)計(jì),高等有機(jī)化學(xué)緒論,一、有機(jī)化學(xué)與有機(jī)化合物,（一）立體有機(jī)化學(xué)（Stereochemistry）,（二）物理有機(jī)

3、化學(xué)（Physical Organic Chemistry）,（三）有機(jī)合成化學(xué)（Organic Synthesis Chemistry）,（四）有機(jī)分析化學(xué)（Organic Analytical Chemistry）,（五） 天然產(chǎn)物化學(xué)（Chemistry of Natural Products）,（六）生物有機(jī)化學(xué)（ Bioorganic Chemistry）,（七）元素和金屬有機(jī)化學(xué)（Element and Metal Organic Compounds Chemistry）,（八）有機(jī)化學(xué)中的一些重要應(yīng)用研究,（1）精細(xì)化工,（2）有機(jī)光電材料,二、高等有機(jī)化學(xué),1、高等有機(jī)化學(xué)（A

4、dvanced Organic Chemistry）是基礎(chǔ)有 機(jī)化學(xué)的深化和提高。,2、有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系是高等有機(jī)化學(xué)的基本研究?jī)?nèi) 容之一。,3、對(duì)于有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)研究，高等有機(jī)化學(xué)主要以物理測(cè) 試方法為主 。,三、高等有機(jī)化學(xué)的發(fā)展,1、由宏觀觀測(cè)向微觀觀測(cè)發(fā)展,2、由靜態(tài)立體化學(xué)向動(dòng)態(tài)立體化學(xué)的發(fā)展,3、量子化學(xué)的應(yīng)用,4、研究由簡(jiǎn)單體系向復(fù)雜體系延伸,高等有機(jī)化學(xué),1、汪秋安編著高等有機(jī)化學(xué)化學(xué)工業(yè)出版社 2、梁世懿、成本誠(chéng)編高等有機(jī)化學(xué) 3、 Carey F.A., & Sundberg. R.J.Advanced Organic Chemistry（A 、B卷） 4

5、、凱里、森德伯格合著高等有機(jī)化學(xué)（A 、B卷）,夏 知中譯 5、陳樂(lè)培、董玉環(huán)等編著中級(jí)有機(jī)化學(xué)中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2004年1版 6、洪琳編有機(jī)反應(yīng)活性中間體高等教育出版社1999.6第一版 7、斯圖爾特.沃倫著有機(jī)合成切斷法探討丁新騰譯，上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社1986年1月第一版 8、黃憲、吳世暉、徐漢生有機(jī)合成（上、下）,參考文獻(xiàn)：,第一章 有機(jī)反應(yīng)活潑中間體及在合成上的應(yīng)用,在有機(jī)反應(yīng)中，經(jīng)常出現(xiàn)的活潑中間體是卡賓、乃春、自由基、碳正離子、 碳負(fù)離子（包括苯炔、葉立德）,碳正離子 自由基 碳負(fù)離子 卡賓 乃春,第一節(jié)：卡賓（碳烯（Carbene）,卡賓是指電中性

6、含二價(jià)碳的化合物，如：,（1,2二卡賓）,一、卡賓的結(jié)構(gòu)與形成,卡賓有二種結(jié)構(gòu)：?jiǎn)尉€(xiàn)態(tài)：碳原子為SP2雜化，一對(duì)電子在SP2雜化軌道上，能量高，能衰變?yōu)槟芰康偷娜€(xiàn)態(tài)的卡賓。三線(xiàn)態(tài)的卡賓：碳原子為SP雜化，有二個(gè)P空軌道，并相互直，每個(gè)P軌道上有一個(gè)電子，且自旋方向相同。,SP2雜化 ，單線(xiàn)態(tài),SP雜化，線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，三線(xiàn)態(tài),1、雙鍵化合物分解,（烯酮、重氮化合物的分解）,2 消除反應(yīng)得到,三氯乙酸鈉在非質(zhì)子溶劑如1，2二甲氧基乙烷中回流脫羧如：,二 卡賓的反應(yīng)（強(qiáng)親電試劑）,1、插入反應(yīng) 插入反應(yīng)在卡賓中較普遍存在，但在鹵代卡賓中沒(méi)有此類(lèi)反應(yīng)，因?yàn)辂u代卡賓的活性比卡賓低。其反應(yīng)的活性順序?yàn)?/p>

7、：,:CH2:CHCl:CCl2:CBr2:CF2,（X=H,Cl,O,N，etc.），碳碳鍵不能插入,2、加成反應(yīng) 2.1、對(duì)碳碳雙鍵的加成,（協(xié)同反應(yīng)，形成三元環(huán)）,單線(xiàn)態(tài)卡賓對(duì)雙鍵的加成保持立體專(zhuān)一性，而三線(xiàn)態(tài)卡賓則不能，一般在液相中得到的是單線(xiàn)態(tài)卡賓，如果在溶液中加入C6F6稀釋?zhuān)瑒t主要得到三線(xiàn)態(tài)卡賓，在氣相條件下，光照，如果有惰性氣體如氬氣存在下，得到的卡賓以三線(xiàn)態(tài)為主。若加入O2等雙自由基試劑，它們和三線(xiàn)態(tài)卡賓結(jié)合，留下的是單線(xiàn)態(tài)卡賓。,（順加成）,例：,（主產(chǎn)物，加成） （副產(chǎn)物，插入）,例：,烯丙基卡賓分子內(nèi)加成 雙環(huán)丁烷,例：,（單線(xiàn)態(tài)） （協(xié)同加成）,（構(gòu)型保持

8、，順式） （構(gòu)型翻轉(zhuǎn)，反式）,2.2 對(duì)羰基的加成,3、重排反應(yīng)：Wolff重排反應(yīng),機(jī)理：,4、在合成上的應(yīng)用,例：擬除蟲(chóng)菊酯的合成,例：,例：,第二節(jié) 乃春 (Nitrenes),一、乃春的結(jié)構(gòu)與形成 乃春與卡賓相似，是一個(gè)含氮的活性中間體，指電中性的一價(jià)氮的化合物。從結(jié)構(gòu)上看，也分為單線(xiàn)態(tài)和雙線(xiàn)態(tài)。 乃春可由多種有機(jī)疊氮化合物經(jīng)光或熱分解脫氮?dú)舛a(chǎn)生。,1、烷基和芳基乃春的產(chǎn)生,2、由疊氮基甲酸酯（azidoformates）分解,其制備過(guò)程為：采用酰氯與疊氮鈉反應(yīng)制得。如：,（氯甲酸乙酯）,（疊氮基甲酸酯）,3、消除反應(yīng),烷氧羰酰乃春由N（對(duì)硝基苯磺酰氧基）胺基甲酸酯在堿存在下消

9、除反應(yīng)得到：,烷氧基羰酰乃春,二、乃春的反應(yīng),主要反應(yīng)有：得氫、插入、環(huán)化、二聚、重排等。,1. 得氫反應(yīng)：,ArN : + 2RH---------ArNH2 + R-R,2. 插入反應(yīng)：,（主產(chǎn)物）（伯：仲：叔1：10：30）,3. 環(huán)化反應(yīng),單線(xiàn)態(tài)乃春為協(xié)同反應(yīng)，烯烴的順?lè)礃?gòu)型保持，而三線(xiàn)態(tài)乃春為雙自由基，反應(yīng)為分步進(jìn)行的，由于鍵的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)物為順?lè)串悩?gòu)體的混合物：,4. 二聚反應(yīng)：,5. 重排反應(yīng)：,乃春相關(guān)的重排反應(yīng)有霍夫曼重排、洛森重排、克蒂斯重排反應(yīng)。,5.1 霍夫曼（Hoffmann）重排,酰胺在次鹵酸鈉的堿溶液中，重排生成第一胺的反應(yīng)，反應(yīng)歷程：,5.2、洛森（lossen）重

10、排：,異羥肟酸及其乙?；苌镉袕?qiáng)堿作用下，得到第一胺的重排反應(yīng)：,5.3、克蒂斯（Curtis）重排反應(yīng),酰基疊氮化物熱分解得到?；舜?，再重排得到異氰 酸酯的反應(yīng)：,一個(gè)具有殺蟲(chóng)活性的氨基甲酸酯化合物過(guò)程如下：,乃春在芳環(huán)鄰位是不飽和支鏈時(shí)，極易環(huán)化成五元環(huán)，這一性質(zhì)對(duì)雜環(huán)的合成具有重要意義：,第三節(jié)：自由基,自由基是共價(jià)鍵發(fā)生均裂，每個(gè)碎片各保留一個(gè)電子，是帶 單電子的三價(jià)碳的化合物。,一、自由基的結(jié)構(gòu)和形成,1、自由基的結(jié)構(gòu)： 甲基自由基、含共軛結(jié)構(gòu)的自由基是SP2雜化。平面型結(jié)構(gòu)，自由電子在空的P軌道上，叔丁基自由基是角錐型，為SP3構(gòu)型，其反轉(zhuǎn)的能量很低，一般約2.5cal/m

11、ol，其反轉(zhuǎn)經(jīng)平面型的SP2構(gòu)型。當(dāng)這種反轉(zhuǎn)速度沒(méi)有反應(yīng)速度快時(shí)，產(chǎn)物有旋光性；反之，得到外消旋產(chǎn)物 。,= 1.45,外消旋產(chǎn)物,2、自由基的穩(wěn)定性：,若自由基中的電子能與電子形成P-共軛體系，這樣的自由基較穩(wěn)定：,3、自由基的形成,(1) 熱均裂反應(yīng) 有機(jī)的過(guò)氧化物或有機(jī)偶氮化合物在加熱時(shí)均裂形成自由基，常作為自由基反應(yīng)的引發(fā)劑，如：,（過(guò)氧化苯甲酰）、PBO,（偶氮二異丁氰）,(2) 輻射均裂反應(yīng)：,共價(jià)鍵的化合物，在紫外光X-射線(xiàn)、 射線(xiàn)的輻射下，引起鍵均裂。如：,有機(jī)汞化合物光分解如：,(3) 單電子轉(zhuǎn)移的氧化還原反應(yīng),可變價(jià)的無(wú)機(jī)離子如：Cu、Fe、Co等由于他們得到或失去一個(gè)

12、電子而生成自由基如：,過(guò)氧化叔丁醇,二、自由基的反應(yīng),1、鏈反應(yīng)機(jī)理 鏈引發(fā)：,鏈增長(zhǎng)：,鏈終止：,2、烴的鹵代反應(yīng),鹵代反應(yīng)通常指烴的氯化和溴化。而氟代反應(yīng)太激烈，碘代反應(yīng)速度慢且不能進(jìn)行到底。常用的原料是氯氣、溴素。但有時(shí)使用其替代物反應(yīng)更溫和，而且副反應(yīng)少，收率高。 烯丙基或芐基鹵化物常采用NBS、NCS、Me3COCl（次氯酸叔丁酯）作鹵化試劑，它們是一種溫和的鹵化試劑、均只發(fā)生氫的取代反應(yīng)不發(fā)生烯烴的加成反應(yīng)。,（N-溴代（氯代）丁二酰亞胺）,3、自由基加成反應(yīng),在四種鹵化氫中，只有溴化氫與烯烴的加成能按自由基歷程進(jìn)行，即加成產(chǎn)物不符合馬科尼科夫規(guī)律。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在黑暗、無(wú)過(guò)氧化物

13、存在下，與溴化氫加成符合馬氏規(guī)則。若在空氣中暴露或光照下與溴化氫所起的加成反應(yīng)是不符合馬氏規(guī)則產(chǎn)物。,（1,3二溴丙烷，反馬氏產(chǎn)物）,自由基歷程：,為什么僅僅HBr具有過(guò)氧化物效應(yīng)？這是因?yàn)樵阪準(zhǔn)椒磻?yīng)中，鏈傳遞的兩步反應(yīng)必須是放熱反應(yīng)，否則，鏈的傳遞將發(fā)生困難。,表：鹵化氫的鏈傳遞反應(yīng)焓變：,H(KJ /mol) HF 222 151 HCl 75 17 HBr 21 50 HI 50 117,除HBr能和烯烴發(fā)生自由基加成外，羧酸衍生物，特別是含活潑氫的羧酸衍生

14、物如：丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、氯乙酸乙酯等 ，也能和烯烴發(fā)生自由基加成，如：,例：殺蟲(chóng)劑毒死蜱的合成：,4、自氧化反應(yīng),分子氧對(duì)有機(jī)物進(jìn)行的氧化反應(yīng)稱(chēng)之為自氧化反應(yīng)。自氧化反應(yīng)具有重要的實(shí)際意義，如油漆的干燥、橡膠的老化、暴露空氣中食物的變質(zhì)等都與自氧化反應(yīng)有關(guān)。為阻止有機(jī)物因自氧化反應(yīng)而遭破壞。常加入阻止氧化反應(yīng)的物質(zhì)如對(duì)苯二酚抗氧化劑。 如苯甲醛很易被空氣氧化成苯甲酸，如加入0.001的對(duì)苯二酚就可阻止反應(yīng)發(fā)生：,再如：,機(jī)理如下：,5、自由基重排反應(yīng),自由基重排反應(yīng)沒(méi)有碳正離子那樣普遍，但在某些情況下自由基確實(shí)發(fā)生了重排。,例：,例：,(重排產(chǎn)物),例：,例：,第四節(jié) 碳正離子,

15、一、碳正離子的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性 1、經(jīng)典碳正離子：結(jié)構(gòu)可用經(jīng)典的lewis式表示的碳正離子 碳正離子的中心原子一般為SP2雜化，P軌道為空軌道。 碳正離子的穩(wěn)定性順序?yàn)椋菏逄贾偬疾?能產(chǎn)生P共軛的碳正離子較穩(wěn)定。幾種穩(wěn)定的正碳離子：,二、非經(jīng)典碳正離子,非經(jīng)典碳正離子不能用Lewis結(jié)構(gòu)式來(lái)表示,1、烯丙基型非經(jīng)典碳正離子（碳碳雙鍵作為鄰基參與）,反式7原冰片烯基對(duì)甲苯磺酸酯 （反式，構(gòu)型保持）,反式的速度是順式的107倍，而順式不僅速度慢，而且得到仍然是反式產(chǎn)物。,反式碳碳雙鍵可以形成32的非經(jīng)典碳正離子，所以反式速度快,順式7原冰片烯基對(duì)甲苯磺酸酯,2、螺環(huán)形碳正離子,下列化合物水

16、解產(chǎn)物很難用經(jīng)典的碳正離子加以解釋,85,二、碳正離子的反應(yīng),1、親核取代反應(yīng),SN1歷程：正碳離子歷程，構(gòu)型消旋化， SN2歷程，分子過(guò)渡態(tài)，構(gòu)型翻轉(zhuǎn)。,離子對(duì)歷程：將兩極端歷程融合為一個(gè)歷程加以解釋?zhuān)簩?shí)際過(guò)程為SN1、SN2歷程都不同程度存在。,2、重排反應(yīng),3、消除反應(yīng),在親核取代反應(yīng)的同時(shí)，常伴有消除反應(yīng)，特別是叔鹵代烴。如：,當(dāng)XNR3時(shí)，幾乎全為消除產(chǎn)物。 霍夫曼和扎依采夫消除：,扎依采夫消除規(guī)律：一般情況下，仲、叔鹵代烴的消除得到主產(chǎn)物為碳碳雙鍵上 烷基最多的烯烴。,霍夫曼消除規(guī)律：,從季胺堿或锍堿加熱消除得到的主產(chǎn)物為雙鍵烷基最少的烯烴。,4、烯烴的親電加成反應(yīng),HX對(duì)烯烴的加

17、成，在一般情況下，HX分子中的質(zhì)子與碳碳雙鍵上的電子結(jié)合形成最穩(wěn)定的碳正離子，這就是馬爾尼可夫規(guī)則。,若在自由基引發(fā)劑（有氧或少量過(guò)氧化物）情況下，溴化氫的加成是反馬氏加成：,5、芳香族親電取代反應(yīng),如：硝化、磺化反應(yīng)、FC反應(yīng)：R+、RCO+、鹵化（Cl2、Br2）等。,第五節(jié) 碳負(fù)離子（Carbenion）（活潑亞甲基）和葉立德,1、碳負(fù)離子結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性 一般碳負(fù)離子與相鄰基團(tuán)易形成共軛大鍵時(shí)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，取SP2雜化的平面構(gòu)型，而簡(jiǎn)單的碳負(fù)離子類(lèi)似于氨或胺結(jié)構(gòu)，取SP3雜化的錐型結(jié)構(gòu)。但能自動(dòng)翻轉(zhuǎn)達(dá)到平衡。,穩(wěn)定性： (1) p或 共軛效應(yīng) 在碳負(fù)離子所連的碳原子上如有不飽和鍵，可使其穩(wěn)

18、定，如,（2）S成分效應(yīng) 碳負(fù)離子穩(wěn)定性隨S成分的增加而增加如：,（3）、誘導(dǎo)效應(yīng) 當(dāng)碳原子連有吸電子基團(tuán)是，碳負(fù)離子的穩(wěn)定性增加。如：,（4）芳香性,共平面的環(huán)狀烯烴負(fù)離子的電子數(shù)符合4n2時(shí)，負(fù)離子有芳香性，穩(wěn)定,2、碳負(fù)離子的反應(yīng),2.1、飽和碳原子上的親核取代反應(yīng) 丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯和類(lèi)似二羰基化合物（1，3二羰基化合物）的烷基化反應(yīng)，在有機(jī)合成上非常重要。,例：,巴比妥酸,例：,（杜冷?。?2.2、羰基位的取代反應(yīng)烯胺（Enamine） 烯胺的結(jié)構(gòu)中，由于N的孤對(duì)電子的P-共軛結(jié)果，使得原來(lái)羰基的“” 碳的電負(fù)性增大，親核性增強(qiáng)。同時(shí)，由于烯胺很容易水解成羰基化合物，

19、因而在有機(jī)合成上有著非常廣泛的用途。,例：,例：,例：,（嗎啉）,制備：采用羰基化合物在酸催化下脫水反應(yīng)得到：,2.3 烯胺的反應(yīng)及在有機(jī)合成中的應(yīng)用（羰基的位活化）：,（1）烴化：,（席夫堿）,例：,（2）酰基化反應(yīng)：,（3）邁克加成反應(yīng)（提高邁克加成反應(yīng)的活性）（烴基化反應(yīng)）,例：,例：,2.3、法伏爾斯基（Favorskii）重排反應(yīng) 鹵代酮在強(qiáng)堿條件下，重排成羧酸或酯的反應(yīng)。,歷程：,若用OH替代CH3O，產(chǎn)物為羧酸，如：,當(dāng)鹵代酮的，位無(wú)酸性氫時(shí)，在醇、堿作用下，也可重排 ，稱(chēng)似法沃斯基重排：,歷程：,例如：,2.4、邁克爾（Michael）加成反應(yīng),碳負(fù)離子中間體對(duì)，不飽和醛酮的1

20、,4加成反應(yīng):,例：,例：,通常用胺甲基化反應(yīng)來(lái)制備，不飽和醛酮，作為邁克爾反應(yīng)的原料，稱(chēng)之為邁尼絲堿（Mannich）。如：,（制成季胺鹽更容易發(fā)生消除反應(yīng)）,邁尼絲堿（Mannich）,例：,例：色胺酸的合成如下,（色氨酸）,吲跺,2.5 羥醛縮合反應(yīng) 在堿性催化下，具有氫的醛酮可以與另一個(gè)分子醛酮的羰基加成而得到羥基醛酮的反應(yīng)稱(chēng)羥醛縮合反應(yīng)。,（有順?lè)串悩?gòu)，但反式E為主）,（多巴胺）,擴(kuò)展到含活性氫化合物,如若其中一個(gè)分子沒(méi)有氫，不同的醛酮之間的縮合稱(chēng)之為克萊森施米特縮合反應(yīng)（ClaisenSchmidt）縮合,含活潑亞甲基化合物在胺或氨（仲胺）催化下發(fā)生的與醛酮的縮合稱(chēng)之為克諾芬蓋爾

21、縮合（Knoevenagel）如:,例：,例：,若改為丁二酸二乙酯，在強(qiáng)堿催化下與醛酮或酮的羥醛縮合稱(chēng)之為斯托布（Stobbe）反應(yīng)：,在強(qiáng)堿存在下，鹵代酸酯與醛酮縮合得到，環(huán)氧化酯稱(chēng)之為達(dá)森反應(yīng)（Darzen,s）,機(jī)理如下：,例:,例:,（香料）（甲基壬基乙醛）,例：,在強(qiáng)堿存在下，含活潑氫的酯與酯縮合稱(chēng)之為克萊森酯縮合反應(yīng)：,例：,若克萊酯縮合發(fā)生在分子內(nèi)稱(chēng)之為迪克曼酯縮合（Dieckmann）如:,例：,例：,例：,例：,酸酐在同一種酸的鈉或鉀鹽存在下，產(chǎn)生碳負(fù)離子，再與芳醛反應(yīng)，產(chǎn)生的羥醛型縮合反應(yīng)稱(chēng)之為柏金反應(yīng)（Perkin）：,（碘番酸，膽道造影藥物）,二、葉立德（Ylides）

22、,葉立德是指一個(gè)帶正電荷的雜原子（一般是五、六族元素）和一個(gè)碳負(fù)離子相連的化合物，通式為:,磷葉立德； 砷葉立德 ； 碲葉立德； 硫葉立德； 氮葉立德,也可以用雙鍵表示為：,葉立德不是真正意義上的碳負(fù)離子，但它們發(fā)生的反應(yīng)都類(lèi)似于碳負(fù)離子，是強(qiáng)親核試劑，如著名的維狄希試劑（Wittig）反應(yīng)就是磷葉立德與醛酮的反應(yīng)。到目前為止，葉立德的重要反應(yīng)仍在不斷涌現(xiàn)，特別是硫、氮葉立德在有機(jī)合成中所起的重要作用更引人注目。,1、翁內(nèi)鹽的形成,1.1、由翁鹽除去質(zhì)子,形成的難易程度，取決于碳負(fù)離子的穩(wěn)定性，或決定于被除去的質(zhì)子的酸性。酸性越強(qiáng)，越易除去。例如 ：,1.2、卡賓直接和膦反應(yīng),1.3、碳負(fù)離子

23、和乙烯基磷離子的加成,2、翁內(nèi)鹽的結(jié)構(gòu),X衍射研究表明：與雜原子相鄰的碳是平面型結(jié)構(gòu)。CP鍵長(zhǎng)為1.7，比 正常CP單鍵1.87短。這表明，CP之間有雙鍵的成分。主要是填滿(mǎn)的2P 軌道與d的空軌道有重疊的緣故。,3、翁內(nèi)鹽的反應(yīng),3.1、磷葉立德,3.1.1與醛酮的反應(yīng)（Wittig反應(yīng)）,碳負(fù)離子進(jìn)攻醛酮的羰基碳，得到兩性離子中間體，此時(shí)，氧再和磷配位形成膦化氧和烯烴：,例：,例：,維狄希反應(yīng)對(duì)許多采用別的方法難以合成的天然產(chǎn)物如：萜類(lèi)、多烯類(lèi)化合物的合成上非常有用。,例如，合成棉鈴蟲(chóng)性信息素：,（7Z,11E）-7,11十六碳二烯基乙酸酯,合成：,采用膦酸酯來(lái)制備葉立德是對(duì)維狄希試劑的改進(jìn)

24、和發(fā)展，成為霍納艾蒙斯（Horner Emmons）反應(yīng)，其特點(diǎn)是制備方便，副產(chǎn)物溶于水，分離方便,3.1.2、氧化作用,氧（過(guò)氧酸）將翁內(nèi)鹽裂解為磷化氫和羰基化合物；如果翁內(nèi)鹽過(guò)量，則生成的醛再與翁內(nèi)鹽反應(yīng)，得到對(duì)稱(chēng)的烯烴:：,3.1.3、重排反應(yīng)：Stevens重排,季胺鹽重排涉及翁內(nèi)鹽重排：,一般氮的翁內(nèi)鹽很不穩(wěn)定，這是由于N沒(méi)有空的d軌道形成共軛的緣故。,3.2、硫葉立德,常用的硫葉立德是二甲基亞甲基葉立德，二甲基亞甲基氧锍葉立德：,這兩個(gè)葉立德是1962年被人介紹的。,3.2.1、硫葉立德制備：,和磷葉立德一樣，主要是采用锍鹽來(lái)制備：,3.2.2、反應(yīng),a、環(huán)氧化：,硫葉立德與羰基化

25、合物反應(yīng)與磷葉立德不同，它不能奪取羰基上的氧，而是加成在碳氧之間，形成環(huán)氧化物。例：,（酯羰基不干擾醛酮）,二甲基亞甲基锍葉立德比二甲基亞甲基氧锍葉立德更活潑，前者不能儲(chǔ)存，后者可儲(chǔ)存數(shù)天。,b、環(huán)丙烷化,二甲基亞甲基氧锍葉立德（不是二甲基亞甲基锍葉立德）對(duì)，不飽和羰基化合物的邁克加成反應(yīng)，得到環(huán)丙烷衍生物。這是一種很好的環(huán)丙烷化試劑：（產(chǎn)物相當(dāng)于烯烴和碳烯反應(yīng)的產(chǎn)物）,例 ：,例 ：,例 ：,例 ：,(空間位阻大),例：,例：,例：,而二甲基亞甲基锍葉立德對(duì)，不飽和羰基化合物的邁克加成反應(yīng)主要 是環(huán)氧化物。這是它們兩的主要區(qū)別，也是它們的活性不同所致 ：,C、重排反應(yīng)：,穩(wěn)定的酯葉立德，加熱

26、時(shí)也能發(fā)生類(lèi)似的史蒂文斯重排，如：,葉立德的反應(yīng)也相當(dāng)復(fù)雜，還有其它許多反應(yīng)，在此不多敘述。,第二章 官能團(tuán)的選擇性互變,研究合成應(yīng)考慮的問(wèn)題： （1）碳骨架等（2）官能團(tuán)（3）構(gòu)型 本章主要討論氧化還原反應(yīng),第一節(jié) 還原反應(yīng),常見(jiàn)的還原劑有： A：催化氫化，催化劑常用Ni，Pt，Pd等； B：電子轉(zhuǎn)移試劑：活潑金屬如Na，Li, Mg，F(xiàn)e，Zn；質(zhì)子溶劑如H2O，胺，酸，醇等；C:氫轉(zhuǎn)移試劑：LiAlH4, NaBH4等； D: 低價(jià)N、S的化合物如：NH2NH2, NH=NH（二亞胺），Na2S, NH4HS,Na2S2O4（保險(xiǎn)粉）等。,一、不飽和烴的還原氫化 使用

27、非均相催化劑：Ni, Pt，Pd，，RaneyNi 使用均相催化劑：過(guò)渡金屬理化絡(luò)合物（Ph3P） 3RhCl三苯基膦氯化銠，又名威金森催化劑（Wilkinson）。,例：,例：,例：,例：,例：,例：,例：,Birch 還原：負(fù)離子自由基機(jī)理：,反應(yīng)機(jī)理：,例：,例：,二、羰基化合物的還原,例：,例：,反應(yīng)歷程：,例：,三、含氮化合物的還原,四、碳雜原子鍵的氫解（O,S,N,Cl），將C-X轉(zhuǎn)變成C-H鍵 最易的是芐基型和烯丙基型的結(jié)構(gòu),例：,例：,例：,例：,第二節(jié) 氧化反應(yīng),一、烯烴的氧化,1、環(huán)氧化,（構(gòu)型不變）,常見(jiàn)的過(guò)氧酸：HCOOOH,CH3COOOH,CF3COOOH（強(qiáng)過(guò)

28、酸）、C6H5COOOH、mClC6H5COOOH（MCPBA,較穩(wěn)定，固態(tài)，運(yùn)輸、保存方便）、p-NO2C6H4COOOH,例：,（二甲亞砜）,2、羥基化,例：,例：,例：,3、臭氧化,例：,二、醇的氧化反應(yīng),1、Jones 氧化劑：CrO3/ H2SO4,例：,2、Collins氧化劑：CrO32C5H5N（三氧化鉻的吡啶絡(luò)合物）（對(duì)酸敏感的基團(tuán)存在時(shí)可以用此氧化劑）,3、CrO3-C5H5N-HCl（簡(jiǎn)稱(chēng)PCC）對(duì)酸敏感的基團(tuán)存在時(shí)也可以使用（Sarrett氧化劑）。,THP（四氫吡喃基）,4、新生態(tài)的MnO2為較溫和的氧化劑，特別易氧化烯丙羥基、芐醇:,例：,例：,5、酮AlOCH(C

29、H3)2:異丙醇鋁的酮絡(luò)合物稱(chēng)Oppenauer氧化劑（歐朋腦爾）,（妊娠素）,6、DMSODCC: 氧化劑：（二甲亞砜二環(huán)己基碳化二亞胺）,三、醛酮的氧化,KMnO4,醛 酸,或Ag2O，或CuO,酮：,拜爾維利格氧化反應(yīng),例：,例：,（不對(duì)稱(chēng)的酮重排反應(yīng)，苯基遷移能力大于烷基）,歷程：,遷移順序：HPh302010，苯環(huán)上有給電子基的的芳基優(yōu)先遷移。,例：,第三節(jié) 脫氫反應(yīng),一、Pd催化劑 ： PdC,例：,例：,Se（硒可替代PdC作脫氫催化劑）,二、醌類(lèi)作脫氫催化劑（一些特除的醌）,2，3二氯5，6二氰基苯醌（DDQ）,例：,（更穩(wěn)定）,例：,三、有機(jī)硒化合物：PhSeCl（苯硒基氯）

30、、PhSeBr（苯硒基溴）,（二異丙基胺基鋰，強(qiáng)堿）,例：,第三章、官能團(tuán)的保護(hù),第一節(jié)： 羥基的保護(hù)（醇、酚羥基的保護(hù)）,一、醚化保護(hù),保護(hù)劑：（C6H5）3C-Cl、【保護(hù)伯醇】； C6H5CH2Cl【保護(hù)仲醇】等,例：,（脲核苷）,（保護(hù)）,（ 脫保）,（ 脫保）,例：DHP（二氫吡喃作保護(hù)劑）,（環(huán)戊烯醇）,（四氫吡喃醚衍生物）,（Witting試劑）,有機(jī)硅保護(hù)劑：氯硅烷,（三甲基氯硅烷）,（叔丁基二甲基氯硅烷）,脫去保護(hù)基用酸水解。,例：,（正丁基氫化鋁）,（半縮醛不穩(wěn)定，分解）,酚羥基醚化保護(hù)：,例：,（N對(duì)羥基偶氮苯）,（保護(hù)還原）,（正丁基丙二酸二乙酯）,（氫解，脫保）,例：

31、,（嗎啡代用品的合成）,（6亞甲基二氫脫氧嗎啡）,二、酯化保護(hù)：,保護(hù)劑一般有：,例：舒喘靈的合成：,（舒喘靈）,例：,例：,（氫解，脫芐基）,（加熱，Claison重排）,例：Vc的合成（利用縮醛、縮酮保護(hù)羥基）,（菌催化）,（半縮醛）,（開(kāi)環(huán)）,第二節(jié)：烯鍵的保護(hù),（1）二鹵化 ， （2）環(huán)氧化,例：甾族化合物的合成,MCPBA:（間氯過(guò)氧苯甲酸）,第三節(jié)：羰基的保護(hù)（用醇保護(hù)）,例：,例：,甾族化合物的合成,例：（用乙二硫醇作保護(hù)劑，必須用Hg2+脫保）,第四節(jié)：羧基的保護(hù)酯化,例：,例：,目前，常用的醇保護(hù)劑有2，2，2三氯乙醇：Cl3CCH2OH,如：,如在頭胞類(lèi)藥物合成中，其中間體

32、頭胞金素的合成：,（頭胞金素）,第五節(jié)：胺基的保護(hù)酰化或成鹽,例如：,例如：,例：,例：,第四章 元素有機(jī)化合物,含有C元素（H,O,N,X,S除外）鍵的有機(jī)化合物稱(chēng)為元素有機(jī)化合物。,第一節(jié) 有機(jī)鎂化合物,一、制備,1、金屬鎂與鹵代烴反應(yīng),反應(yīng)條件：無(wú)水、無(wú)氧、無(wú)酸性化合物如CO2、惰氣保護(hù)最好。,例如：,氯苯的活性比溴苯差，因而采用THF以提高反應(yīng)溫度。,2、交換反應(yīng):,制備含活性氫的格氏試劑，采用不含活性氫的格氏試劑作原料， 進(jìn)行交換反應(yīng)。,例如：,二、反應(yīng),(羥甲基化反應(yīng)),（羥乙基化反應(yīng)）,當(dāng)RMgX中的R空間位阻很大，或羰基二邊位阻很大時(shí)，將得不到預(yù)期的產(chǎn)物。,例如：,反應(yīng)機(jī)理如

33、下：,空間位阻在格氏反應(yīng)中，應(yīng)給予充分考驗(yàn)，以在設(shè)計(jì)反應(yīng)路線(xiàn)時(shí)合理選用反應(yīng)原料，如下面二條路線(xiàn)合成同一個(gè)化合物，路線(xiàn)二收率很低：,雙格氏試劑的成環(huán)反應(yīng)在有機(jī)合成中常常用到，一般采用內(nèi)酯 或二元酸酐，希望給予關(guān)注。,（內(nèi)酯，很穩(wěn)定）,例如：,例如：,例如：,第二節(jié)：有機(jī)鋰化合物,有機(jī)鋰化合物的堿性比有機(jī)鎂更強(qiáng)，因而反應(yīng)活性更高。,一、制備,1、與金屬鋰反應(yīng),注意事項(xiàng)：無(wú)水、無(wú)氧、無(wú)酸（二氧化碳）、低溫（常溫易燃燒）,2、交換反應(yīng),二、反應(yīng),1、與醛酮反應(yīng),（空間位阻很小，，幾乎無(wú)空間效應(yīng)，與格氏試劑不同）,例：,例：,例：,有機(jī)鋰于格林試劑的區(qū)別在于：格林試劑于，不飽和醛酮的加成是 1，4加成，

34、而有機(jī)鋰的加成是以1，2加成為主。,2、與羧酸的反應(yīng),機(jī)理：,3、與RX的反應(yīng),例：茉莉酮的合成（順式的為香料，反式的無(wú)香味）,4、與環(huán)氧乙烷反應(yīng),羥乙基化反應(yīng)：,（合成硫辛酸藥物的關(guān)鍵中間體）,例：,第三節(jié)：有機(jī)鋅化合物,RZnX : 在金屬有機(jī)中，應(yīng)用最早，但活性比有機(jī)鎂差。,常用的是：BrCH2COOEt（鹵代酸酯）,Reformatshy（瑞福馬斯基） 反應(yīng)：,例：,例：,（該反應(yīng)不象格林試劑，可以一鍋煮）,例：,例：,例：,有的鹵代酸酯制備很困難，可采用改進(jìn)的瑞福馬斯基反應(yīng)來(lái)制備： 采用羧酸酯直接制備，用LDA（二異丙基胺基鋰）做強(qiáng)堿脫氫。如：,例：,例：,第四節(jié)：有機(jī)磷化合物,一、

35、Wittig反應(yīng),共振結(jié)構(gòu):,膦葉立德離子型（ylide）,（雙鍵型稱(chēng)ylen）,例：,例：,（酮比醛的活性低，位阻大）,制備方法,例：,受COOEt的吸電子作用，其反應(yīng)活性下降了。,例：,機(jī)理是：經(jīng)過(guò)了四圓環(huán)的過(guò)渡態(tài)、或經(jīng)歷了兩極離子中間體。,膦葉立德的優(yōu)點(diǎn)有：,（1）反應(yīng)溫和（2）收率較高（3）無(wú)重排反應(yīng)（4）反式結(jié)構(gòu)為主要產(chǎn)物（5）酮的 反應(yīng)活性較差,二、WittigHornes反應(yīng),（改進(jìn)型的Wittig反應(yīng)：使反應(yīng)活性較低的Wittig反應(yīng)也有較高的收率）,Wittig反應(yīng)的進(jìn)行難易主要有兩個(gè)因素：,a、羰基碳的空間位阻越大，反應(yīng)進(jìn)行越困難；,b、Wittig試劑的碳負(fù)離子相連的基團(tuán)

36、為吸電子基時(shí)，反應(yīng)活性下降。,例：,（膦酸酯）,采用這種膦酸酯作Wittig試劑，反應(yīng)活性大大增加：,例：,例：,例：,例：,例：,副產(chǎn)物為磷酸鹽，水溶性，分離方便,制 備：,或 :,或 :,（亞磷酸二甲酯）,第五節(jié)、有機(jī)砷化合物,砷葉立德可克服磷葉立德反應(yīng)活性差的缺點(diǎn)，其活性比磷葉立德大。,一、砷葉立德的制備,下列兩個(gè)化合物同樣可以制備砷葉立德：,二、與醛酮的反應(yīng)：,例：,例：,例：,砷葉立德與鄰位羥基芳酮或芳醛反應(yīng)生成縮合 后再環(huán)化的產(chǎn)物5，6苯基2吡喃酮：,例：,例：,例：,（5，6苯基2吡喃酮）,第六節(jié)：有機(jī)硅化合物,優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)收率高；立體選擇性好。缺點(diǎn)：使用四氯化鈦催化；反應(yīng)超低溫。

37、介紹兩個(gè)有機(jī)硅試劑的反應(yīng)及在有機(jī)合成中的應(yīng)用。,一、三甲硅基烯醇醚,1、制備方法：（用酮或酯來(lái)合成）,（HMPA：六甲基磷酰胺）,（原因不明）,2、化學(xué)反應(yīng),（1）與鹵素反應(yīng),（2）與RX反應(yīng)：使位的烴基化反應(yīng)（于烯胺的反應(yīng)相似）,例：,例：,（3）與醛酮的反應(yīng)（大于羥醛縮合的收率）,例：,例：,反應(yīng)活性順序：醛酮酯,例：,（酮的羰基仍保留著）,例：,例：,（4）Michael加成反應(yīng),例：,二、乙烯基硅烷,1、制備方法：,利用炔與三甲基硅烷或三甲基氯硅烷反應(yīng)得到：,（六氯鉑金酸）,2、反應(yīng)：親電加成反應(yīng)有較高的立體選擇性,（構(gòu)型不變）,（使碳正離子穩(wěn)定）,例：,例：,例：,分解反應(yīng)：,第七節(jié)

38、：有機(jī)鋯化合物,（二茂氯代氫化鋯）有機(jī)氫化合物,一、制備,（TH：四氫皮質(zhì)瓊），（CP：茂環(huán)，有芳香性）,二、反應(yīng),1、加成反應(yīng),2、還原反應(yīng),（保留烯烴）,例：,例：,第五章、重排反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)中，一般碳的骨架不變。分子的碳架或官能團(tuán)的位置發(fā)生改變的反應(yīng)稱(chēng)之為分子重排反應(yīng)。重排反應(yīng)在分子內(nèi)進(jìn)行，故稱(chēng)之為分子重排反應(yīng)。 重排反應(yīng)為烴基或氫原子在分子內(nèi)進(jìn)行遷移的反應(yīng)。遷移可以是基團(tuán)、原子。所以可以稱(chēng)基團(tuán)或原子的遷移的反應(yīng)為重排反應(yīng)。 重排反應(yīng)常在試劑作用下（酸、堿、金屬離子）、加熱或光照或其他物理因素下發(fā)生。,第一節(jié) 缺電子重排,重排反應(yīng)分為：缺電子重排、富電子重排和芳環(huán)重排。,缺電子重排反

39、應(yīng)：通過(guò)缺電子原子發(fā)生的重排反應(yīng)為缺電子重排反應(yīng)。,一、碳正離子的重排,碳原子重排分為：碳烯重排和碳正離子重排。,（鄰位遷移，即1，2遷移）,若發(fā)生重排反應(yīng)一般重排產(chǎn)物占多數(shù)。一般能生成碳正離子的反應(yīng)可能形成重排反應(yīng)。,碳正離子的穩(wěn)定性順序：,例：,例：,（莰烯）,（氯化冰片）,一、碳原子參與的重排,1、瓦格那重排,脂肪族胺和亞硝酸的反應(yīng)：,例：,例：,（擴(kuò)環(huán)反應(yīng)）,例：,（縮環(huán)反應(yīng)）,2、Deniyanov（捷米揚(yáng)諾夫）重排,由環(huán)己酮轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)庚酮,例：,3、片 吶重排（Pinacol）重排、吶夸醇重排,例：,遷移能力：,例：,例：,例：,例：,例：,例：,例：,二、氮原子參加的重排,1、Ho

40、fmann重排（降級(jí)）,機(jī)理：,（氮烯）,（異氰酸酯）,（胺基甲酸，不穩(wěn)定）,例：,產(chǎn)物中沒(méi)有下列化合物：,例：,說(shuō)明該重排反應(yīng)為分子內(nèi)重排反應(yīng)。,Hofmann重排反應(yīng)，重遷移基團(tuán)的構(gòu)型保持不變：,例：,2、Backmann重排（貝克曼重排）反應(yīng)：,醛肟和酮肟的重排反應(yīng)：,機(jī)理：,遷移規(guī)律：羥基的反位基團(tuán)發(fā)生遷移。,例：,例：,例：,Hofmann重排反應(yīng)的應(yīng)用：,例：,例：,第二節(jié) 富電子重排,缺電子重排常在酸催化下進(jìn)行，而富電子重排常在堿存在下進(jìn)行重排。,通過(guò)富電子的原子進(jìn)行的重排。主要指遷移基團(tuán)遷移到富電子的原子而發(fā)生的重排反應(yīng)。富電子可以是碳負(fù)離子，也可以是其他原子的負(fù)離子，該重排又

41、稱(chēng)為親電重排反應(yīng)。,一、Stevens（史蒂芬斯）重排：,季胺鹽：,锍鹽：,通式：,通常：,（需要含吸電子基團(tuán) ）,立體化學(xué)：遷移基團(tuán)立體化學(xué)結(jié)構(gòu)保持不變（是協(xié)同進(jìn)行的反應(yīng)）,二、鄰二酮的重排反應(yīng):,機(jī)理：,例:,例:,例:,例：,（菲）（芳香性比苯弱）,三、Wittig重排,醚在強(qiáng)堿存在下重排生成醇的反應(yīng)。,在強(qiáng)堿存在下，H被堿奪取后形成碳負(fù)離子，R1不帶價(jià)電子遷移到碳負(fù)離子上。,例：,例：,四、Favosekel（法沃斯基）重排,鹵代酮重排轉(zhuǎn)變?yōu)轸人狨サ姆磻?yīng)。,例：,例：,機(jī) 理：,第三節(jié)、芳環(huán)上的重排,一、聯(lián)苯胺重排,（主要產(chǎn)物）,（其他多種副產(chǎn)）,其機(jī)理是正離子基中間體進(jìn)行的重排反應(yīng)：

42、,機(jī)理：,（重要的染料中間體）,（雙分子還原）,例：,二、Fries（傅瑞斯）重排,酚酯在lewis酸作用下，重排轉(zhuǎn)化為酚酮的重排反應(yīng)：,（高溫為主）,（低溫為主）,例：,例：,低溫是速度控制產(chǎn)物，高溫是平衡控制產(chǎn)物，生成穩(wěn)定性大的產(chǎn)物（內(nèi)氫鍵，更穩(wěn)定）。,三、克萊森（Claisen）重排,烯丙基芳醚在加熱時(shí)，重排得到鄰位或?qū)ξ坏南┍椒赢a(chǎn)物：,當(dāng)鄰位被占據(jù)時(shí)，得對(duì)位產(chǎn)物，對(duì)位產(chǎn)物是兩次重排的產(chǎn)物：,例：,例：,例：,第六章：不對(duì)稱(chēng)合成（手性合成）,定義：用合適的原料制取有旋光性物質(zhì)的合成。,為什么要進(jìn)行不對(duì)稱(chēng)合成研究？藥物中有生物活性的物質(zhì)往往有旋光性，因此不對(duì)稱(chēng)合成是有機(jī)合成中重要的組成

43、部分。,采用普通方法合成常得到的是外消旋化合物，只有在特殊條件下才能得到有旋光性的化合物。,例：,例：合霉素是外消旋體，而氯霉素是旋光性化合物。因此不對(duì)稱(chēng)合成在藥物合成中具有重要意義。,第一節(jié)：取得旋光活性物質(zhì)的一般方法,一、拆分：外消旋的拆分（物理、化學(xué)的方法，繁）,二、利用天然有旋光性的物質(zhì)作原料來(lái)進(jìn)行合成（原 料一般較少并且貴）,三、不對(duì)稱(chēng)合成的方法：借助外來(lái)的不對(duì)稱(chēng)因素（手性源）（底物、溶劑、試劑、催化劑），使無(wú)手性或潛手性物質(zhì)不等量轉(zhuǎn)化為手性化合物的過(guò)程,光學(xué)收率（對(duì)應(yīng)體過(guò)量）：凈旋光體占總量的比例。,,,,,,例：,（空間位阻大，發(fā)生還原反應(yīng)）,光學(xué)收率：ee,,R或S型仲辛

44、醇市場(chǎng)有售,例：,第二節(jié)、使用手性底物和試劑進(jìn)行的不對(duì)稱(chēng)合成,例：,（市場(chǎng)有售）,9BBN,(9IPC-BBN),例：,例：,第三節(jié)、不對(duì)稱(chēng)誘導(dǎo)反應(yīng),在無(wú)手性的底物中，引入一個(gè)手性基團(tuán)，使反應(yīng)向不等量的兩種化合物方向進(jìn)行，生成新的化合物后，再用適當(dāng)?shù)姆椒ǔ?，并循環(huán)使用。,旋光性胺的反應(yīng)：,例：,第四節(jié)：不對(duì)稱(chēng)催化反應(yīng),例：,（有機(jī)膦和銠的絡(luò)合物）,例：,（丙酮酸）,例：,第七章 互變異構(gòu)與雙重反應(yīng)性,第一節(jié)、概述,一、互變異構(gòu)：,二、互變異構(gòu)和同分異構(gòu)間的界限,又稱(chēng)平衡異構(gòu)現(xiàn)象，即在室溫下，不同官能團(tuán)異構(gòu)體處于動(dòng)態(tài)平衡，能很快的相互轉(zhuǎn)變，是一種特殊的官能團(tuán)異構(gòu)。1885年，有化學(xué)家拉爾（La

45、ar）第一個(gè)提出這個(gè)術(shù)語(yǔ)。,第二節(jié)、互變異構(gòu)轉(zhuǎn)變歷程和類(lèi)型,正離子移變：分子中原子或原子團(tuán)以正離子形式發(fā)生轉(zhuǎn)移，這種過(guò)程稱(chēng)正離子移變。 負(fù)離子移變：分子中的原子或原子團(tuán)以負(fù)離子形式發(fā)生轉(zhuǎn)移，這種過(guò)程稱(chēng)負(fù)離子移變。,一、質(zhì)子移變歷程,1、單分子質(zhì)子移變歷程,,這一歷程表示，失去質(zhì)子和得到質(zhì)子是分步進(jìn)行的。一般酸性較強(qiáng)的物質(zhì)或在極性強(qiáng)的溶劑中，有利于這一歷程進(jìn)行。,在酸催化下，則是借助“O”的質(zhì)子化來(lái)催化進(jìn)行的,2、雙分子質(zhì)子移變歷程,當(dāng)化合物酸性很弱時(shí)，物質(zhì)不能象上述的歷程那樣出現(xiàn)負(fù)離子，而是質(zhì)子由一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置是協(xié)同進(jìn)行的。,二、負(fù)離子移變過(guò)程（轉(zhuǎn)移基團(tuán)為負(fù)離子）,1、單分子歷程：,

46、特點(diǎn)：形成碳正離子中間體,2、雙分子歷程,特點(diǎn)：協(xié)同歷程,3、分子內(nèi)歷程,,鄰苯二甲酸單酯在酸催化下的互變異構(gòu)就是分子內(nèi)的負(fù)離子移變。,第三節(jié)、酮烯醇式互變異構(gòu),采用庫(kù)爾特邁依爾（KartMeyer）法可以測(cè)定酮化物中烯醇式含量，常溫下，下列酮烯醇式含量如下表：,丙酮 環(huán)戊酮 環(huán)己酮 2.5104 48104 2.5102,庫(kù)爾特邁依爾測(cè)定法簡(jiǎn)介：,在丙酮的稀的溶液中，加入過(guò)量的溴，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溴化速度與丙酮濃度成正比，和溴無(wú)關(guān)。因而，證明了溴化反應(yīng)是通過(guò)丙酮的烯醇式加成后消除得到溴丙酮,歷程：,,由于第一步是慢反應(yīng)，因而測(cè)定溴代丙酮的生成速度即為烯醇式互變異構(gòu)速度

47、。,一、分子結(jié)構(gòu)對(duì)烯醇式含量的影響,表： 酮式體系中，烯酮的平衡百分含量,化合物 烯醇的含量，,化合物 烯醇的含量，,化合物 烯醇的含量，,化合物 烯醇的含量，,從上表分析得出以下結(jié)論：,1、平衡狀態(tài)下，丙酮以及其它簡(jiǎn)單酮幾乎全部以酮式存在，如丙酮、 環(huán)戊、環(huán)己酮等。,2、在表A部分中，當(dāng)丙酮中H被羧乙酯（COOEt）取代時(shí)，含量增加；若被乙?；〈黾拥姆雀螅ū鞡部分）。,a、羧乙酯基或乙酰基的吸電子效應(yīng)，使碳上氫酸性增強(qiáng)，有利于烯醇式平衡產(chǎn)物的生成，,b、二酮及二酯類(lèi)的烯醇式烯醇是由于形成分子內(nèi)

48、氫鍵及碳碳雙鍵與碳基共軛而穩(wěn)定。,3、在C、D、E、F的數(shù)據(jù)表明，在體系中，烷基的存在，降低烯醇式 的含量。因?yàn)镽的I效應(yīng)。,4、在C和F數(shù)據(jù)表明，苯基存在有利于烯醇式的生成：由于烯醇和苯環(huán)產(chǎn)生了大共軛體系的原故,5、較大環(huán)烯醇含量較高，原因不明。,二、溶劑對(duì)烯醇式的影響,極性溶劑有利于酮式存在，非極性溶劑有利于烯醇式存在。原因?yàn)橄┐际降臉O性比酮式極性小。因?yàn)樵谙┐际浇Y(jié)構(gòu)中，存在分子內(nèi)氫鍵，使正負(fù)電荷得到部分中和，而極性下降：,極性大 極性小，負(fù)氧被質(zhì)子中和后，負(fù)性下降,表：乙酰乙酸乙酯在不同溶劑中烯醇含量（18）,三、烯醇形成的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)比較,1、當(dāng)羰基有不同的H時(shí)，可形成不同的烯醇

49、式結(jié)構(gòu)，但是若某一個(gè)碳上有吸電子基，則有利于此種烯醇式的形成 ：,次要 主要,2、烯醇式混合物組分的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)控制,動(dòng)力學(xué)控制：產(chǎn)物的組成受到氫的相對(duì)活潑性控制。,主要 次要,若在A和B之間可以建立平衡，即A、B可以相互轉(zhuǎn)化，則建立了平衡控制，即熱力學(xué)控制 ：,質(zhì)子催化下的A、B之間的相互轉(zhuǎn)化：,當(dāng)有過(guò)量酮存在下，則是平衡控制產(chǎn)物,動(dòng)力學(xué)控制易生成取代較少的烯醇，而平衡控制則有利于生成取代基較多的產(chǎn)物；前者因?yàn)榭臻g位阻少，后者由于生成的烯醇更穩(wěn)定 ：,表：烯醇式混合物的組分,混合物 產(chǎn)物1 產(chǎn)物2,動(dòng)力學(xué)

50、 28 72 熱力學(xué) 94 6,動(dòng)力學(xué) 10 90 熱力學(xué) 66 34,動(dòng)力學(xué) 75 25 熱力學(xué) 13 87,3、對(duì)于、不飽和酮生成烯醇式，則主要生成共軛體系，即碳上的氫被烯醇化：,（主要，穩(wěn)定） （次要，不穩(wěn)定）,（主要）,第四節(jié)、與酮烯醇互變異構(gòu)相關(guān)的互變異構(gòu),1、三碳系：,（雙鍵位移）,2、硝基酸式硝基系 ：,3、亞硝基肟系：,4、酰胺亞胺醇系：,5、腈亞胺系：,6、亞胺胺系：,7、偶氮腙系：,8、偶氮胺系：,9、偶氮亞

51、硝基胺系：,一、三碳系（雙鍵位移）,（98，共軛） （2）,（86，共軛） （14）,二、亞硝基異亞硝基（肟）互變異構(gòu),在脂肪族亞硝基混合物中幾乎全部是肟式結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)，脂肪醛和酮肟，不會(huì)轉(zhuǎn)化為亞硝基混合物，但在芳香族混合物中，則是一個(gè)平衡體系：,光譜實(shí)驗(yàn)證明：固態(tài)時(shí)為醌式結(jié)構(gòu)，而溶液時(shí)為兩種異構(gòu)體的平衡產(chǎn)物，但在這種互變異構(gòu)體中，與烯醇式不同的是，平衡總是偏向于肟這一邊 。,三、酰胺亞胺醇互變異構(gòu),mp： 128 mp： 123,在庚烷中得到的物質(zhì)熔點(diǎn)為128的酰胺式；而在甲醇中得到是熔點(diǎn)為123的亞胺醇式結(jié)構(gòu)。,例如：脲酸為2，6，8三羥基

52、嘌呤 ：,亞胺醇式 酰胺式,這類(lèi)一個(gè)變化可以用來(lái)很好的解釋一些反應(yīng)的產(chǎn)物，如：,歷程：,第五節(jié)、負(fù)離子移變,一、單分子歷程：,歷程：,例如：,例如：,例如：,對(duì)于1苯基丙烯體系中，苯基的對(duì)位有甲基取代，遷移性能增加：,二、雙分子歷程,離去基團(tuán)的離去和加成基團(tuán)的加成同時(shí)進(jìn)行，它們可以相同，也可以不同。如：,（唯一產(chǎn)物）,歷程：,三、分子內(nèi)歷程,用取代丙烯醇和亞硫酰氯反應(yīng)，也可以發(fā)生分子內(nèi)負(fù)離子移變：,歷程：,對(duì)于環(huán)狀化合物來(lái)說(shuō)，用SOCl2處理，除發(fā)生分子內(nèi)移變外，順?lè)串悩?gòu)仍然保持：,歷程：,第六節(jié)、雙重反應(yīng)性能,長(zhǎng)時(shí)間，人們認(rèn)為雙重反應(yīng)是由于分子能產(chǎn)生雙重的異構(gòu)體而引起的，實(shí)際上

53、，人們發(fā)現(xiàn)，雙重反應(yīng)性能比互變異構(gòu)現(xiàn)象更為廣泛。一般情況下，這是由于分子的共軛鍵所引起的:,對(duì)于烯醇鈉鹽來(lái)說(shuō)有順、反結(jié)構(gòu)。由于體系中無(wú)質(zhì)子存在（即過(guò)量的原料），順?lè)粗g是不可相互轉(zhuǎn)化的，也就是說(shuō)，不能產(chǎn)生互變異構(gòu)現(xiàn)象，即沒(méi)有酮和烯醇式的互變異構(gòu)。下列變化不會(huì)發(fā)生 :,實(shí)驗(yàn)證明，順?lè)粗g不能相互轉(zhuǎn)化，即互變異構(gòu)是不存在的，但是對(duì)這種鈉鹽進(jìn)行羥基化或酰基化，卻得到了兩種產(chǎn)物，即C衍生物和氧衍生物：,(碳衍生物),且順、反構(gòu)型保持不變。這就說(shuō)明了雙重反應(yīng)性不一定是互變異構(gòu)所導(dǎo)致的，再如：氯汞乙醛也有雙重反應(yīng)性能：,形成C或O衍生物與試劑的性質(zhì)有關(guān)。,結(jié)論：物質(zhì)發(fā)生雙重反應(yīng)的根本原因不是平衡異構(gòu)，而是

54、共軛產(chǎn)生的極性的交替，因而，只有共軛鍵分子才有雙重反應(yīng)性，這種共軛含共軛，P共軛。這種共軛存在，使得在外來(lái)試劑的影響下，電子云重新分配，這就導(dǎo)致了雙重反應(yīng)性。,存在兩種產(chǎn)物的原因：有P共軛體系。即34 ：,或存在共振結(jié)構(gòu)：,例2：,例3：,共軛的結(jié)果,例4：,（超共軛結(jié)果）,例5：,結(jié)束語(yǔ)：雙重反應(yīng)性比互變異構(gòu)的范圍廣泛，互變異構(gòu)是雙重反應(yīng)的特例、因?yàn)樽钪匾钇毡轭?lèi)型的互變異構(gòu)的起因本身就是由于物質(zhì)分子具有雙重反應(yīng)性能。互變異構(gòu)體的轉(zhuǎn)化過(guò)程本身就是帶著反應(yīng)中心的轉(zhuǎn)移。除次之外，很多例子說(shuō)明互變異構(gòu)和雙重反應(yīng)性無(wú)關(guān)。雙重反應(yīng)性不是由于互變異構(gòu)，而是由于分子中存在共軛體系，這些體系能夠進(jìn)行帶有反應(yīng)中心轉(zhuǎn)移反應(yīng)。,