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1、农 药 合 成第二章第二章 农药合成单元反响二农药合成单元反响二本本 节节 要要 点点n n四、烷基化烃化反响四、烷基化烃化反响四、烷基化烃化反响四、烷基化烃化反响n n五、缩合反响五、缩合反响五、缩合反响五、缩合反响四、烷基化烃化反响四、烷基化烃化反响 在有机化合物分子中的碳、氧、氮、硫等原子上引入烷基的反响。烷基化反响主要有三大类：C-烷基化、N-烷基化及O-烷基化。 烷基的引入方式主要是通过取代反响，也可以通过双键加成实现烷基化。 有机化合物分子中碳原子上引入烷基的反响。常用的烷基化试剂有卤代烃、烯烃和醇等; 一一C-烷基化烷基化 反响底物包括烷、烯、炔、芳烃、苯环、含有H的醛、酮、羧酸
2、酯等。 1 芳烃的烃化 Friedel-Crafts反响 一一C-烷基化烷基化 1 芳烃的烃化 Friedel-Crafts反响 一一C-烷基化烷基化 1 芳烃的烃化 Friedel-Crafts反响 烃基的异构化 一一C-烷基化烷基化 1 芳烃的烃化 其它反响 一一C-C-烷基化烷基化 2 炔烃的烃化一一C-C-烷基化烷基化 3 烯丙位、苄位及羰基a位的烃化一一C-C-烷基化烷基化 3 烯丙位、苄位及羰基a位的烃化一一C-C-烷基化烷基化 在有机化合物分子中氧原子上引入烷基的反响。常用的烷基化试剂有卤代烃、醇、硫酸烷基酯、苯磺酸烷基酯、重氮甲烷；二二O-烷基化烷基化O-alkylation
3、底物包括醇、酚、烯醇等。 RONaRXROR+NaX抗组胺药，苯海拉明1 卤代烃为烃化剂二二O-烷基化烷基化O-alkylation2 芳基磺酸酯为烃化剂二二O-烷基化烷基化O-alkylation3 环氧乙烷为烃化剂二二O-烷基化烷基化O-alkylation4 其它烃化剂二二O-烷基化烷基化O-alkylation 有机化合物分子中N原子上引入烷基的反响。底物包括胺、酰胺、酰亚胺； 三三N-N-烷基化烷基化 烷基化试剂有卤代烃、醇、硫酸烷基酯、苯磺酸烷基酯。1 氨及脂肪胺的N烃化 三三N-N-烷基化烷基化1 氨及脂肪胺的N-烃化 三三N-N-烷基化烷基化NH2(CH3O)2SO2N(CH3
4、)22 芳胺的N-烃化 三三N-N-烷基化烷基化五、缩合反响五、缩合反响 Condensation Reaction 含 -H原子的醛或酮在催化剂作用下，生成-羟基醛、酮的反响称羟醛缩合，也叫醇醛缩合；一羟醛缩合一羟醛缩合aldal condensation 该反响通常在碱氢氧化钠、醇钠催化下进行，有时也在酸硫酸、对甲苯磺酸催化下进行。 催化时，C离子的生成为控制反响的步骤 一羟醛缩合一羟醛缩合aldal condensation一羟醛缩合一羟醛缩合aldal condensation交叉缩合异分子醛、酮一羟醛缩合一羟醛缩合aldal condensation定向缩合一羟醛缩合一羟醛缩合ald
5、al condensation选择性不对称酮，发生在羰基位取代少的碳上一羟醛缩合一羟醛缩合aldal condensation Claisen-Schmide反响:芳醛与含H的醛或酮在强碱作用下反响，成,-不饱和醛、酮。 一羟醛缩合一羟醛缩合aldal condensationCHO+CH3CHOOH-CH3COCH3OH-CHCH2CHOOHH2OCHCHCHOCHCH2COCH3OHH2OCHCHCOCH3CHO+一羟醛缩合一羟醛缩合aldal condensationCHOCl+CH3COC(CH3)3OH-CHClCHCOC(CH3)3一羟醛缩合一羟醛缩合aldal condensat
6、ion 芳醛与含H的腈、脂肪族硝基化合物都能发生类似反响，生成,-不饱和腈，,-不饱和硝基化合物。PhCHO+PhCH2CNOH-PhCHCPhCNPhCHO+CH3NO2OH-PhCHCHNO2一羟醛缩合一羟醛缩合aldal condensation 在催化剂存在下，羰基化合物与含活泼亚甲基的化合物发生缩合，生成,-不饱和化合物的反响。 活泼亚甲基反响物中Z、Z是: 二二KnoevengelKnoevengel反响克脑文那盖尔反响反响克脑文那盖尔反响CO+CH2ZZCatalystCCZZ+H2O (一般-CH2-连两个吸电子基团)，如:丙二酸、丙二酸酯、氰乙酸酯、硝基烷烃等。 催化剂:NH
7、3、RNH2、吡啶，呱啶 醛易发生此反响，其中以芳基醛的反响最为重要。 二二KnoevengelKnoevengel反响克脑文那盖尔反响反响克脑文那盖尔反响CHO+CH2COOHCOOH哌啶CHCCOOHCOOHHeatCHCHCOOH+CO2+H2O 二二KnoevengelKnoevengel反响克脑文那盖尔反响反响克脑文那盖尔反响 二二KnoevengelKnoevengel反响克脑文那盖尔反响反响克脑文那盖尔反响 羧酸酯与RCH2COR型含活泼甲基或亚甲基的羧酸化合物缩合生成羰基化合物的反响称Claisen缩合。该反响有一分子醇脱去。 三三ClaisenClaisen缩合缩合 R和R：
8、H、脂肪族烃基、芳香基或杂环；R可为任一种有机基团。 反响机理：碳负离子对酯羰基的亲核加成，再经消除而得。 催化剂：醇钠、氨基钠、氢化钠等强碱催化剂。 三三ClaisenClaisen缩合缩合CH3CO2Et+C2H5ONaC2H5OH+NaCH2CO2EtCH2CO2Et+CH3COOEtCH3CCH2CO2EtO-OEtCH3CCH2COOEtO 三三ClaisenClaisen缩合缩合C2H5ONaCH3COC2H5O+CH3CCH3OCH3CCH2CCH3OO+C2H5OHHCO2Et+ONaHOCHO+C2H5OH 三三ClaisenClaisen缩合缩合 二元羧酸酯类在碱性催化剂作
9、用下生成环状酮酸酯类化合物的反响。该类化合物经水解与脱羧可得脂环酮。 四四DieckmanDieckman缩合分子内的缩合分子内的ClaisenClaisen缩合缩合( CH2)nCO2RCO2RNaOR( CH2)n1CHCOORCO 反响机理：C-离子进攻酯羰基，常用催化剂有乙醇钠、氢化钠、氨基钠、叔丁醇钾等。该反响主要用于合成较稳定的五、六或七元环化合物。 对称的二酯，无论哪一个-C形成C-，最后产物都一样； 不对称的二酯，虽可以有两种不同的缩合方式，但通常以酸性较强的亚甲基形成C-为主。 四四DieckmanDieckman缩合分子内的缩合分子内的ClaisenClaisen缩合缩合C
10、H2CH2CO2RCH2CH2CO2RC2H5ONaCH2CH2CO2RCH2CHCO2RCO2RHORORO-CO2RO水解脱羧O 四四DieckmanDieckman缩合分子内的缩合分子内的ClaisenClaisen缩合缩合 芳香醛和酸酐在相应羧酸钠或钾盐存在下发生缩合，生成，不饱和酸的反响，称Perkin反响。 五五PerkinPerkin反响反响 反响物：芳香醛和某些杂环醛，脂肪醛不易起反响，酮研究较少。 试剂：主要是乙酸酐和一取代的乙酸酐，或者是一些比酸酐H还活泼的酸，如：苯乙酸、丙二酸或氰基乙酸Perkin反响的演变。 五五PerkinPerkin反响反响 机理：较复杂，夺取酸酐
11、-H，形成烯醇负离子。 五五PerkinPerkin反响反响CH3COCCH3OOCH3COOKOCH3COOCOCH2HCArHCOCOCCOOH3CArH2ArCHCH2COO-OCOCH3(CH3CO)2OOBCCHCArHOCCH3OOHArCHCHCOCOCH3OCOCH3H2OCCHArHCOOH+CH3COOH 五五PerkinPerkin反响反响CHO+CH2COOH(CH3CO)2O, Et3NRef.CHCCOOH 五五PerkinPerkin反响反响CHO+CH2( COOH)2CHCHCOOH哌 啶Ref.CHON( CH3)2+CH2COOHCNPy90oCCHN(
12、CH3)2CCOOHCN 五五PerkinPerkin反响反响 在锌存在下，卤代酸酯与醛、酮缩合，水解后生成羟基酸酯或，不饱和酸酯的反响，称Reformatsky反响。六六ReformatskyReformatsky反响反响RCRO+RCCOC2H5OHXZnH2ORCCROCOOC2H5RHXZn5RCCROCOOC2HRHHH2ORCCRCOOC2H5R R: H、烷基、烯基; R,R: H、烷基、烯基、芳环、杂环; X：Cl、Br、I。 Zn与卤代酸酯形成的中间产物Reformatsky试剂的结构。 六六ReformatskyReformatsky反响反响 卤 代 酸 酯 的 活 性 ：
13、 ICH2COOC2H5 BrCH2COOC2H5 ClCH2COOC2H5，由于氯代酸酯反响慢甚至不发生，碘代酸酯不易得，故最常用溴代酸酯。六六ReformatskyReformatsky反响反响六六ReformatskyReformatsky反响反响 该反响可用来合成羟基酸，不饱和酸，酮酸及其酯原料用酯，还可用来增长醛、酮的碳链。六六ReformatskyReformatsky反响反响 氨、伯胺或仲胺与醛及具有活泼氢的化合物发生缩合，活泼氢原子被氨甲基或取代氨甲基所取代的反响，称Mannich反响，或胺甲基反响。 七七Mannich反响反响植保3月17 活泼氢化合物很多如下，最常用的是酮类
14、。 胺：叔胺和芳胺不起反响，氨及伯氨由于N原子上有不止一个氢，反响较复杂。最常用的胺是仲胺，如：二甲胺、哌啶、吗啉。 七七Mannich反响反响醛：使用最多的是甲醛水溶液或三聚、多聚甲醛 条件：一般以水，乙醇为溶剂，在弱碱或弱酸条件下，室温左右反响 七七Mannich反响反响 不对称酮主要在其较多取代的C原子上发生反响，因该位置所对应烯醇较为稳定。 七七Mannich反响反响 七七Mannich反响反响 七七Mannich反响反响八八WittigWittig反响羰基烯化反响反响羰基烯化反响 在强碱如：PhLi、C2H5ONa、NaH作用下，磷盐转变成亚甲基或取代亚甲基三苯基磷，统称为Wittig试剂，亦称磷叶立德phosphous ylide,内翁盐，通式为Ph3PCRR，也可写作：卤代烷与三苯基磷Ph3P反响，生成季磷盐。 Wittig试剂对空气、水敏感，加热易分解，制备时须在N2保护下进行。 八八WittigWittig反响羰基烯化反响反响羰基烯化反响八八WittigWittig反响羰基烯化反响反响羰基烯化反响反响机理：八八WittigWittig反响羰基烯化反响反响羰基烯化反响形成顺式的烯形成顺式的烯
