各类化合物的合成

一.偶联反应2.卤代烷与二烷基铜锂的偶联[科瑞（E.J.Corey）-郝思（H.House）反应]第一节、烷烃的制备1.Wurtz（武慈）合成法：3.格氏（V.Grignard）试剂法R'X：为饱和卤代烃时，产率不太高4.柯尔伯法（Kolbe）H.Kolbe（1818-1884）于1849年将高浓度的羧酸钠盐或钾盐溶液进行电解，在阴极产生烷烃。二.还原反应烯烃和炔烃在金属催化剂（如Ni,Pd,Pt）、溶剂(如C2H5OH)存在的条件下，和高压氢气发生顺式加成反应生成烷烃。通式可表示为：1.烯烃和炔烃的催化氢化CCHHPt,Pd,orNisolventpressureCCHHCC2H2PtsolventpressureCCHH具体实例如：CH3CHCH2NiC2H5OH(298K,50atm)NiC2H5OH(298K,50atm)H2CH3CHCH2HHCH3CCH3CH2H2CH3CCH3CH2HHH2C2H5OH(298K,1atm)PdO2H2PdethylacetateO环壬炔-6-酮CH3CHCH2NiC2H5OH(298K,50atm)NiC2H5OH(298K,50atm)H2CH3CHCH2HHCH3CCH3CH2H2CH3CCH3CH2HHH2C2H5OH(298K,1atm)PdO2H2PdethylacetateO环壬炔-6-酮CH3CHCCHCH3CH3CHCCH3C-Na+NaNH2(-NH3)CH3Br(-NaBr)CH3CHCCCH3CH3excessH2Pt,pressureCH3CHCH2CH2CH3CH32.烯烃硼氢化-质子化：(1)BH3:THF(2)CH3COOH,heatCH3CH2CH2C=CH2CH3CH3CH2CH2CHCH3CH33.卤代烷的还原（1）格氏（Grignard）试剂的水解(遇活泼氢）C2H5MgBr+C6H5CCHC2H6+C6H5CCMgBr（在制备Grignardreagents时需要避免）•具体实例如：（2）金属-酸还原卤代烃多数卤代烃可与锌及酸性水溶液反应生成烷烃。通式为RXZnHXRHZnX2RXRHZn,HX(-ZnX2)ZnRX+-X....-X....-R-Zn2+RZn2+2H卤化烷基锌HX可用简式表示为其反应机理可能是：•具体实例如2CH3CH2CHCH3BrHBrZn2CH3CH2CHCH3HZnBr22CH3CHCH2CH2CH3BrHBrZn2CH3CHCH2CH2HCH3ZnBr24.羰基直接还原成亚甲基-Wolff-黄鸣龙还原法：Кижнер反应是和Wolff分别发现，要求高温、高压及回流100h以上。КижнерOHHNH2NH2,C2H5ONa200,℃高压HHNH2NH2二缩乙二醇CORRCNNH2RRNaOH,ΔCH2RR原因是生成腙时，同时生成了水，水的存在促进了逆反应。黄鸣龙改进：加入高沸点溶剂，使水和过量的肼蒸出，能在常压下进行，缩短了反应时间，提高了产率。CCH2CH3ONH2NH2,NaOH二缩乙二醇CH2CH2CH3+NH2NH2+H2OCORRCNNH2RRClemmensen还原法：醛或酮和锌汞齐、浓盐酸一起加热，可将羰基还原成亚甲基。此法对芳酮较好，对酸敏感的醛或酮不能使用，这时可使用黄鸣龙法，两种方法互为补充。CCH3OZn-Hg,HClCH2CH3ΔCORRZn-HgHClCH2RR4.羰基间接还原成亚甲基烷烃的反应烷烃的反应活性较低，在光照或加热条件下，能与卤素发生卤代反应。氯代烷烃的氯代反应是按游离基历程（机理）进行的CH4+Cl2CH3Cl+HCl日光日光Cl2CH2Cl2+HClCCl4光ClCl2ClCl+CH4CH3+HClCH3+ClClCH3Cl+ClCH3Cl+ClCH2Cl+HClClCl+Cl2CH3+CH3CH3CH3链引发链增长链终止Cl+CH4CH3+HCl过渡态ClHCH3烯烃的主要合成反应第二节、烯烃的制备1.醇脱水CH3CH2OHH2SO4,170oCorAlCl3,350oCCH2CH2+H2OCH3CHCH3CH3OHH2SO4,50oCCH2CCH3+H2OCH3第二节、烯烃的制备一、消除反应2.卤代烃脱卤化氢RCHHCHR'XKOH/EtOHRCHCHR'+KX+H2OCH3CCH3CH3BrCH3CH2ONa/EtOHCH2CCH3+H2O+NaBrCH355oC2°和3°卤代烃在强碱性条件下、1°在位阻强碱条件下进行E2消除反应可制备烯烃，当碱性基团较小时更易生成双键上取代基多即热力学稳定的烯烃，此即为Zaitsev规则:X=F,Cl/Br/I,SMe2,NMe3,RCOO,ROCSO,RSCSO++3.邻二卤代烷脱卤素CH3CHCHCH3BrBrZnorMgCH3CH=CHCH3+ZnBr2以上的三种合成方法都是消除反应。4.Hofmann消除反应：CH2CH2NCH3OHNO2NO2O2NC2H5C2H5NO2NO2O2NCH=CH2+CH3N(C2H5)2+H2O5.裂解反应：OHRXOR:BOTosHHOHOTosHHOHt-BuOkt-BuOHO(90%)例：X=leavinggroup,e.g.:-OSO2C6H4CH3-p,-OSO2CH36.炔烃部分催化氢化CCRRPd/BaSO4CCRRHHZ-Na/NH3(l)CCRRHHE-P2-NiLiAlH4二.还原反应7.8.Wittig试剂和醛酮反应反应时通过环状过渡状态协同完成的。反应历程：醛或酮和磷叶立德发生亲核加成后再消除，生成烯烃。+Ph3PCR2－+OCR'2－Ph3PCR2+OCR'2Ph3PCR2OCR'2CR'2CR2+Ph3PO+R'2CO(C6H5)3PCR2－+R'2CCR2+(C6H5)3PO9.交叉偶联反应A.烷基铜锂与烯基卤偶联B.Heck反应C.格氏反应Pd催化剂Mg/Et2ORMgBrRBr炔烃的主要合成反应第三节、炔烃的制备二卤代烷易由烯烃得到,故利用此反应可实现由烯烃到炔烃的转变:第三节、炔烃的制备第三节、炔烃的制备RMgXNaNH2RLiCH3CH2CCMgXR’XCH3CH2CCNaC2H5CCR’R’XR’XCH3CH2CCLi*叁键无法移位时，产物是唯一的。CH3CH2CCHKOHCH3CCCH3HOCH2CC(CH2)6CH3LiHN(CH3)2NH2ButOKHO(CH2)8CCH3.炔化物的异构化4.氧化偶联反应RCCHCuClNH4ClRCCCuk3Fe(CN)6RCCCCRCH3CCH+O2CuCl,NH3,CH3OHCH3CCCCCH3卤代烃的官能团转化反应第四节、卤代烃的制备1由烃制备(1)烃类的卤化CH2CHCH3CH2CHCH2ClCl2500℃Cl2ΔCH3CH2Cl烯烃在高温下可以与Cl2生成烯丙式氯代烃。芳烃在催化剂存在下，直接卤代。+Br2BrHBr+Fe第四节、卤代烃的制备在实验室里制取烯丙式溴代烃，常用N-溴代丁二酰亚胺(NBS)作溴化剂。CH3CH2CHCH2CH3CHCHCH2BrNBSNBSCH3CH2BrCH2COCH2CONBrN-溴代丁二酰亚胺(NBS)某些烷烃的卤化合成由例1OHBrBrBr(2)不饱和烃加成RCHCH2RCHCH3ClHClRCHCH2RCH2CH2BrHBrH2O2RCHCH2Br2RCHCH2BrBr不饱和烃与卤素或卤化氢加成，可制得卤代烃。马氏规则反马规则反式加成用少于或等于4个碳的原料合成例2HCClBrBrClCHCH3CH3(3)芳烃的氯甲基化+CH2OHClCH2Cl+无水ZnCl2当苯环上有致钝基团时，不发生氯甲基化反应。这个反应在有机合成上很重要，因为氯甲基可以转化为其他基团。芳烃和甲醛、氯化氢在无水ZnCl2或无水AlCl3等存在下，进行反应，可以直接在芳环上导入氯甲基。例3由苯或甲苯合成CH2CN2由醇制备ROH+PBr3RBr+H3PO3ROH+PCl5RClHCl+POCl3+ROH+SOCl2RClHCl+SO2+吡啶CH3CH2OHCH3CH2BrNaBr浓H2SO4因为醇容易得到，卤代烷大多是由醇制备的。3卤素互换RCl+NaINaClRI+丙酮RBr+NaINaBrRI+丙酮卤代烷中的卤素，可通过亲核取代反应被另一种卤素取代，反应是可逆的。由于NaI能溶于丙酮，而反应后生成的NaCl或NaBr不溶于丙酮，使反应的平衡向生成物方向移动。+HF～180195℃硝基苯ClNO2NO2FNO2NO2CCl4+2HFFCClFCl2HCl+SbCl5110,300atm℃制取氟代烃的常用方法，也是通过卤素互换。4.醛酮的-H的卤化在酸或碱的催化作用下，醛酮的-H被卤素取代的反应。酸或碱CCHOCCBrOBr2+HBrCH3CCH3O+H+快-H，慢CH3C=CH2OHBr-BrBr-CH2CCH3+Br-+OH-HBrBrCH2CCH3OCH3CCH3+OHCH3CCH2HOH+酸催化的反应机理实例CCH2BrOCCH3OBr2H2OBr2/FeCCH3OBr5卤仿反应甲基酮类化合物或能被次卤酸钠氧化成甲基酮的化合物，在碱性条件下与氯、溴、碘作用分别生成氯仿、溴仿、碘仿（统称卤仿）的反应称为卤仿反应。RCCH3O+4NaOH+3X2RCOONa+CHX3H+RCOOHCH3CHOCH3CHCH3OH~(卤仿)卤仿反应的机理OR-C-CH3+X2OR-C-CX3-OH-OHR-C-CX3O-OHRCOOH+X3C-RCOO-+HCX3RCOOHH+加成消除机制-H的卤化酸碱反应合成由例4ClCl例5OHCOOH由合成羟基的转换反应第五节、醇的制备1.卤代烃水解卤代烃水解生成醇，是亲核取代反应，多数情况下必须加入NaOH等碱性试剂。CH2CHCH2Cl+H2OCH2CHCH2OHHCl+Na2CO3C6H5CH2Br+H2OC6H5CH2OHHBr+NaOH一般情况下，醇比卤代烃容易得到，通常是用醇合成卤代烃，所以这个方法只在特殊情况下才使用。第五节1、醇的制备2.醛或酮的还原醛或酮分子中的羰基，在Pt、Ni等存在下催化加氢成为羟基。羰基与醇互变，专一性强，是醛酮与一、二级醇互变的好方法R2COR2CHOHLiAlH4orH2,NiH2NiorPt（1）催化还原（2）Meerwein-Ponndorf-Verly还原OOH+(i-PrO)3AlOHO+如使用LiAlH4或NaBH4可保留碳碳双键。CH2CHCHCHOCH2CHCHCH2OHLiAlH4orNaBH4共轭时会降低选择性，可用CeCl4.7H2O选择性还原羰基（3）金属氢化物加氢还原NaBH4不还原NO2，Cl,COOR，CN等基团R2COR2CHOHLiAlH4orH2,Ni3.羧基和酯基的还原使用LiAlH4可将酯基还原成醇，NaBH4一般不能还原，但可与硫酸或加碘一起还原酯基。B2H6能还原酸和酯。4.烯烃的硼氢化-氧化反应RCHCH2(RCH2CH2)3B(BH3)2RCH2CH2OHH2O2,OH－整个反应相当于水对双键的加成，所得产物是反马氏规则的。H3CB2H6H2O2/OH-CH3OHHH5.由Grignard试剂Grignard试剂，和甲醛反应得到多一个碳的伯醇，和其他醛反应得到仲醇，和酮反应得到叔醇。（1）.Grignard试剂和醛或酮的加成物，水解后生成醇。+CO亲核加成δ+δ－RMgXδ－δ+COMgXRH+,H2ORCOH+MgOHXCH2CHCH3OHCH2BrMgEt2OCH3CHOCH2MgBrCH2CHCH3OMgBrH2O,H+CH2CHCH3OH由格氏试剂合成下列醇：（2）Grignard试剂和环氧乙烷发生作用，生成比原料多两个碳的伯醇。RMgX+CH2CH2ORCH2CH2OMgXEt2ORCH2CH2OHH2O因此，选择适当的格氏试剂和羰基化合物，可以合成具有指定结构的