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1、第五章,有机合成试剂,第一节 有机镁试剂,一、Grigard试剂的制备和结构,（溶剂用四氢呋喃）,CH3CH2CH2MgBr+CH3CCH,CH3C C MgBr+CH3CH2CH3,用金属化法制备,有活泼氢的化合物,二、Grigard试剂的反应,间接制备醇，适用于直接水解困难或水解时易伴随消除重排反应的卤代烃,作为Nu形成碳碳键,用过渡金属催化,CH3CH2CH2MgBr+CH3CCH,CH3C C MgBr+CH3CH2CH3,CH2=CHCH2X,CH3CCCH2CH=CH2,与多卤甲烷偶联奇数碳原子非末端烯烃,和乙基原甲酸酯反应，水解生成醛,是重要的碱金属化合物。优点：易制备，且能溶于
2、惰性溶剂中。,第二节 有机锂试剂,一、有机锂试剂的制备,1 卤烷与金属锂作用（K.Ziegler）1930 利用烷基卤化物或芳基卤化物与金属锂直接作用而获得烃基锂。通常反应在苯、环己烷、THF、戊烷或石油醚等惰性溶剂中进行。,反应须在低温无水无氧条件下进行，否则生成的Rli又可与RX作用，发生副反应而得RR。,烃基锂可与卤烷（溴烷或碘烷）发生交换作用，常用的是正丁基锂和苯基锂。例如：,这反应对于含有影响形成格利雅试剂官能团羰基，羧基的分子来说显得特别重要。例如：,2 卤化物与正丁基锂交换,3 与活泼氢化合物的反应 金属化反应,CH3CH2CH2Li+CH3CCH,CH3C C Li+CH3CH
3、2CH3,4 金属锂与烯烃加成,金属锂能够和烯烃的碳碳双键发生加成反应，在同芳核或不饱和体系共轭的情况下，更容易发生加成,除甲基锂、乙基锂是结晶固体外，其他都是无色低挥发性的液体。它们能被空气氧化成过氧化物，而且与水强烈反应生成氢氧化锂，反应中放出大量的热往往引起自燃，制备时须在氮气或惰性气流中进行。,有机锂化合物比格利雅试剂更为活泼,二、有机锂试剂的特征反应,a、有机锂化合物分子中的C-Li 键为极性很强的共价键。b、烷基锂实际上是以分子或多分子的聚集体存在的。如：（CH3 Li）4是以四聚体存在，依靠烷基桥键连接,（A）与醛、酮加成,有机锂化合物与醛、酮加成，可生成仲醇或叔醇。,Rli可与
4、空间阻隔大的羰基化合物作用，而格利雅试剂则不能。,1 对不饱和键的加成反应,烷基锂与、-不饱和酮发生的是1,2-加成，而格利雅试剂则进行1，4-加成。,（B）与二氧化碳、羧酸作用,（C）与碳碳双键加成,有机锂化合物可以在烯烃双键上发生加成。,（D）活性中间体的生成,极易产生苯炔、碳烯等高度活性的中间体,（5）与金属卤化物作用,有机锂化合物可与一些金属卤化物作用得到金属有机化合物。,（6）偶联反应,（6）与吡啶和三级酰胺的反应,第三节 有机铜试剂,一、有机铜试剂的制备,RLi+CuX,RCu+LiX,RLi+RCu,R2CuLi,芳基、烯基、伯烷基铜化合物,仲烷、叔烷,2(CH3)3CLi+Cu
5、I(C4H9)3P,Li(CH3)3C2CuP(C4H9)3,二、有机铜试剂的反应,一般烃基选择性地加、-不饱和羰基体系的碳上。,1 与,-不饱和酮的共轭加成反应,2 与酰卤反应,3 与环氧化合物反应,4 与卤代烃反应,有机铜锂试剂具有碱性，反应中以1RX效果最好。3RX几乎不发生上述反应。另外，分子中含有CO、COOR、OH、CN和孤立双键的卤代烃衍生物仍能发生此反应，而这些官能团却不受影响。,5 偶联反应,2RCCCu RCC-CCR,空气,Ph2CuLi Ph-Ph,O2,-78,第四节 膦叶立德,叶立德（Ylide）,凡具有YC结构的一类化合物（Y常为P、S或N）总称为叶立德（ylid
6、）。按带正电原子的不同可分别称为磷叶立德、硫叶立德和氮叶立德等.,+,.,d p 共轭分散-C上的负电荷，使分子趋于稳定。,Ylide,Ylene,磷叶立德通常由三苯基膦和一个伯卤烷（或仲卤烷）反应先生成季鏻盐，再用一个强碱处理而得。,一、磷叶立德的制备,磷原子上的取代基影响,Ph-是-IS取代基，使P正电荷增加，更多分散C负电荷，增加了叶立德的稳定性,Bu-是+IS取代基，使P正电荷减少，减弱它分散C负电荷的能力，增加了叶立德的活性,磷叶立德的化学活性取决于分子中电荷的分布,稳定的磷叶立德,R1，R2吸电子基团，-COR，-COOR，-CN,不稳定磷叶立德,R1，R2 推电子基团，烷基，环烷
7、基,半稳定磷叶立德,R1，R2介于二者之间，烯基，芳基,不稳定磷叶立德,制备：惰性气体保护，无水条件下制备,BuLi，PhLi/Et2O,碱：,NaNH2/NH3（liq.）,NaH/THF,EtOLi/醇（或DMF）,CH3SOCH2Na/DMSO,环氧乙烷、偶氮化合物亦可作为质子的接受体,磷叶立德不需析离，保存在溶液中。,固液相转移的Wittig 反应：,稳定的叶立德对水稳定可以在NaOH水溶液中制备。-氢的酸性更强的可在NH4OH,Na2CO3中制备。,稳定叶立德可以分离提纯后再与羰基化合物反应，也可以不经分离直接与羰基化合物反应。,进行一锅反应：,稳定叶立德,1 与羰基化合物的反应,W
8、ittig 反应,二、磷叶立德的反应,优点：,1、双键处于原来羰基位置，环外双键,2、与不饱和羰基化合物反应，不发生1.4-加成，双键位置比较固定，适合于合成多烯和萜类；,3、立体选择性非极性溶剂中，共轭稳定磷叶立德与醛反应，优先生成反式烯烃；而不稳定叶立德优先生成顺式烯烃；,Loupy，A.Synthesis,1977,126.,昆虫性息素,Huang，Y.Z.;Shi,L.L,et.al JOC,1987,52,3558.,立体化学:,磷叶立德与醛反应的立体选择性,解释:稳定磷叶立德有利于苏式中间体形成,不稳定有利于赤式,不稳定叶立德形成内鎓盐不可逆,动力学上有利于生成赤式转变为顺式烯烃.
9、,Schlosser改良法：,1、（Z）-烯烃：不稳定磷叶立德、非锂盐条件（Na，K盐），非质子极性溶剂（THF，Et2O，DME）,2、（E）-烯烃：锂盐配合物-碱-质子化-消除,三取代烯烃的立体选择合成法-Scoopy 反应,返幼激素中三取代烯烃的合成：,Corey,E.J.et al.JACS 1970,92,226,6635.,-改进的Wittig 反应,优点：,1、原料易得：Michaelis-Arbuzov反应,2、膦酸酯碳负离子的亲核性比磷叶立德强，在缓和条件下即可与多种醛酮反应,3、反应生成的磷酸根易溶于水，易于分离,4、立体选择性生成（E）-式烯烃,前列腺素重要中间体的合成：
10、,Consecutive Approach to Alkenes that Combines Radical Addition ofPhosphorus Hydrides with Horner-Wadsworth-Emmons-Type ReactionsMark P.Healy,Andrew F.Parsons,*,and James G.T.Rawlinson Org.Lett.2005,ASAP.,二苯基膦氧化合物,Honer-Wittig 反应,膦酰胺,Weinreb ketone Synthesis,John A.Murphy et al.Org.Lett.2005,ASAP,-氧
11、代叶立德,-烷氧基磷叶立德:,用于制备增加一个碳原子的醛,-烷硫基磷叶立德:,累积二烯型膦叶立德：,X=NR,O,S,用于杂环化合物的合成：,Bestmann,H.J.Chem Ber.1985,118,1709.Angew.Chem.1985,97,783.,磷叶立德锂盐,制备方法一与酰卤反应,酰基磷叶立德,该反应中，叶立德只有一半生成酰基磷叶立德,2 酰化反应及烃化反应,制备方法二：,酰基磷叶立德,若用酯或硫代羧酸酯作为酰基化剂，则叶立德都可能变成预期的酰基磷叶立德。,R为芳基，还原法产率较高（79%）；R为烷基，则水解法产率较高,酰基磷叶立德是有机合成的重要中间体，它可用热水水解或用锌-
12、醋酸还原裂解制得酮，亦可与醛反应制得、-不饱和酮，若进行热解则生成炔烃。,酰基磷叶立德的反应,烃化反应,3、偶联反应,具有氢的磷叶立德与氧作用可发生偶联反应，可以合成对称烯烃和环烯烃,第五节 有机硼试剂,B:2s22p1,1.极性：,2.烃基负离子源泉,形成CO，CX，CN，CC键等,3.自由基源泉,一有机硼试剂的制备,1烃基硼烷的制备,反应速度：（1）（2）（3）,商业试剂：,硼氢化反应,重要硼烷试剂：,三碳氧键的形成,四碳卤键的形成,1烃化反应,五碳碳键的形成,三、烷基硼在有机合成中的应用,1、硼氢化-氧化反应,将烯烃的硼氢化反应同烷基的氧化反应相缩合，正好提供了一个烯烃间接水合制备醇的方
13、法硼氢化反应按反马尔科夫规则进行，并且是顺式加成，这就规定了随后的烷基硼氧化水解产物的构型。,2、烷基化反应,-卤化羰基化合物在碱存在下可与烷基硼进行烷基化反应。,这一反应提供了丙二酸酯和乙酰乙酸酯合成法的又一种合成路线。,21，4加成反应,例,3羰基化反应,（1）合成叔醇,（2）合成酮,六与炔化物反应,七与炔基锂反应,八偶联反应,RX:乙烯卤，芳卤，烯丙卤，苄卤,原子半径、电负性,一、硅元素及有机硅化合物的结构效应,1、,2、外层电子：3s23p33d0,低能量的3d空轨道与邻位碳2P轨道作用。,第五节 有机硅试剂,（a)稳定-碳负离子：,硅原子与磷、硫原子相似，具有3d空轨道，可以与相邻的
14、-碳负离子形成d-p共轭，使-碳负离子稳定，可以发生多种反应：烃化、酰化、酯化、缩合反应。,类似于,（b)稳定-碳正离子,二、芳基硅烷作中间体,制备：,硅基被取代的速度比氢快，E+取代原来的硅基，产物单一，适合于合成具有特殊位置的取代芳烃：,亲核进攻C-Si断裂,三、乙烯基硅烷作中间体,1.制备:,2、亲电取代反应,区域专一,立体专一,F-C酰化反应构型保持,3、加成反应,与有机金属试剂加成,-羰基取代乙烯基硅烷,-羰基取代乙烯基硅烷,4、氧化反应,四、烯醇硅醚作中间体,1、烯醇硅醚的制备,TBAF/Me3SiCH2COOEt/1,4-dioxane 18:82,LDA/Me3SiCl/DME
15、 99:1,HN(SiMe3)2/Me3SiI 10:90,易分离提纯，制得纯的区域稳定的烯醇硅醚,脂肪酮可以立体选择地形成Z-型或E-型烯醇硅醚,由羧酸（酯）制得烯酮的硅基缩酮：,由、-不饱和羰基化合物制备,还原硅化,硅氢化,烃化硅化,2、区域稳定的烯醇负离子的形成,分离提纯,3、烃化反应,Iwama,T.;et al Org.Lett.1999,1,673.,4、缩合反应,TiCl4催化下与醛酮缩合，具有良好的区域选择性和立体选择性,The Mukaiyama reaction,Mukaiyama,T.;Narasaka,K.;Banno,K.JACS,1974,96,7503.,昆虫警戒
16、信息素（+）manicone,可用于此反应的催化剂：,LiClO4，BF3.Et2O，TMSOTf，SnCl4，BiCl3-xMIn，Yb(OTf)3，Ln(OTf)3，F-，,Kobayashi,S.;Hachiya,I.JOC,1994,59,3590.,Kobayashi,S.Chem.Lett.1991,2087.,Kobayashi,S.;Nagayama.S.;Busujima,T.JACS,1998,120,8287.,水相反应,Vitamin A 的合成,Carbonyl-Ene Reaction,Ene Reaction,Mannich-type Reation,New Ty
17、pes of SilylEnolate,Cyclic Silyl Enolates of Amides,Enoxysilacyclobutanes,Dimethyltrifloxysiyl Enolates,Kobayashi,S.;Nishio,K.JOC,1993,58,988.,Trichlorsilyl Enolates,Denmark,S.E.;et al.JACS,1996,118,7404.,Polymer-supported Silyl Enolates,Kobayashi,S.;Wakabayashi,T.;Yasuda,M.JOC,1998,63,4868.,5、Michael 反应,Miyashita,M.;et al JACS 1984,106,2149.,6、酰化反应,7、氧化反应,1）、硼氢化-氧化反应：,2）、臭氧化反应,3）、过氧化反应,4)去硅氢化反应,烯醇硅醚被三苯甲基碳正离子氧化，合成、不饱和羰基化合物,8、Ireland-Claisen Rearrangement,
