形成碳碳双键反应解析.ppt

第九章 形成碳碳双键的反应 合成烯烃的反应很多，较常用的有消除反应、还原反应、缩合反应。本章主要讨论与长链烯烃合成有关的缩合反应，此类反应主要包括醇醛缩合反应，羰基α—位的烯化反应、以及近年来广泛应用的羰基烯化反应。 ?第一节??????羰基烯化反应 一、?????? Wittig反应磷内翁盐[Phosphorus ylide（磷叶立德）]与醛或酮作用生成烯烃及氧化三苯膦的反应，通常称为羰基烯化反应或Wittig反应。通式如下： 磷内翁盐是活性很高的合成中间体，磷内翁盐是Wittig反应的重要中间体，所以又被称之为Wittig试剂。 磷内翁盐的制备一般是由季磷盐和碱在非质子溶剂中作用脱去一分子卤化氢而得。  用于季磷盐脱卤化氢的碱很多。反应用溶剂一般是非质子溶剂，有时水也可以用作溶剂。碱和溶剂的选择主要取决于磷内翁盐的稳定性，即主要由取代基R1和R2的性质决定。  当R1和R2为-Ph、-COR、-COOR、-CN等拉电子基时，因其能使磷内翁盐中α-碳上的负电荷分散而形成稳定的内翁盐； 当R1和R2为H、脂肪烃基、脂环烃基时，由于R1和R2不能分散α-碳上的负电荷而使磷内翁盐具有较低的稳定性和较强的亲核活性。 在制备稳定性较低的内翁盐时，一般选用较强的碱{如丁基锂、氢化钠等}，需要在惰性气体保护下，在干燥的不含酸的介质中进行； 当制备稳定性较高的磷内翁盐时，可选用象氨或碳酸钠那样的弱碱，甚至可以在水溶液中进行。 磷内翁盐与醛或酮的反应即Wittig反应是按下述过程进行的： Wittig反应的难易程度取决于反应物内翁盐及醛或酮的结构。 对于稳定的磷内翁盐，由于R1和R2为拉电子基，内翁盐α-碳上的负电荷因分散而降低了亲核活性，在一般情况下不利于Wittig反应的进行。 在不稳定的内翁盐中，R1和R2为推电子基，因而可以增强内翁盐α-碳上的负电荷而使亲核活性增加，使之与醛酮的反应容易进行。对于羰基化合物来说，R3和R4如果是推电子基，羰基碳上的电子云密度相对增高，不利于内翁盐对羰基进行亲核反应；R3或R4为拉电子基时，可降低羰基碳上的电子云密度，因而容易接受亲核试剂的进攻，有利于反应的进行。一般情况下，醛的反应活性比酮高，有时脂也能进行Wittig反应，但活性较酮低。利用羰基不同的活性，可进行选择性的羰基烯化反应。 Wittig反应所得烯烃可能存在Z、E两种立体异构体。决定产物中两种异构体比例的因素很多，通过选择适当的磷内翁盐及改变反应条件（如温度、溶剂性质、有无盐存在等），可获得一定构型的产物。一般规律是：较稳定的活性低的磷内翁盐，生成以E型烯烃为主的产物，但在质子溶剂或含盐的非极性溶剂中进行反应，可增加产物中Z型烯烃的比例；而不稳定的活性较高的磷内翁盐立体选择性较差，一般情况下生成E、Z两种异构体的混合物。若选用非极性溶剂，可高选择性的生成Z型产物，而在含盐的非极性溶剂中，E型烯烃的比例增加。例如：  Wittig反应的高度选择性，常用于制备复杂的天然产物。另外该反应具有反应条件温和，产率较高的特点，而且α，β-不饱和羰基化合物进行反应时，不发生1，4-加成反应，双键位置固定。利用这些特点，可合成许多具有共轭双烯结构的化合物。 磷内翁盐与环酮作用，可制备环外双键，且不发生异构化。当反应在分子内进行时，可形成具有张力的桥头烯。 Wittig反应采用相转移催化剂，可以避免无水操作，甚至在氢氧化钠水溶液中即可由磷盐制得磷内翁盐，后者在相转移催化剂的作用下进入有机相与醛或酮进行Wittig反应，得相应的烯烃。 Wittig反应中生成的氧化三苯膦给产物的分离提纯带来很大困难。为了解决这一难题，有人将磷内翁盐接到高聚物载体上得到高分子Wittig试剂。 二、Horner-Emmons改良法 Wittig反应用于长链烯烃的合成具有许多优越性，但也有不足之处。例如，稳定的叶立德只能与醛反应，与酮反应困难或不能反应，特别稳定的叶立德甚至不能与最活泼的醛反应。 近几十年来，Wittig反应发展较块，出现了许多改良法，其中以Horner-Emmons改良法最为重要。它是以膦酸酯代替磷内翁盐，与醛或酮类化合物在碱存在下作用，生成烯烃的反应。反应历程与Wittig反应类似，也是通过形成四员环过渡态，然后进行消除，生成烯烃和磷酸二乙酯。 Horner-Emmons改良法和Wittig反应相比有如下特点： (1)膦酸酯比较容易制备，可以用亚磷酸酯和卤代烃作用，经Arbuzow重排反应而得。磷酸酯对空气、水气及碱不敏感，不需无氧无水操作，而且膦酸酯较Wittig试剂便宜。 R1、R2可以是氢、芳烃基、烷氧羰基、氰基、烷氧基等基团。 （2）膦酸酯在碱（如NaNH2、KNH2、MeCOK、C6H5K、NaH、n-C4H9Li等）作