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有机合成的基本知识和基本反应
当试剂体积较小,空间位阻影响不大时,主要得稳定的产物; LiAlH4 90% : 10% 当试剂体积较大时, 主要得试剂从空阻小的方向进攻的产物 12% : 88% LiBH3
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【Ⅳ】碳负离子和烯醇式的稳定性及其反应 ㈠.碳负离子的稳定性
1.{比较下列各组负离子的稳定性}
-OO-ORO17~191.(共轭酸的Pka-CH CO25CH2 CH36-O-CH3CH2O40)2.(共轭酸的Pka
9.8-OHO15.7)
3.(共轭酸的Pka-ORC C~25-OCH2NO210.2-OCH3COCHCOOEt10.7)
归纳:
① 杂化态的影响:同一中心原子,其杂化态中S成分越多,电负性越大,容纳负电荷的能力越强,形成
的负离子越稳定。
② 共轭体系能使负电荷得到分散而稳定,烷基的给电子作用使负电荷更集中,稳定性下降。
③ 拉电子基能使负电荷得到分散而稳定,拉电子能力越强,负离子越稳定。
④ 烯醇式及其类似结构,能使羰基的α—碳负离子的稳定性增强(如硝基甲烷假酸式、三乙烯醇式及其螯环)
2.化合物的烯醇式和酮式体系中烯醇式含量(见教材)问题:比较其碳负离子的稳定性 3.不对称酮的α—H形成烯醇式的活性差异及影响因素 活性差异:
HO-Ex1OPhCHO+CH3CCH2CH3OPhCHCH2CCH2CH3OPhCHCHCCH3CH3O-O-OO+HHO
OEx2t-BuOK+t-BuOH30CCH2 CHCOOCH3oOCH3CH2CCH3CH3CH2C=CH2(A.)HOCH3CH=CCH3(B.)OCH2CH2COOCH357%
影响因素: ① 结构因素
归纳:一般,酸性大的α—H易形成烯醇式(易生成α—碳负离子),空阻小的α—H易形成烯醇式
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② 动力学控制和热力学控制
归纳:一般,动力学控制(速度控制)时,取代烃基少的α—碳生成负离子(活化能小,反应速度快); 热力学控制(平衡控制)时,取代烃基多的α—碳生成负离子(烯醇式稳定) ③ PH值的影响
归纳:碱性条件下,α—碳负离子生成是决定速度步骤,酸性大的α—H易离去;
酸性条件下,形成烯醇式是决定速度步骤,由于取代烃基多的烯稳定,故主要是生成含取代烃 基多的烯醇式(酸性小的α—H形成烯醇式)。
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㈡烯醇与烯胺及其各自烷基化
1.烯醇式的烷基化
(i) 含较活泼α—H的化合物,可用较弱的碱(RONa、NaOH、NaCO3等)使之烯醇化 (ii) 用过量强碱可使次之活泼的α—碳生成负离子,进行非正常烷基化。
(iii) 分子中只含一个活化基的醛、酮、羧酸、酯、睛等化合物生成负离子是可逆的,故易发生自
缩合,避免自缩合方法有:A、用强碱使之完全烯醇化B、活化α—C,即生成烯胺,再烷基化。
2.烯胺及其烷基化
a) 制备:至少含一个α—H的醛酮与钟胺缩合生成烯胺(α,β—不饱和胺)
CHCO+HNRRCHOHCHNRR_HO2C=CNR2
特点:
① 反应活性 醛>酮
② 由环仲胺制备的烯胺较脂肪仲胺制备的烯胺稳定。∴常用环仲胺制备烯胺 ③ 反应可逆,烯胺水解可还原为醛酮和仲胺 b) 结构特点:
β—C上电子密度大,可作为亲核试剂与卤代烃、酰卤、酸酐、α—卤代的醛、酮、羧酸及其酯、共轭醛、酮、羧酸及其酯、睛发生反应。
_δC=C¨NR2_CC+NR2
c) 合成应用:
①②①+PhCH2ClH3O+CH2=CHCH2BrH3O+OCH2PhOONHNCH2CH=CH2②①ClCH2COOEt②H3O+①ClCH2COEt②H3O+OCH2COOEtOCH2COEt① CH2=CHCOOEt+ ②H3OOCH2CH2COOEt
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与醛酮碱催化烃化相比,烯胺烃化有以下特点(教材P61) ① 烯胺烃化条件温和,不需要碱催化剂,可避免醛酮碱中自缩合
② 烯胺烃化优先发生在取代少的α—C上,醛酮碱催化烃化常得混合物(武大书)
O+p_CH3-C6H4-SO3HNHN+N85%
O① CH2=CHCOOEt+ ②H3O(CH2)2COOEt+65%OO(CH2)2COOEt30%(CH2)2COOEt5%O++NHNO① CH2=CHCN+ ②H3OCH2CH2CN65%
③ 不易发生多烃化
④ 烯胺与α,β—不饱和醛酮发生Micheal加成后,再进行Robinson关环,增环的区域选择性与醛酮碱
催化下发生Micheal加成再进行Robinson关环不同。故可根据需要选择不同合成方法。 例
4EtONaO-OO32O14324EtONaO1O32OO1-O4432EtOHO1OOH-H2O32O1O-
1O1O
4OOOONHN1.32O1342-OEtONaOOH-H2O3422.H2O
------------------------------------------------------------------------------- ㈢.迈克尔反应
α,β—不饱和羰基(或其它不饱和的拉电子基团如硝基、睛基、羧酸或羧酸酯基等)化合物与
_活泼亚甲基化合物在碱中进行的共轭加成。 δO+δ1.结构分析 C C C H(R)烯基与拉电子基相连,拉电子基使烯键缺电子而具有亲电性,可接受碳负离子等+_δδC C C N 富电子物种的进攻。
_+δC C N OOδLemsay 第 7 页 2019-5-28
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_Oδ+δCH2 CH C H+CH2(COOEt)2OCH2 CH C CH3+CH2(COOEt)2_+δδC C C NEtONaEtONa+CH3COCH2COOEtEtONa
O+CH2(COOEt)2EtONaEtONaCH2 cH COOEt+_CH2COOEtCN
EtONa(过量)Claison缩合①水解_②△CO2OOOCH3C CHCCH3+CH2(COOEt)2EtONa57.85%
2.用Mannich碱或盐作为迈克尔加成反应的受体
(邢上册P519)很多α,β—不饱和羰基化合物是通过Mannich碱或盐制备的。直接用Mannich碱
反应,Mannich碱经加热即得α,β—不饱和羰基化合物,并马上与碳负离子发生共轭加成。
+OHOCO+HHNCH3CH3CH2NCH3CH3ICH3OCH3_CH2NCH3I+CH3OCH3_CH2NCH3I+CH3+ CH3COCHCOOEtCH3i-PrONai-PrOHOCH3COCH2CCOOEtCH3
3.迈克尔反应后再缩合成环(Robinson 关环)
迈克尔反应的重要应用之一,就是用来合成环状化合物。特别是合成六元环系或二并六元环系化合物。 例:
O+OCH3CCH2CH2N(Et)3OOCH2CH2CCH3NaNH2O
归纳Robinson 关环的条件:
①1,5或1,4—双羰基化合物②至少有一个羰基旁边有甲基或亚甲基。 避免Robinson 关环的方法:用弱碱、催化量的碱、较低温度、较短时间。 练习:利用迈克尔反应后再缩合成环(Robinson 关环)合成下列化合物
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