药物合成反应(第三版_闻韧)第一章卤化反应.pptx

第一章 卤化反应 Halogenation Reaction卤化反应： 在有机化合物分子中建立 C-X ，得到含卤化合物的反应工业应用：20世纪20年代以后1923年：甲烷气相氯化的工业装置建成1931年：工业生产氟氯甲烷1958年：氧化氯化法合成卤代烷现在：广泛用于有机合成，制备各种重要的原料、中间体和工业溶剂 卤化反应在有机合成中的用途： 1.制备含卤素的有机药物 2.卤化物是官能团转化中一类重要的中间体。药物中间体 糖皮质激素醋酸可的松 3.将卤素原子作为保护基、阻断基，用于提高反应的选择性。 卤 化 反 应 的 类 型 不饱和烃的卤加成 饱和烷烃、芳香环上的卤取代 烯丙位、苄位上的卤置换 醛酮羰基α-位的卤置换 羧酸羟基的卤置换：形成酰卤、卤代烃反应类型亲电加成亲电取代亲核取代自由基反应常用的卤化剂卤素（X2）：Cl2、Br2次卤酸（HOX）：HOCl、HOBrN-卤代酰胺： 如 N-溴（氯）代乙酰胺（ NBA，NCA） N-溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS，NCS）卤化氢（HX）：HCl、HBr第一节 不饱和烃的卤加成反应学习内容： 卤素、次卤酸（酯）、N-卤代酰胺、卤化氢 对不饱和键的加成反应基本要求： 掌握以上卤化剂对不饱和键的加成反应的机理、反应条件与产物之间的关系以及应用实例。一、 卤素对烯烃的加成反应 概 述 烯烃和卤素加成，得到1，2-二卤代物。氟与烯烃的加成在有机合成上无实用意义。碘与烯烃的反应不容易发生，应用亦很少。氯、溴与烯烃的加成是精细化工领域普遍应用的单元反应技术之一，我们将重点介绍。F2 F2是卤素中最活泼的元素，与烯烃的反应非常剧烈，放出大量的热，易发生爆炸。常伴随取代、聚合等副反应，难以得到单纯的加成产物。因此，在合成上，烯烃的氟加成应用价值很小。 而且，由于C-F键比C-H键还稳定，氟化物不宜作为有机合成的中间体。含氟药物：引入氟原子的方法：卤素-卤素置换反应I2光引发下的自由基反应 碘与烯烃的反应不容易发生。（原因：C-I键不稳定，碘加成反应是一个可逆过程。热稳定性、光稳定性都很差1. 卤素与烯烃的亲电加成反应（1）反应历程： 第一步：卤正离子向π 键进攻，形成三员环卤正离子 或开放式碳正离子的过渡态。 第二步： 对于过渡态（1）： 卤负离子从环状卤正离子的背面向碳原子做亲核进攻，得到一对外消旋体的对向（anti）加成产物（反式加成）。注：卤负离子究竟从三员环背面进攻哪一个碳原子，取决于形成碳正离子的稳定性。 碳正离子的稳定性：叔仲伯 连有烷基、烷氧基、苯基等给电子基团的烯键碳原子是卤负离子优先进攻的位置。例1.主要产物对于过渡态（2）： 卤负离子进攻开放式的碳正离子，得到相当量的同向（syn/顺式）加成产物。（2）影响反应的因素： a. 烯键邻近基团 与烯键碳原子相连的取代基性质不仅影响着烯键极化方向，而且直接影响着亲电加成反应的难易程度。 烯键碳原子上连有推电子基，有利于烯烃卤加成反应的进行。反之，若烯键碳原子上连有吸电子基团，则不利于反应进行。吸电子基：如 —NO2 —CN —COOH —COOR —SO3H —X推电子基：如 HO— RO— CH3CONH— C6H5— R—b. 卤素活泼性 Cl正离子的亲电性比Br正离子强，所以，氯与烯烃的加成反应的速度比溴快，但选择性比溴差。c. 溶剂 常用溶剂有CCl4、CHCl3、CH2Cl2、CS2、Et2O、CH3COOC2H5等惰性溶剂。d. 温度 反应温度一般不宜太高，如烯烃与氯的反应，需控制在较低的反应温度下进行，以避免取代等副反应发生。立体化学问题顺式 环卤鎓离子也可以形成在氯或碘的加成中，但是氯的电负性较大，原子半径小，极化性小，因此同向（syn）加成比例比溴高。2. 卤素与烯烃的自由基加成需要光或自由基引发剂催化。光卤加成反应特别适用于双键上具有吸电子的烯烃、芳环。例2： 3. 卤素与炔烃的加成得反式二卤烯烃*二、 不饱和羧酸的卤内酯反应三、次卤酸及其酯对烯烃的加成次卤酸与烯烃加成，按照马氏规则，卤素加成在双键的取代较少的一端，生成β -卤醇。2.反应机理选择性与卤素加成相同。3. 次卤酸很不稳定，极易分解，需现制现用。 次氯酸或次溴酸可用氯气或溴素与中性或含汞盐的碱性水溶液反应而得到。4.次氯酸酯与烯烃的反应机理:与次氯酸与烯烃的反应相同。最常用的次氯酸酯为次氯酸叔丁酯，可在中性或弱酸性条件下与烯烃反应。根据溶剂亲核基团的不同，可生成相应的β -卤醇的衍生物。四、N-卤代酰胺与烯烃的加成是制备β -卤醇的又一重要方法。 反应历程与次卤酸（酯）与烯烃的亲电加成类似。2. 特点： 卤正离子由质子化的N-卤代酰胺提供， — OH等负离子来自反应溶剂（H2O、ROH、DMSO、DMF)。3. 四种常用的N-卤代酰胺