有机合成第三章稳定化碳负离子的烃基化和缩合反应.ppt

01羟醛加成，四种可能的立体异构体02羟醛缩合反应4-3羟醛缩合反应羟醛加成反应的区域选择性与化学选择性(亲核试剂与亲电试剂决定化学选择性)4-3-1-1利用分子自身特点的区域与化学选择性羟醛加成反应不含α-氢羰基化合物的利用（甲醛、芳香醛），它只能作为亲电体，反应简单化。Claisen-Schmidt-芳香醛的羟醛缩合（反式烯烃，Claisen-Schmidt）通过热力学控制进行选择性羟醛加成反应-可逆反应的利用（平衡控制产物）羟醛加成反应是一个可逆反应，在酸性条件下，一般得到热力学稳定产物（形成的最终产物双键上取代基多）；碱性条件下，形成动力学控制产物（形成的最终产物双键上取代基—）分子内的羟醛缩合有利于热力学控制产物，二羰基化合物的分子内羟醛缩合将导向环状化合物，环状化合物的稳定性如下：六元环≈五元环＞七元环＞四元环4-3-1-2引导的羟醛反应：提前制备亲核试剂（以烯醇盐、烯醇硅醚、亚胺负离子等形式存在）1MLn=Li,BR2,SnX,TiX3,AlR2,MgX,ZnX2使用预制的烯醇负离子的方法使用烯氧基乙硼烷的方法3.2.2.2反应介质（溶剂）各种碳负离子的形成取决于羰基化合物结构（碳氢酸）、碱及溶剂。为保证溶液中碳负离子有足够的浓度，所用碱的共轭酸的pKa值和溶剂的pKa值必须比碳氢酸的pKa值大。有机合成中常用的碱/溶剂组合是：氢氧根离子在水中（pKa≈16）,烷氧负离子在相应的醇中（pKa≈20，叔丁醇钾），氨基钠在液氨中（pKa≈35），甲基亚硫酰基甲基钠在DMSO（pKa≈35）中，碱金属氢化物、胺锂或烷基锂在醚或烃溶剂中（pKa＞40）。酮通过烯醇负离子烷基化时产生二烷基化或多烷基化反应的原因是体系中同时存在烷基化物和碱。碱的来源有两种：外加的碱；尚未烃基化的烯醇负离子。解决酮的二或多烷基化问题采用的方法：使用等摩尔数的大位阻的强碱（LDA）,使体系中没有过量的或未反应的碱；提高烃基化反应速度，以尽快把烯醇负离子烃基化。01溶剂性质对烯醇负离子烃基化的速度的影响：溶剂的类型（质子或非质子）溶剂的酸碱性溶剂的极性02溶剂的类型与酸碱性：反应应在无水条件下进行，因为水的酸性（pKa≈16）比羰基化合物的酸性强的多（pKa=20），水的存在会使碳负离子质子化，其次，存在着烯醇负离子从溶剂中获得一个质子形成竞争平衡的可能性，因此，溶剂的酸性要比酮的酸性弱的多才行。01溶剂的极性02首先是非质子性溶剂，其次是极性溶剂03.3O-烷基化与C-烷基化问题O-烷基化产生醚；C-烷基化为我们的α-烷基化产物有利于C-烷基化的条件；反应在THForDME溶剂中进行，同时用烯醇锂盐，用碘代烷或溴代烷做烷基化试剂。影响O-烷基化与C-烷基化比例的离去基效应可以用软硬酸碱原理解释：烯醇负离子的两个亲核中心中，氧是较碳硬的碱，在SN2亲核取代反应中，如果亲核试剂与离去基团软硬度相似，有利于反应的进行。软硬碱理论：硬碱是电负性大，半径小，难氧化（不易失去电子），不易变形的原子（N,O,F）.反之为软碱（I-,SCN-,S2-,C-），在亲核取代反应中，如果，离去基团与亲核试剂软硬度相似有利于反应的进行.对于磺酸酯和硫酸酯这样的较硬的含氧离去基，则优先发生O-烷基化反应4.3醛和非对称酮的烯醇化及其烷基化的选择性控制4-3-1醛的烯醇化及其烷基化羰基化合物酮烯醇负离子烷基化（应用较多）羰基化合物醛烯醇负离子烷基化（应用较少）：烯醇负离子易于与醛发生羟醛加成反应，为完成醛烯醇负离子烷基化必须快速、完全的形成醛烯醇负离子，醛的烷基化才有好的收率如果使用特殊的碱,则可得到高收率的碳-烷基化的产物4-3-2通过动力学或热力学控制形成特定烯醇盐（非对称的酮）动力学控制-速度控制（低温）：理想条件为快速、完全、不可逆地去质子化，完成的试验条件是低温-干冰-丙酮浴；干冰-异丙醇浴-78℃、使用位阻大的强碱-雷达LDA、在非质子溶剂中使用锂离子作为烯醇负离子的抗衡离子热力学控制-平衡控制（较高温度）：占主导的烯醇负离子是取代较多的烯醇负离子，碳碳双键取代多、使用较弱碱、质子溶剂、钠和钾离子作为抗衡离子、反应温度较高4-3-3烯醇硅醚作为特定烯醇盐的前体此法特点:首先制备动力学或热力学控制的特定烯醇硅醚,然后使用等摩尔数的甲基锂产生特定烯醇负离子.此法优点:使用烯醇硅醚可以分别制备热力学或动力学控制的烯醇负离子副产物为惰性四甲基硅烷缺点:是否能够得到烯醇硅醚,底物官能团限制(不能使用强亲核性的试剂-甲基锂),由甲基锂与烯醇硅醚产生的烯醇负离子在烷基化时活性不高