7第四章碳负离子型延伸碳链反应2.pptx

四大有机反应物种碳负离子 碳正离子 碳自由基 碳卡宾(Carboanion) (Carboniun) (Carbon-radical) (Carbene)第四章 碳负离子型延伸碳链反应连有苯环或双键等取代基时，为了能与取代基发生共轭，碳负离子采用平面型(sp2杂化)4.1 稳定化的碳负离子R1R1R2R2R3R3R1R1R2R2A: 吸电子基团吸电子基团能够较好的稳定碳负离子Br?nsted酸碱理论例如：常见的基团: 3.稳定化原理 未共用电子对与不饱和键的共轭：碳负离子与α位 双键的电子重叠发生共振，通过离域化(形成多种 共振式)而趋于稳定，如烯丙基型和苄基型;碳负离子与烯醇氧负离子硝基碳负离子(2) 随着负离子碳s成分的增加，碳负离子的稳定性 增加。于是，以下碳负离子的稳定性顺序为：(3) 被芳香性稳定：形成具有芳香性的碳负离子总之，稳定基团的强弱次序为:(P96) 4. 形成碳负离子的外界条件亲核反应亲质子反应 欲形成碳负离子，应选择亲质子能力强而亲核能力弱的碱，常见碱亲质子性和亲核性的相对强度为：具有强亲质子性又具有强亲核性的碱：OH－, CH3O－, C2H5O－, RS－, CN－等；(2) 具有强亲质子性，但亲核性弱的碱：H－, NH2－等;(3) 具有极强亲质子性，但亲核性差的碱:Et2N－, (Me3Si)2N－等;(4) 具有弱亲质子性，但强亲核性的碱：NH3, RNH2等;(5) 具有弱亲质子性，弱亲核性的碱：R2NH, R3N等。例如：两种具有α-H的化合物进行反应时，必须根据产物要求选择合适的碱并严格滴加顺序。醛酯缩合反应，不能用OH－去脱质子。如用OH－ ，醛会发生醇醛缩合，同时酯会发生水解。副反应一：醛的自身缩合副反应二：水解反应 4.2 反应种类4.2.1 C－烷基化反应 当分子中亚甲基(－CH2－或－CHR－)连有某些稳定性吸电子基团，如硝基、羰基、氰基、酯基和苯基等时，与该碳相连的氢具有一定的酸性，也就是这个亚甲基被致活了，这类化合物也被称之为活泼亚甲基化合物。活泼亚甲基化合物的C－烷基化反应机理： 含有吸电子基的-甲基上氢具有一定的酸性，在碱的作用下，可以脱质子而形成碳负离子，如: (B为碱，常用的碱有NaOH, EtONa)X, Y为吸电子基团脱质子（快）脱质子（快） 这类碳负离子作为亲核试剂，可以与卤代烷烃发生亲核取代反应，形成新的碳－碳键，从而实现碳链的延伸。X, Y为吸电子基团例如：2. 影响活泼亚甲基化合物烷基化反应的因素(1) 导入烷基的顺序 (位阻效应)烷基化试剂的结构 (位阻,离去基团) 碱和溶剂的选择(1)导入烷基的顺序(原则:低活性优先,高活性次之)当R、R’为伯卤代烷，先大后小 (高碳烷基卤代烃比低烷基弱)；当R、R’分别为伯、仲卤代烷烃，先伯后仲；当R、R’分别都为仲卤代烷烃，收率低，一般选用活性高的亚甲基化合物；(2) 烷基化试剂的结构 最为常用的烷基化试剂是卤代烷烃 (伯、仲卤代烷烃，烯丙基和苄基卤代物)，对甲基苯磺基(OTs)。常用的烷基化试剂的相对反应活性顺序如下排列:RI RBr ROTs RCl (3) 碱和溶剂的选择 根据活泼亚甲基化合物的酸性，常用醇钠、醇钾、氢化钠； 采用氢化钠为碱，一般四氢呋喃为溶剂。如用醇钠为碱， 选相应的醇为溶剂，对于在醇中难于烷基化的活性亚甲基 化合物，可在甲苯、二甲苯等非极性溶剂中加入醇钠的醇 溶液，待活泼亚甲基化合物生成相应的烯醇盐后，蒸馏分 离出 体系中的醇，再进行烷基化。3. 应用（1）弱酸性活泼亚甲基或甲基化合物： 如醛、酮以及羧酸衍生物 (含一个羰基的化合物)；含有一个腈基的化合物反应条件与特征： 弱酸性化合物进行碳烷基化反应时，经常发生自身 缩合、多烷基化等副反应； 当醛、酮化合物在进行C－烷基化反应时，为了 避免自身缩合反应，应选用强碱且位阻较大的碱， 如三苯甲基钠(Ph3CNa)，二异丙基胺基锂 (LDA); 常采用间接合成法：羰基化合物先与仲胺生成烯胺， 烯胺再与烷基化试剂进行烷基化或酰基化反应。例如：优点： 操作简单，原料易得，收率较高； 适用于醛的α－碳烷基化； 只有单烷基化产物，无多烷基化副产物；(4) 采用不对称酮进行反应时，取代产物发生在取代基较少的碳上.（2）活泼亚甲基化合物4.2.2 加成反应 (1) 与环氧乙烷的加成酯的分子内醇解γ-羟基酯γ-内酯4.3 酰基化反应4.4 缩合反应2.反应通式：4.4.1 Knoevenagel反应3.反应机理：(p103-104)4.影响因素：反应的产率与羰基化合物的反应活性、位阻、催化剂的种类及其它反应条件有关。a. 羰基化合物的位阻影响：醛比酮好,位阻小的酮比位阻