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KI, PPA 100~120℃, 5h
HO(CH 2)6OH
I(CH2)6I
物质,除去生成的HI,促使反应顺利进行.
eg. 醋酸可的松等甾体抗炎激素的半合成,其C17
位的β-甲基酮一般在碱CaO或NaOH存在下,于有 机溶剂中加I2液,产物碘代酮不分离,接着与 I KOAc反应,结果在C12位引入乙酰氧基.
CaO + H2O NaOH + HI
Ca(OH)2 NaI + H2O CH3 C=O
RCH=CH + Br 2
.
RCHCH Br 2
.
.
加成取向:碳自由基稳定性(反马氏规则的应用)
HBr (g) CH2=CH-(CH2)8-COOEt (PhCOO)2, 0℃ Br-(CH2)10-COOEt (70%)
CH2=CHCH2Cl
HBr, NaBr (PhCOO)2, -5℃
BrCH2CH2CH2Cl
CH3COCH2CH3
BrCH2COCHBrCH3
(55~58%)
(4)溴化氢 反应中生成的HBr有两个作用: a,加快烯醇化速度 b,具有还原作用,消除α-溴酮中的溴原 子,使α-溴化效率降低. 为此常在反应中条加适量NaAc或吡啶,中 和HBr.
2,碱催化下的 卤代 ,碱催化下的α-卤代
a. 反应机理
eg:
(CH3)3CCOCH3 NaOH (CH3)3CCONa H2O H
+
(CH3)3CCOH
CO—CH3
NaOCl, Cl2
H2O, H +
COOH
(CH3)2=CHCOCH3
Cl2, NaOH, H2O H + 49~53%
(CH3)2=CHCOOH
(3)碘化氢 酮的α-碘代是可逆的,常加碱性
卤素的反应活性:F2>Cl2>Br2>I2 有机卤化物稳定性:RF>RCl>RBr>RI 有机卤化物的反应活性:RF<RCl<RBr<RI
a,氟和烯烃的反应
反应剧烈,易发生其它取代,聚合副反应,难 以得到单纯的氟加成物,在合成中应用价值小.
b,碘和烯烃的反应
大多属于光引发下的游离基反应,生成的碘化 物不稳定,为可逆反应.
O2N
COCH 2Br
抗生素氯霉素中间体 phCOCH 3 Br2 24~45℃ phCOCH 2Br 抗蠕虫药左旋咪唑
若两个α-C上均有H,卤素主要取代给e基的α-C 上的H(因它有利于烯醇化和烯醇式的稳定性),同 一个α-C上引入第二卤原子较困难(因卤原子为吸 基).
CH3COCH2CH2CH3 Br2, KClO3, H2O 光, 40~45℃ CH3COCHBrCH2CH3 (53%) CH3COCH3 Br2(2mol), HAc, H2O 60℃, 10h Br2(2mol) HBr, <10℃ BrCH2COCH2Br (30~40%) + BrCH2COCH2CH2CH3 (30%)
NHCOCH 3 OCH 2COOH
Cl
第三节 羰基化合物的卤代反应
一,酮的α-卤代反应 卤化剂:X2,N-卤代酰胺,次卤酸盐,硫 酰卤化物等; 溶剂:CCl4,CHCl3,Et2O,HAc etc. 1. 酸催化下的α-卤代 a,反应机理:亲电取代
C
C O
B: H+ B: X2 (—HX) C H C OH + C Slow (-HB)
卤仿反应:
R C O CH3 + X2 NaOH H2O RCOONa
-+
+ CHX 3
(当用碘时,为碘仿反应.) 凡能被氧化或水解成甲基酮或乙醛的化合物, 均可发生该反应.
(R) H C O CH 3 (R)H CH OH CH 3
应用:在有机合成中,卤仿反应除可制备卤 仿外,还可将甲基酮转变为少一个C的羧酸.
加成产物:饱和卤代烃; 反应机理:亲电加成;反式加成. 区域选择性:碳正离子稳定性(马氏规则) 实际操作: 可将HX气体直接通入烯烃中反应;或使 用中等极性溶剂.
eg HOAc,它能溶解极性 和非极性的烯烃, ,它能溶解极性HX和非极性的烯烃,反 和非极性的烯烃 应顺利;一般不用HX水溶液,以避免水和烯的加 水溶液, 应顺利;一般不用 水溶液 以避免水和烯的加 成.
eg.
Me C H 无添加剂 加LiCl C
Et H
Cl
Cl2, HOAc
OCOCH3
Cl
25℃
CH3CHCHC2CH5 Cl 52% 69%
+
CH3CHCHEt Cl 33% 21%
+ CH CHCHC H
3
2 5
OCOCH3 15% 10%
催化剂:双键C上连有吸e基时,加少量Lewis 催化剂:双键C上连有吸e基时,加少量Lewis 酸或叔胺进行催化,可提高X2活性, X2活性 酸或叔胺进行催化,可提高X2活性,使反应顺 利进行. 利进行.
O X2 hv X
.
O hv
或
N-X O
.
O C C C
+ X
.
O N-X O
C
C
C
H+ X
.
O
.
+ HX
.
O C C C O N-X O C C C C C C X
.
+ X2
.
+
C
C
C
C
二 芳烃的卤代反应 1,反应机理:芳烃亲电取代
2 Fe + 3 Cl2 FeCl3 + Cl : Cl + Cl+ H + [ FeCl4 ] Cl 2 FeCl3 Cl+ [ FeCl4 ] Cl+ Cl + H [ FeCl4 ] Step 3 H [ FeCl4 ] HCl + FeCl3 + H Cl Step 2 Step 1
c,氯和溴与烯烃的加成
2.反应机理:亲电加成
X C C + X—X C X X C + C C X C X C X C 反式加成 顺式加成 C
X 碳正离子 + X 翁型离子 C C
大多数烯烃的亲电加成是反式加成; 卤素,次氯酸等与烯烃的亲电加成常 按翁离子机理进行.
3.主要影响因素
溶剂:在CCl4,CHCl3,CS2和CH3COOEt中,Br2, 溶剂 Cl2与无位阻的烯烃迅速反应. 在亲核性溶剂(H2O,RCOOH,ROH etc)中,产 物中有其它加成物生成,此时在介质中添加无机卤 化物,可提高邻二卤化物的产率.
(85%)
第二节 烃的卤化反应
一 ,脂肪烃的卤代反应 1. 饱和烃 H活性小. 反应条件:高温气相, 或紫外光照射,或有过氧化物存在. 反应机理:自由基历程 2. 不饱和烃的卤代反应 (略)
3. 烯丙位和苄位C的卤代 烯丙位和苄位C 烯丙位和苄位H较活泼 反应条件:较高温度,或有自由基引发剂. 卤化剂:X2,N-卤代酰胺,次卤酸酯, 硫酸卤等 反应机理:自由基历程(见下图)
C C O HO-H2O Slow C
-
C O
C
+
C -
X2 Fast
C X
C O
O δ X—X δ -
b.主要影响因素 (1)催化剂 可为无机碱,eg NaOH, Ca(OH)2 etc., 较常用.也可用有机碱. (2)酮的结构 α-C上有给e基时,降低了α-C的活性, 不利于碱消除;若有吸e基(如X2等)存在, α-H活性升高,易消除.
Cl CH2=CHCN + Cl2 Py 冷却 Cl—CH2CHCN
温度:反应T不宜太高,否则,产物邻二卤 温度 化物可脱去HX.
Br CH2=CHCHO + Br 2 CCl 4 0℃ BrCH2CHCHO (51%)
4. 卤素对炔烃的加成
机理: 机理:亲电加成 产物:反式二卤烯烃 产物: 卤化剂: 卤化剂:溴素
Ca(OH)2 +
2 HI
CaI2 +
2 H2O
CH2I C=O OH I2, CaO CHCl3, MeOH 2~4℃, 1h O OH
O
O
O CH2OCOCH3 C=O O KOAc, DMF, 5h rt~30~50℃ O OH
二,醛的α-卤代反应 (自学) 三,羧酸及其衍生物α-卤代反应
羧酸:α-卤代不似醛酮容易,因α-活性较 小.一般需加催化剂如:S, P或PCl3等. 羧酸衍生物: 酰卤,酸酐,氰,丙二酸及其酯的α-氢 活性升高,可直接与卤素作用进行α-卤 代.故羧酸的α-卤代常先转化成酰氯或酸 酐,然后再卤化.
(CH3)2CHCH(Br)COBr
催眠镇静药溴米索伐 (Bromisoval) 中间体
第四节 醇,酚和醚的卤置换反应
一 ,醇的卤置换反应 (醇与卤化氢或氢卤酸的反应) (一)反应机理
R1 R2 C R3
R1 _ H2O R2 C+ R3
_
R1 OH H+ R2 C R3
_
+
OH 2
R1 R2 C R3 R1 X ( SN 1 )
+
C
:OH
δ X—X
C X
C O
b,主要影响因素 (1)催化剂 可为质子酸,也可是Lewis酸. (2)碱 需适当的碱( B:)参与,以帮助脱 去质子,该步决定了烯醇化速度,未质 子化的酮可作为有机碱发挥碱的作用. (3)酮的结构 若仅有一个α-氢,产物单纯.
O2N
COCH 3
Br2, phCl 26~28℃
Ph C Ph—C CCH3 + Br 2 LiBr, HOAc 25℃ Br Ph Br C C Br C CH3 CH3 2% Br 98%
