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1、第四章 磷、硫、硼化合物为中间体的合成反应,第一节 磷叶立德作中间体,d p 共轭分散-C上的负电荷，使分子趋于稳定。,Ylide,Ylene,Wittig试剂,1. 磷 Ylide Wittig试剂,1949年,1953年,Wittig, G.; Geissler, G. Lieb. Ann. Chem. 1953, 580, 44-47.,Wittig 的工作,1979年诺贝尔化学奖 维蒂希 (Wittig, Georg Friedrich Karl, 1897-1987) 德国化学家,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，-
2、CN,不稳定磷叶立德,R1，R2 推电子基团，烷基，环烷基,半稳定磷叶立德,R1，R2介于二者之间，烯基，芳基,不同类型的磷Ylide,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Na2CO3中制备。,例：,不稳定磷叶立德在惰性气体保护、无水条件下制备,BuLi，PhLi/Et2O，NaH/THF， NaNH2/NH3(l),碱：,CH3SOCH2Na/DMSO,磷叶立德不需析离，保存在溶液中。,2. Wittig 反应,烯烃,三苯氧膦 （固体）,Wittig 试剂,Wittig反应举例,(1),(2),(3),进行一锅反应,优点：,1） 双键处于原来羰基位置,2）与不
3、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；,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；半稳定磷叶立德无选择性,Loupy， A. Synthesis, 1977,126.,昆虫性息素,Huang， Y. Z.; Shi, L. L,et. al JOC,1987, 52,3558.,3）立体选择性,- 烷氧基磷叶立德:,用于制备增加一个碳原子的醛,例：,请完成合成路线 ！,第二节 膦酸酯作中间体,-改进的Wittig 反应,膦酸酯,Horner-Wadsworth-Emmons (HWE) Reaction,
4、Wittig-Horner反应,磷酸盐离子,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,亚磷酸乙酯,Wittig-Horner反应与传统 Wittig 反应比较,前列腺素重要中间体的合成：,第三节 有机硫化合物作中间体,1、硫叶立德作中间体,更稳定,（1）与羰基化合物的反应,例：,（2） 与亲电烯烃的反应环丙烷衍生物,亲核试剂CH2- 对 -不饱和羰基化合物的双键的亲核加成,2. 硫代缩醛作中间体,（1）缩硫醛和缩硫酮的
5、瑞尼Ni脱硫提供了将羰基转变成 亚甲基的另一种选择的方法。,硫原子具有3d空轨道，相邻碳负离子上的电荷可以反馈到3d空轨道上，起到使相邻碳负离子稳定化的作用。,（2）极性反转策略的应用,例1,例2,例3,3. 亚砜及砜作中间体,（1） 烃化反应,合成末端烯烃,（2） 酰化反应,3） Julia 烯烃合成法： 苯砜的-碳负离子与醛酮反应，羟基乙酰化后Na-Hg脱砜基消除得到烯烃。特点：立体选择性地得到反式烯烃。前三个阶段可在一锅中反应，中间体不需分离纯化。从羰基化合物到 烯的总产率相当高（80%）,第四节 有机硼作中间体的合成反应,1. 极性：,3.自由基源泉,含有碳硼键（C-B）的有机物称为有
6、机硼化合物 B : 2s22p1,亲核迁移,形成CO，CX，CN，CC键等,2. 烃基负离子源泉,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：,（ThBH2）,重要硼烷试剂：,9-硼二环3.3.1壬烷,Born in London, Professor Brown came to the USA at the age of two. He attended Wright Junior College prior to enrolling at the University of Chicago, where he completed his BS in 193
7、6 and his PhD in 1938. His graduate studies under the guidance of H. I. Schlesinger were focused on the reaction of diborane with carbonyl compounds. After studying free-radical reactions in Chicago in 1939 with M. S. Karasch, he became Schlesingers assistant with the rank of instructor.,1979 Nobel
8、Prize,During his career, he supervised 163 PhD students and 190 postdoctoral fellows. He also authored 8 books and nearly 1300 scientific publications.,二碳-氢键的形成,1还原反应,在室温下能使 C=O，COOR, COOH, CN 等还原,甲硼烷为Lewis 酸，进攻富电子中心。对羰基还原时，硼烷加到羰基氧上，随后氢负离子不可逆地由硼转移到碳上。温和条件下，酰氯不和甲硼烷作用，酯作用较慢，羧酸反应较快。,（Sia2BH和HBH2）作还原剂选择
9、性更好，将醛酮还原为醇 ，而羧酸及其衍生物则不反应。,Reactions of Borane (BH3),硼氢化钠（与硼烷有所差别，亲核性还原剂）是一个白色的晶状固体，在工业上用途极广，在碱性介质中稳定，在酸性介质中水解释放出氢气，显还原性，但它只能将醛、酮和酰氯还原成醇，分子中同时存在的硝基、卤素、酯基、腈基等基团在反应中不受影响，是一个选择性很好的中等强度的还原剂。用硼氢化钠还原的反应可在水和醇中进行，操作比较方便。,79%,Journal of Organometallic Chemistry 609 (2000) 137151,2. 硼氢化反应,硼烷用醋酸质子解提供了一不需催化剂氢化烯
10、键的方法。 活性：CC C=C(Ar) R； 碳的构型保持,三碳氧键的形成,RMgBr H2SO4 B-H H2CrO4,练习：,四碳卤键的形成,烯烃发生的硼氢化-卤化反应相当于烯烃与卤化氢发生反马氏加成，产物是卤代烃。,在碱性条件下，C-B键可被Br2或I2分解,位阻小的一侧,1烃化反应,在碱性条件下，烷基硼烷可使-卤代羰基化合物发生烃基化反应，这是在羰基-碳上接长碳链的良好方法。,五碳碳键的形成,例,21,4加成反应,例,3羰基化反应,（1）合成叔醇,Carbon monoxide at atmospheric pressure reacts readily with trialkylbo
11、ranes at 100-125 to give products that can be oxidized conveniently to trialkylcarbinols,碳置换硼,例,（2）合成酮,The presence of water during the reaction of trialkylboranes with carbon monoxide inhibits the migration of the third alkyl group and leads to production of dialkyl ketones,例,二烯转化为环酮,练习：,六偶联反应 Suzu
12、ki反应,芳基或烯基硼化合物与芳（烯基）卤化合物在Pd催化下的交叉偶联反应,Akira Suzuki (铃木章),日本人，1930年出生于日本北海道鹉川町 1959年在北海道大学获得博士学位 1961年留校工作 曾在美国普渡大学作博士生 1973年任北海道大学工学系教授 现在是北海道大学名誉教授,Suzuki反应经历了氧化加成和还原消除等过程。,L2,Miyaura, N.; Yang, T.; Suzuki, A. Synth. Commun. 1981, 11, 513.,Sato, F. et al. Org, Lett. 2003, 5, 523.,Tetra-n-butylammonium fluoride,磷硫习题5,1.,2.,3.,4.,5.,7完成转变,6写出反应机理,有机硼习题,1、,2、,3、,4、,5、,6、,
