单键啣学班姓学院：理学院 级：应用化学XXXX班 名：XX XX XXX 号：XXXXXXXXX碳碳单键的形成形成 C-C 键的主要方法包括：1）碳中心亲核试剂的烷基化反应；2）碳中心亲核试剂的酰化反应；3）碳中心亲核试剂与不饱和羰基化合物等的 Michael 加成反应；4）自由基偶联反应；5）过渡金属催化偶联反应 有机合成中常用的碳中心亲核试剂主要包括：1）有机金属试剂；2）具有活泼氢的亚甲基或甲基化合物；3）炔盐；4）烯胺、烯醇硅醚等中性试剂；5）叶立德试剂1、碳中心亲核试剂的烷基化反应 最简单的烷基化反应是碳负离子与卤代烃或对甲苯磺酸酯等烷基化试剂的亲 和取代反应例如：PhCH2Cl + NaCNPhCH2Cl + CH2(COOEt)2EtOHPhCH2CN + NaCINaHPhCH2CH(COOEt)2环氧乙烷也可以用作烷基化试剂，得到碳链延长二个碳的产物：PhMgBr +THF H3O+PhCH2CH2OH醛和酮也可以看作烷基化试剂，反应后可以在亲核试剂的碳中心原子上引入 羟甲基或羟烷基例如：CH3NO2 + ch2o hoch2ch2no2(CH3)3CMgCI + CH2OPh —C 三 CH + CH2=CHCH2CIEt2°・ %0+. (CH3)3CCH2OHNaNH_ Ph — C 三C 一 CH2CH=CH2芳香醛与a-溴代或氯代羧酸酯在活性锌粉作用下，可以得到中等产率的a -羟基羧 酸酯，这一反应过程被称为 Reformatsky 反应。
例如：+ BrCH2COOEt醛与仲胺在酸性条件下形成的亚胺正离子也是一个有用的胺甲基化试剂，可以 与多种碳中心亲核试剂进行反应例如：HClPhCOCH3 + CH2O + Et2NH PhCOCH2CH2NEt2HClCH2NEt2+ CH2O + Et2NH *2、碳中心亲核试剂的酰化反应常用的酰化试剂主要是羧酸衍生物，腈在某些场合也能充当酰化试剂羧酸衍 生物作为酰化试剂的反应性很不相同，其大小次序为：RCONR2' < RCOOR' < RCOOAr < RCON3 <(RCO)2O < RCOX活性较低的酰化试剂一般需要与亲核能力很强的试剂反应例如：THF H O+PhLi + CH3CH2CONMe2 3 PhCOCH2CH3(CH3)3CMgCl + PhCN 耳0. Hp. PhCOC(CH3)3羧酸酯是一种较温和的酰化试剂，与较强的碳亲核试剂反应得到酮类化合物由于酮羰基的活性比酯的高，反应过程中会产生亲核试剂与酮进一步反应造成的 副产物例如，格氏试剂与三氟乙酸乙酯在低温下反应，主要得到三氟甲基酮； 而在较高温度下，则会得到相当多的叔醇：THF H_OtPhMgBr + CF3COOEt 3 PhCOCF3 + Ph2C(CF3)OH甲酸酯是一种有效的甲酰化试剂，可以与酮等在碱催化下反应。
例如：+ HCOOEt催化量NaOEtAEt2OCHO70%分子内的酰化反应可以用于合成环状化合物例如：ococ6hcoch3KOH - H30；吡碇，50oC85%OHC0CH2C0C6H26H2SO4 「HOAc, 100oC5O94%具有a-氢的酯在强碱作用下，会发生酯缩合反应，主要得到以烯醇盐形式存 在的产物，经酸化后转化成B-酮酸酯在这种请况下，酮羰基不易与亲核试剂发生进一步反应分子内酯缩合反应可以得到较高产率的环状P -酮酸酯例如:EtONa ■PhCH3,回流HOAcO75-80 %酸酐是一个较活泼的酰化试剂，可以与各种亲核试剂发生酰化反应酰氯的反应活性很高，在不同条件下可以与各种亲核试剂发生酰化反应例 如，酰氯与氰化钠反应，可以得到酮腈化合物；在碱作用下，丙二酸二乙酯可以 与酰氯反应得到 2-酰化产物，后者进一步反应可以得到脱羧产物例如:CH2(COOEt)2 催化量 Mg・EtOHEtOMgCH(COOEt)2NO2EtOMgCH(COOEt)2 COCH(COOEt)2NO2巴$4, HQHOAc, 回流COCH3no283 %烯胺可以与酰氯反应，可以得到中等产率的 1， 3-二酮化合物。
3、碳中心亲核试剂的 Michael 加成反应烯醇盐与 Michael 受体间的 Michael 加成反应是构建碳链的重要方法之一常 用的Michael受体主要有a，P-不饱和醛酮、a, P-不饱和羧酸酯、丙烯腈和硝基 烯烃等，形成碳负离子的试剂包括含活泼氢的亚甲基化合物、硝基烷烃、烯胺以及氰化钾（钠）等反应示例如下:PhOPh + CH2(COOEt)2+ 2 CH2=CHCN98 %77%+-PhCH2N(CH3)3OHCH3(CH3)2CHNO2 + CH2=CHCOOCH3H3c NO2COOCH380%NPh COOEt + KCNCOOEtCH2=CHCOOCH3 二氧六环，回流EtOH, HQ70oC、自由基偶联反应芳基重氮盐与不饱和化合物在氯化亚酮的作用下，可以发生芳基化反应Meerwein 反应）例如：OCOCHCuCl -35-45%CuCl37oCONO21924 年 Gomberg 和 Bachmann 发现，芳香重氮盐在碱性条件下与其它芳香族化合物偶联生成联苯或联苯衍生物反应是通过自由基历程进行的ONaOH：5、过渡金属催化偶联反应偶联反应（Coupling reaction）是两个化学实体（或单位）结合生成一个分子的有机化学反应。
狭义的偶联反应是涉及有机金属催化剂的碳-碳键生成反应，根据类型的不同，又可分为交叉偶联和自身偶联反应下面对各种偶联反应作简 单介绍1)Wurtz-Fittig 反应1855 年，法国化学家 Wurtz 发现卤代烷和金属钠作用后，生成了含碳原子数 增加 1 倍的烷烃上述反应对伯卤代烷较为适宜，叔卤代烷则形成烯烃反应可能形成有机钠中间体，属于Sn2历程例如:2 EtOOCNa： Ph(CdEtOOC宀宀” COOEt德国化学家费提希用金属钠、卤代烷和卤代芳烃一起反应，得到了烷基芳烃 称为“武尔兹-费提希反应”本法收率较高，副产物容易分离，是一种重要的制 备烷基芳烃方法2 ) Glaser 偶联反应1869 年， Glaser 发现末端炔烃在亚铜盐、碱以及氧化剂作用下，可以形成二炔烃化合物例如：CuCI, NH 4CLO260%3) Ullmann 反应Ullmann 偶合反应是有机合成中构建碳—碳键最重要的方法之一 Ullmann 偶 合反应首次报道 1901年, 它通常是利用铜作为催化剂, 催化卤代芳烃发生偶合反 应生成联苯及其衍生物一般反应式为：2 ArX竺或理Ar-ArX= C、I Br、I目前该反应的底物范围、反应条件以及催化剂等都有了较大的改进。
例如：NCOTf10moI%PdCI2(PPh)3Zn, DMF,90oC, 4hNCCN85%4) Cadiot-Chodkiewicz 偶联反应炔基卤化物与末端炔烃在亚铜盐催化下，可以形成二炔烃例如：R ~ CBr + HC ~R'CuCI ]NH2OH.HCIR R'76%R = CH3(CH2)13; R' = CH2CH2CH2COOH5) Castro-Stephens 偶联反应反应性较低的芳基卤化物与炔化亚铜反应，可生成收率很高的炔基芳香化合物6) Kumada 偶联反应格氏试剂与卤代烃在 Ni 或 Pd 催化下，会发生偶联反应该反应由 Kumada 在1972 年发现格氏试剂与卤代烷烃、乙烯基卤、卤代芳烃在Ni催化下的偶联反应，成本低,易于工业化不过，该反应局限于哪些直接不会与格氏试剂反应的卤代烃因此，该反应在合成苯乙烯型化合物以及不对称联苯型化合物时比较适用RR'R'Ni or Pd -RNiCiadppe] |I/conh2+54%(I + 2 n-BuMgBrCl在Pd催化下，卤代烃的反应性大小顺序为：I >Br >Cl；而在Ni催化下，其活性顺序为：Cl> I> Br。
上式中dppe为Ph PCH CH PPh的缩写 2 2 2 27) Heck反应Heck反应是一类重要的卤代芳烃烯基化、形成新的C—C键的合成反应，1972 年由Heck发现，近几年来一直是催化化学和有机化学的研究热点Heck反应是由一个不饱和卤代烃(或三氟甲磺酸盐)和一个烯烃在碱和钯催化下生成取代烯烃的一个反应催化剂主要有氯化钯，醋酸钯，三苯基膦钯， CuI 等；载体主要有三 苯基膦，BINAP等；所用的碱主要有三乙胺，碳酸钾，醋酸钠等溶剂以DMF、NMP 等极性非质子溶剂为主8) Sonogashira 偶联反应Sonogashira 反应是一类由金属钯催化的末端炔烃与 sp2 型碳的交联耦合反 应，是目前合成 C—C 键的主要方法之一 Sonogashira 反应一般利用均相钯盐作 催化剂，在一定量的 CuI 和适当量的胺碱存在下在极性溶剂介质中进行的例如， Pd/C作为一种非常高效的催化剂，在PPh3存在的条件下，可催化多种炔烃与4- 溴-6-甲基-2-吡喃酮反应，可高产率地得到目标产物，产率高达到80%〜90%RR9) Negishi 偶联反应Negishi 反应是一类由 Ni 或 Pd 催化的有机锌试剂与卤代烃间的偶联反应，适 用于制备不对称的二芳基、二芳基甲烷、苯乙烯型或苯乙炔型化合物。
卤代杂环 芳烃也可以进行类似的反应常见的反应类型如下所示：Ni or Pd]R ZnCl + R'CH2< R R'ZnCl + ArX SNi or Pd—ZnCl + ArX ' RArArZnCl +Ni or PdArX= Cl, Br, I, OTs10) Stille 偶联反应Stille反应是有机锡化合物和不含0-氢的卤代烃(或三氟甲磺酸酯)在钯催化下发生的交叉偶联反应一般反应式如下所示：R-X + R'-SnR"3 Pd(°)・ R-R' + X-SnR” 3该反应由 Stille 等于 20 世纪 70 年代首先发现，［是有机合成中很重要的一个偶 联反应，总数占到现在所有交叉偶联反应的一半以上该反应一般在无水无氧溶剂及惰性环境中进行等当量的Cu(I)或Mn(II)盐 可以提高反应的专一性及反应速率氧气会使钯催化剂发生氧化，并导致有机锡 化合物发生自身偶联四(三苯基膦) 合钯(0) 是最常用的催化剂，其他催化剂包括 PdCl (PPh) 、2。