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1、 精细有机合成反应 李郁锦 88320890 lyjzjut 第十四章第十四章 环合反应环合反应 14 1 概述 14 2 一些常见碳环的合成 14 3 常见杂环的合成 在有机化合物分子中形成新的碳环或杂环 的反应叫做环合反应 也叫做闭环或成环缩合 反应 14 1 概述 环合反应 分子间环合 分子内环合 1 2 三元环 2 2 四元环 2 3 五元环 2 4 六元环 分子间环合 Diels Alder 亲电反应 亲核反应 自由基反应 分子内环合 阴离子环化 亲核反应 l碳负离子 N O S负离子 双键 卤素 TMS 三甲基硅 OMs 甲磺酰基 等 自由基环合 14 2 常见碳环的合成 l六元环
2、 l五元环 l四元环 l三元环 六元环合成 lDiels Alder reaction l六元环是有机化合物中最主要的单元结构之一 l合成六元环和1 6 双官能团化合物的主要方法 l可逆反应 加热可使反应向逆反应方向进行 l顺式反应 构型保持 双烯体含有供电基 亲双烯体含有吸电基 反应活性高 反电子需求的Diels Alder 当双烯体缺电子时 亲双烯体含有供电基反 而对反应有利 邻对位产物为主 生成 S 顺式构象是Diels Alder反应先决条件 不反应 顺 1 取代双烯体s 顺式不稳定 活性低 反 1 取代双烯体和2 取代双烯体活性高 反 1 3 戊二烯 4 甲基 1 3 戊二烯 反应速
3、度 1000 1 反应速度 1000 1 Diels Alder反应的立体化学 顺式加成规则 杂Diels Alder反应 合成杂六元环 Robinson Annulation lIntramolecular Ene Reactions Intramolecular Aldol Condensation of 1 5 Diketones 缩合反应也是合成六元环的主要方法 lPolyene Cyclization 五元环的合成 l3 2 反应 l1 3偶极子 卤素作为离去基的构环反应 lIntramolecular Aldol Condensation 5 exo trig lintramole
4、cular aldol condensation of 1 4 diketones lIntramolecular Michael Addition 5 exo tet 4 to 5 6 to 5 自由基环化反应 l引发体系 l双键 四元环的合成 l光化学2 2成环 lacyloin reaction 偶姻反应 三元环的合成 lCyclopropanes 杂环化合物的合成 杂环化合物的重要不仅仅在于药物中的应用 据统计 在现今已知的有机化合物中 杂环化 合物的数量 占总数的65 以上 并且杂环化合物具有广泛应用价值 杂环的合成 杂环的形成必须形成碳原子与杂原子之间的键 杂环的形成必须形成碳原子
5、与杂原子之间的键 C NC N C SC S C OC O 杂环的种类杂环的种类 五员环 六员环和稠杂环五员环 六员环和稠杂环 杂环化合物的形成主要是通过缩合反应杂环化合物的形成主要是通过缩合反应 1 五元杂环化合物的合成 吡咯和呋喃的一般合成方法 A 2 3 型环合反应 可以有三种方式 但共同之处在于 采用含 有杂原子的取代基和活泼的羰基化合物反应 Knorr反应 a 氨基酮和含活泼亚甲基的羰基 化合物的缩合反应 a 氨基酮 乙酰乙酸乙酯具有a 氨基酸结构 3 氨基 2 氧代丁酸乙酯 a 卤代醛 或酮 与b 羰基酯的缩合反应 a 羟基酮 或a 氨基酮 与炔二酸酯缩合 a b 不饱和醛 酮 与
6、a 氨基酸酯缩合 B 1 4 型环合反应 1 4 二羰基化合物与氨 碳酸铵 烷基伯胺 芳胺 杂环取代伯胺 肼 取代肼和氨基 酸等发生关环得相应的吡咯或取代吡咯 Paal Knorr环化反应 1 4 二羰基化合物本身在浓硫酸等脱水剂的作用 下 生成相应的呋喃化合物 多聚磷酸 含氮1 4 二羰基化合物进行类似Paal Knorr型的环 化反应 是合成咪唑及其衍生物的最好方法 二唑及其衍生物的一般合成方法 A 4 1 型环合反应 含氮1 4 二羰基化合物直接与脱水剂反应得 噁唑及其衍生物 B 3 2 型环合反应 合成异唑类的通用方法 吲哚 苯并吡咯 及其衍生物的合成方法 A Fischer合成法 某
7、些醛或酮与芳香肼作用 经过苯腙在酸催 化下加热 经过了一个分 子内重排 B Bischler Mohlau合成法 a 卤代酮和一个芳香胺一起加热 经过a 氨基酮中间体后再环化 靛蓝 苯并二唑及其衍生物的合成方法 A 由邻位二取代的两个取代基之间发生反应并同 时脱去一个小分子而关环 消痛静 B 由取代苯发生分子内的亲核或亲电取代环合 苯并咪唑及其衍生物的合成方法 由邻位二取代苯和另一个分子反应 从而插 入一个环碳原子 驱虫药 甲苯咪唑 噻唑 Hantzsch 合成法 2 六元杂环化合物的合成 吡啶及其衍生物的合成方法 A 工业方法 羰基化合物和氨反应 B Hantzsch反应及其类似合成法 两分
8、子的b 酮酸酯与一分子醛和一分子 氨进行缩合 得到二氢吡啶 还经氧化脱氢 得到对称的产物 2 2 1 1 心痛定 反 应 机 理 C 类似Hantzsch反应的合成法 1 5 二羰基化合物和氨的反应 b 二羰基化合物与a 氰基乙酰氨反应 3 3 5 1 嘧啶 重要环合反应举例 l蒽醌的制备 1 邻苯二甲酸酐缩合法 活泼芳环 对苯二酚 对氯苯酚 2 苯乙烯法 原料易得 三废少 反应条件复杂 苛刻 3 萘醌法 4 苯与一氧化碳缩合 羰基合成法 l香豆素及其衍生物 3 甲基香豆素 6 甲基香豆素 4 羟基香豆素 有机合成 有机合成是有机化学的中心 有机合成是有机反应及其组合的应用 所谓有机合成组合就是利用几步以至多步过程完成某 一指定的有理论意义或实用价值的有机化合物 20 世纪上半叶 近代有机合成首推 英 R Robinson 复杂天然产物的全合成 1917年仿生合成托品酮 金雀花碱 合成 C60的合成进展 TM 青霉素的全合成
