第11章近代有机合成方法
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第11章_醚、环氧化物、硫醚
11.2.2 醚的光谱性质
1 醚的红外光谱 (IR)
在IR图谱中，醚分子中的C-O伸缩振动出现在1200～ 1050cm-1区域。
尽管许多非醚类化合物在此区域也有相近的吸收谱带， 但IR谱仍然有用，因为醚分子中没有羰基(-C=O) 和羟基 (OH)，若一个分子含有氧原子，IR图谱中没有羰基和羟基的 特征吸收时，此分子可能为醚类化合物。
醚的氧原子是一路易斯碱，常温时溶于强酸，生成 的钅羊盐是一种弱碱和强酸所形成的盐, 不稳定，遇 水很快分解为原来的醚。
R O R + HX
R O R XH
H2O
R O R + H3O+ + X-
应用：可将醚从烷烃或卤烃等混合物中分离出来。
（2）醚键的断裂
醚和浓酸（常用氢碘酸）共热，则醚键发生断 裂生成碘烷和醇。在过量HI存在下，则生成两分 子碘代烷。
11.6 硫醚 11.6.1 硫醚的制备 11.6.2 硫醚的性质
醚的构造和分类
构造：可看作醇羟基的氢原子被烃基取代后的生成物。
通式：R-O-R’、Ar-O-R 或 Ar-O-Ar
分类： 饱和醚 单醚 CH3-O-CH3 混醚 CH3-O-C2H5
不饱和醚 CH3-O-CH2CH=CH2
芳醚
H 3 CO
O C H (C H 3 )2+H I
O H +(C H 3 )2 C H I
（3）醚键的断裂机理
C H 3 C H 2 - O - C H 2 C H 3H I C H 3 C H 2 - + O H - C H 2 C H 3S N I- 2C H 3 C H 2 I+ C H 3 C H 2 O H
醚能与亲电试剂形成稳定的络合物，如醚分子中的孤电子 对也能稳定甲硼烷(BH3)，甲硼烷常以乙硼烷(B2H6)的二聚 体形式存在。
大学有机化学第11章__醛和酮
甲基乙烯基酮
O C CH3
苯乙酮
（乙酰苯）
共九十一页
2）系统(xìtǒng)命名 法
O
5
CH3
CH3CH2-C-CH2-CH-CH2CH3
CH3-CH-CH2CH2CHO
HO-CH-CH3
6
4-甲基戊醛
5-乙基-6-羟基 3-庚酮
- (qiǎngjī)
共九十一页
C H 3
C H O
C H 2 C H 2 C H C H O O H C C H 2 C H C H 2 C H O
共九十一页
加成-消除(xiāochú)历程
R’
R—C=O + H2N—G
H+
R’ R-C — N—G
H+ -H2O
R’ R-C=N—G
OH H
(N-取代(qǔdài)亚胺)
这种加成-消除实际上可以看成由分子间脱去一分子水:
R’
R—C=O + H2 N—G
R’ R-C=N—G + H2O
共九十一页
加成-缩合产物(chǎnwù)的结构及名称：
加成-缩合产物的结构(jiégòu)及名称：
R’ R—C=O +
R’
H2N—R H2N—OH
R—C = N-R Schiff base R’
R—C = N-OH 肟(oxime)
H2N—NH2 H2N—NH-
O
R’
R—C=N-NH2 腙(hydrazone) R’
R-C=N-NH-C6H5 苯腙
H2N—NH-C-NH2
R’
R-C=N-NH-CO-NH2 缩氨脲
共九十一页
6) 与格氏试剂加成
O C CH3
苯乙酮
（乙酰苯）
共九十一页
2）系统(xìtǒng)命名 法
O
5
CH3
CH3CH2-C-CH2-CH-CH2CH3
CH3-CH-CH2CH2CHO
HO-CH-CH3
6
4-甲基戊醛
5-乙基-6-羟基 3-庚酮
- (qiǎngjī)
共九十一页
C H 3
C H O
C H 2 C H 2 C H C H O O H C C H 2 C H C H 2 C H O
共九十一页
加成-消除(xiāochú)历程
R’
R—C=O + H2N—G
H+
R’ R-C — N—G
H+ -H2O
R’ R-C=N—G
OH H
(N-取代(qǔdài)亚胺)
这种加成-消除实际上可以看成由分子间脱去一分子水:
R’
R—C=O + H2 N—G
R’ R-C=N—G + H2O
共九十一页
加成-缩合产物(chǎnwù)的结构及名称：
加成-缩合产物的结构(jiégòu)及名称：
R’ R—C=O +
R’
H2N—R H2N—OH
R—C = N-R Schiff base R’
R—C = N-OH 肟(oxime)
H2N—NH2 H2N—NH-
O
R’
R—C=N-NH2 腙(hydrazone) R’
R-C=N-NH-C6H5 苯腙
H2N—NH-C-NH2
R’
R-C=N-NH-CO-NH2 缩氨脲
共九十一页
6) 与格氏试剂加成
第11章 逆合成分析法
O
R
1
O
C
−
H R
CH
O R
2
R1 R2
O
练习
O
Br O O
O
O
OH
O
二、1,3-二官能团化合物
1、β-羟基羰基化合物
OH O R R' R R'
OH R R'
O R R'
+ −
OH O
O R
O R
OH OEt R R'
O
+ −
O OEt
O
R R'
R'
R'
BrZn OEt R'
R'
R
R'
R'
练习
OH COOEt
O
O
+
O
O OEt ONa
O O + OEt O
O−
四、添加辅助官能团后再切断
COOH
O
COOH
O
O O O +
五、将目标分子回推到适当阶段再切断
O
OH
2 O
HO
六、利用分子的对称性来考虑切断
O O
O +
HO HO
HC CH
2 HCHO + NaC
CNa
HO
O
OH
Br
+
HC
CH
11.2 常见有机化合物的逆合成分析举例
Fe HCl NH2 Br2 Br Br NH 2
Br
H3PO2
Br NaNO2 Br H2SO4
N2+HSO 4− Br
R
1
O
C
−
H R
CH
O R
2
R1 R2
O
练习
O
Br O O
O
O
OH
O
二、1,3-二官能团化合物
1、β-羟基羰基化合物
OH O R R' R R'
OH R R'
O R R'
+ −
OH O
O R
O R
OH OEt R R'
O
+ −
O OEt
O
R R'
R'
R'
BrZn OEt R'
R'
R
R'
R'
练习
OH COOEt
O
O
+
O
O OEt ONa
O O + OEt O
O−
四、添加辅助官能团后再切断
COOH
O
COOH
O
O O O +
五、将目标分子回推到适当阶段再切断
O
OH
2 O
HO
六、利用分子的对称性来考虑切断
O O
O +
HO HO
HC CH
2 HCHO + NaC
CNa
HO
O
OH
Br
+
HC
CH
11.2 常见有机化合物的逆合成分析举例
Fe HCl NH2 Br2 Br Br NH 2
Br
H3PO2
Br NaNO2 Br H2SO4
N2+HSO 4− Br
有机化学第11章 醛和酮
O H3C C CH3
NaCN H2S O4
CH3 CH2=C-COOCH3
(CH3)2CCN OH
H2O
CH3 CH2=C-CN
CH3OH
CH3
H
CH2=C-COOCH3
α-甲基丙烯酸甲酯
2、与格氏试剂的加成反应
δ C
δ O
+ δR δMgX
无水乙醚
OMgX H2O C
R C OH + HOMgX
R
C H （R ）
O
+ CH3-CH-CH3 ( i - Pr -O-)3Al
R CH OH
OH
H （R ）
+ CH3-C-CH3 O
可逆反应，正反应称为麦尔外因-庞多夫-维尔莱还原反应， 其逆反应称为奥本奥尔氧化反应。 反应的专一性高，只使羰基与醇羟基互变而不影响其它基团， 故为一级醇、二级醇与醛酮对应转变的重要方法。
4-甲基-3-乙基己醛
2-甲基-3-戊酮
2-苯丙醛
例如：
CH3-C=CHCH 2CH2-CH-CH 2CHO
CH3
CH3
3,7 二甲基 6 辛烯醛
H3C O
3 甲基环戊酮
O
O
O
C-CH 2CH3
C-CH 3
2 环己烯酮
1 环己基 1 丙酮
1 苯基 1 乙酮
多元醛酮：称某二醛或酮
当酮羰基和醛羰基共存时，酮羰基称羰基、酰基或氧代；
醛的异构现象是碳链异构。 酮的异构现象是碳链异构和羰基的位置异构。
三、醛酮的命名
1、IUPAC命名法
选择含羰基的最长链为主链；从近羰基的一端开始编号， 醛基总在链端；取代基位次和名称写于母体名称之前。
第十一章近代有机合成方法
COOEt
44% ～ 64％
R 1=O E t,C H 3;R 2=H ,C H 3,Ph等
◆相转移催化剂能够使醇醛缩合反应条件改善，提高反应收率。
例如，苯甲醛的安息香缩合，使用PTC可使反应时间从20h缩短至1h。
2
C+ H KO CN B H 2 4 O N u,+ r.C t- l
O CH C OH 70%
PhC 2+ H C O = P P h C C d H p 2 N (+ h E 2 B d ,t3 C to li- -,r 5 s 0 A ℃ ),1 a m tmO PH h,C N C CH a O O OO O HH H
用PEG-400同时作溶剂，得到一元羧酸：
在相转移催化下，这些氧化剂可以借助于催化剂转移到有 机相中使氧化还原反应在温和条件下进行，得到高产率的产物。
例如：
CH3(CH2)7CH=CH2
KMnO4
R4N+Cl-
CH3(CH2)7COOH
RCH2X
K2Cr2O7/HMPT
18-C-6
RCHO
CH2OH
NaOX/H2O R4N+Cl- CH2Cl2
11.1 相转移催化反应
相转移催化是上世纪70年代发展起来的一种有机反应新 方法，近年来得到迅猛发展。它广泛地应用于有机合成、高 分子聚合反应，并渗透到分析、造纸、印染、制革等领域， 为制药、精细化工等行业带来了可观的经济效益。
11 . 1 . 1 相转移催化剂
◆相转移催化剂（phase transfer catalyst简称PTC）是能够使 一些负离子（或正离子或中性分子）从一相转移到另一相的 催化剂。
CO50℃ ,1atm , hυ
第11章酰化精细有机合成
2019/9/27
13
二、N-酰化反应工艺
用酸酐的N酰化
NHCHO
1 、用羧酸的N-酰化
R 'N H 2 + R C O O H R 'N H C O R + H 2 O
移Ⅰ去特反应点生成水的方法：
（1、1）反最应精常馏用脱、水最酰便化法宜；的举例酰化剂。较多用于保护性酰化
（2溶、2如）剂溶：剂反（甲共甲应沸酰苯活蒸、基馏性二、脱弱甲水乙，苯酰酰）化一基共法般；沸只蒸有馏引脱水入法较；简单的酰基时才使用
第11章 酰化
2019/9/27
1
11.1 概 述
一、定义
酰基
酰化剂
有机化合物分子中与碳原子、氮原子、氧原子或 硫原子相连的氢被酰基取代的反应叫做酰化反应。
O
+ －2 NH －R C
O
+ －OH －C R
O
+ －C － －R C
O
－N CH R N－酰化X
O －OC R
OCOR OH O－酰化O（ R ’ 酯化
CH2=CH-CH2 ，CS2 O C=O
2019/9/27
5
不同类型酰化试剂的活性
O
R -CO H
δ1+
<
OO
R -CO -C -R
δ2+
<
O R -CC l
δ3+
∴活性：酰氯＞酸酐＞羧酸
δ1+ O C
＜
C l
δ2+ O C H 3 C
C l
δ1+ ＜δ2+
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6
11.2 N-酰化
2019/9/27
现代有机合成
Latent Functional Group
O 2 N
N H 2
( C H 3 C O ) 2 O / C H 3 C O O C 2 H 5
C H C C H 2 O H
O 2 N
O H H
H 2 ,P d (C a C O 3 ) H 2 N
N H C O C H 3 C HCC H 2 O H重 氮 化
（除R'=H)
R CO
(甲酯衍生物） R' C(COOCH2Ph)2 (乙酯衍生物—叔丁酯）
OH-
R'CH(CO2CH2Ph)2
O COOC2H5 CH2Ph
_ OH
O
COOCH2Ph CH2Ph
H2/Pd
COOH
COOH PhCH2 O
COOH CH2Ph
O H
CCl3CH2O2CCH(CH2)3CONH NHCO2CH2CCl3
O Ac O CH3
NH O N H
H CH3O 2C
O A c O CH3
NH
N H
H CH3O 2C
O A c O CH3
CO2R H
H O
NH
NH O
H
H O
N NHHO
OHC
OH
士的宁
O
NH
HN
O
NH
HN CHO
阿吗灵的四环中间体
C H 2 O H
N H
N H 2
CHO
C H 2 O H
N H H O
O CHC6H5
O
O
O
CHOH
CH3O CH3O
CH3O
COOH
COOH
O 2 N
N H 2
( C H 3 C O ) 2 O / C H 3 C O O C 2 H 5
C H C C H 2 O H
O 2 N
O H H
H 2 ,P d (C a C O 3 ) H 2 N
N H C O C H 3 C HCC H 2 O H重 氮 化
（除R'=H)
R CO
(甲酯衍生物） R' C(COOCH2Ph)2 (乙酯衍生物—叔丁酯）
OH-
R'CH(CO2CH2Ph)2
O COOC2H5 CH2Ph
_ OH
O
COOCH2Ph CH2Ph
H2/Pd
COOH
COOH PhCH2 O
COOH CH2Ph
O H
CCl3CH2O2CCH(CH2)3CONH NHCO2CH2CCl3
O Ac O CH3
NH O N H
H CH3O 2C
O A c O CH3
NH
N H
H CH3O 2C
O A c O CH3
CO2R H
H O
NH
NH O
H
H O
N NHHO
OHC
OH
士的宁
O
NH
HN
O
NH
HN CHO
阿吗灵的四环中间体
C H 2 O H
N H
N H 2
CHO
C H 2 O H
N H H O
O CHC6H5
O
O
O
CHOH
CH3O CH3O
CH3O
COOH
COOH
11章 环合0513
第十一章 环合反应
内容提示 1 环合概述 2 六元碳环的环合（蒽醌、苯绕蒽酮） 3 形成含一个氧原子的杂环（香豆素） 4 形成含一个N原子的杂环（吡咯烷酮、吲哚、吡啶、喹啉） 5 形成含2个N原子的杂环（哌嗪、吡嗪、吡唑酮、咪唑、苯并
咪唑、嘧啶）
6 形成含一个N、一个S原子的杂环（噻唑、苯并噻唑） 7 嘌呤、三聚氰酰氯的制备
对苯二酚比较活泼，只要将它与苯酐在浓硫酸中、在硼酸的保护下于160℃反应，即 可同时完成C—酰化和脱水环合两步反应，而得到1，4——二羟基蒽醌。收率可达 75—90％。
明
德
厚
学
沉
毅
笃
行
第十一章 环合反应
3 苯乙烯法 苯乙烯先进行二聚反应得到1—甲基—3—苯基茚满，进一步氧化成邻苯甲酰苯基 甲酸，再脱水环合得到蒽醌。
明
德
厚
学
沉
毅
笃
行
第十一章 环合反应
明
德
厚
学
沉
毅
笃
行
第十一章 环合反应
三 规律 环合反应的类型很多，根据大量事实可以归纳出以下规律。 1 具有芳香性的六员碳环以及五员和六员杂环都比较稳定，而且也比较容易 形成。所以本章主要讨论形成上述环状结构的环合反应。 2 除了少数以双键加成方式形成环状结构的环合反应以外，大多数环合反应 在形成新状结构时，总是脱落某些简单的小分子，例如水、氨、醇、卤化氢 和氧气等。
明
德
厚
学
沉
毅
笃
行
第十一章 环合反应
( 2 ）乙烯法 由乙烯与氨在含氨的钯盐溶液及铜的氧化还原体系中，在100 一300 ℃ 、 3.0一10MPa 反应生成2 一甲基吡啶和4 一甲基吡啶，总选择性80 % （以乙烯计）。 3 吡啶酮衍生物的制备 6 一羟基一（1 一H ）吡啶一2 一酮（以下简称吡啶酮） 是重要的染料中间体。吡啶酮有三种互变异构体。
内容提示 1 环合概述 2 六元碳环的环合（蒽醌、苯绕蒽酮） 3 形成含一个氧原子的杂环（香豆素） 4 形成含一个N原子的杂环（吡咯烷酮、吲哚、吡啶、喹啉） 5 形成含2个N原子的杂环（哌嗪、吡嗪、吡唑酮、咪唑、苯并
咪唑、嘧啶）
6 形成含一个N、一个S原子的杂环（噻唑、苯并噻唑） 7 嘌呤、三聚氰酰氯的制备
对苯二酚比较活泼，只要将它与苯酐在浓硫酸中、在硼酸的保护下于160℃反应，即 可同时完成C—酰化和脱水环合两步反应，而得到1，4——二羟基蒽醌。收率可达 75—90％。
明
德
厚
学
沉
毅
笃
行
第十一章 环合反应
3 苯乙烯法 苯乙烯先进行二聚反应得到1—甲基—3—苯基茚满，进一步氧化成邻苯甲酰苯基 甲酸，再脱水环合得到蒽醌。
明
德
厚
学
沉
毅
笃
行
第十一章 环合反应
明
德
厚
学
沉
毅
笃
行
第十一章 环合反应
三 规律 环合反应的类型很多，根据大量事实可以归纳出以下规律。 1 具有芳香性的六员碳环以及五员和六员杂环都比较稳定，而且也比较容易 形成。所以本章主要讨论形成上述环状结构的环合反应。 2 除了少数以双键加成方式形成环状结构的环合反应以外，大多数环合反应 在形成新状结构时，总是脱落某些简单的小分子，例如水、氨、醇、卤化氢 和氧气等。
明
德
厚
学
沉
毅
笃
行
第十一章 环合反应
( 2 ）乙烯法 由乙烯与氨在含氨的钯盐溶液及铜的氧化还原体系中，在100 一300 ℃ 、 3.0一10MPa 反应生成2 一甲基吡啶和4 一甲基吡啶，总选择性80 % （以乙烯计）。 3 吡啶酮衍生物的制备 6 一羟基一（1 一H ）吡啶一2 一酮（以下简称吡啶酮） 是重要的染料中间体。吡啶酮有三种互变异构体。
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高分子载体催化剂：（三相催化剂）
7.1.2 相转移催化原理
水相 Na + CN - + Q + X 界面 有机相 R-CN + Q + X -
Na + X - + Q + CN R-X + Q + CN -
7.2 微波辐射有机合成
绝大多数有机反应都是在常规的加热装置（油浴、 砂浴和加热套）中进行的。采用这类加热方式时反应一 般进行得很慢，在样品中温度也不均匀，此外，局部过 热经常会导致产物、底物和试剂的分解。微波以其加热 迅速、受热体系均匀、便于控制、产品质量高在有机合 成中已成为一种加速有机合成的经典技术。微波ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学反 应是直接作用于介质分子，对反应速度和产物的选择性 有极大的提高，反应转化率高且产物质量高。微波加热 是一个内部加热过程，是直接加热。因此，它将是取代 目前许多既耗能、又费时，造成环境污染等传统方法的 一项新技术。从绿色化学的原理出发，应尽可能少地使 用能源，而微波加热技术从热效率和经济效益上考虑正 符合这一要求。
7.5 组合合成法
平行、系统、反复地共价连接不同结构的 “构建单元”，迅速得到大量化合物，以 进行高通量筛选的一种策略与方法。
A1
B1
A2
B2
A+B
AB A3
B3
A1~nB1~n
A4
B4
An
Bn
微波技术在无机化学中的应用起始于七十年代 末期，但在有机化学中的应用却是在八十年代中期。 1986年Gedgy首次实现了微波技术在有机合成上的 应用，从此之后，特别是在九十年代中期以后，该 项技术受到有机化学家的极大关注。近年来，微波 技术在有机合成中的应用已经发展成为一门非常引 人注目的新学科—MORE化学（Microwave Induced Organic Reaction Enhancment Chemistry）。作为一 种绿色合成技术，MORE化学越来越受到有机合成 化学家的重视。
7.3 无溶剂反应 （干反应）
1、在负载混合物如三氧化二铝、硅胶等为 介质，只需把负载混合物置于适当温度下， 间或振动即可。
2、把作用物在玛瑙研钵中研磨或在反应瓶 中加热即可。
7.4 声化学反应
超声波能使化学反应加速，主要是它的“空 穴效应”，即肉眼难以观察到的小气泡或空 穴。声化学研究的主要对象是多相反应，特 别是有机金属反应。
第七章 近代有机合成方法
7.1 相转移催化反应
7.1.1 相转移催化剂 1、定义： 能够使一些离子或分子从一相转移到另一相
2、分类
鎓盐：季铵盐、季磷盐、季砷盐和叔硫盐
聚醚类：冠醚、穴醚、开链聚醚
如：15-冠5、18-冠-6等 开链醚有聚乙二醇类、聚氧乙烯脂肪醇类、 聚氧乙烯烷基酚类。常用的有聚乙二醇400、 600、1000、4000等
7.1.2 相转移催化原理
水相 Na + CN - + Q + X 界面 有机相 R-CN + Q + X -
Na + X - + Q + CN R-X + Q + CN -
7.2 微波辐射有机合成
绝大多数有机反应都是在常规的加热装置（油浴、 砂浴和加热套）中进行的。采用这类加热方式时反应一 般进行得很慢，在样品中温度也不均匀，此外，局部过 热经常会导致产物、底物和试剂的分解。微波以其加热 迅速、受热体系均匀、便于控制、产品质量高在有机合 成中已成为一种加速有机合成的经典技术。微波ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学反 应是直接作用于介质分子，对反应速度和产物的选择性 有极大的提高，反应转化率高且产物质量高。微波加热 是一个内部加热过程，是直接加热。因此，它将是取代 目前许多既耗能、又费时，造成环境污染等传统方法的 一项新技术。从绿色化学的原理出发，应尽可能少地使 用能源，而微波加热技术从热效率和经济效益上考虑正 符合这一要求。
7.5 组合合成法
平行、系统、反复地共价连接不同结构的 “构建单元”，迅速得到大量化合物，以 进行高通量筛选的一种策略与方法。
A1
B1
A2
B2
A+B
AB A3
B3
A1~nB1~n
A4
B4
An
Bn
微波技术在无机化学中的应用起始于七十年代 末期，但在有机化学中的应用却是在八十年代中期。 1986年Gedgy首次实现了微波技术在有机合成上的 应用，从此之后，特别是在九十年代中期以后，该 项技术受到有机化学家的极大关注。近年来，微波 技术在有机合成中的应用已经发展成为一门非常引 人注目的新学科—MORE化学（Microwave Induced Organic Reaction Enhancment Chemistry）。作为一 种绿色合成技术，MORE化学越来越受到有机合成 化学家的重视。
7.3 无溶剂反应 （干反应）
1、在负载混合物如三氧化二铝、硅胶等为 介质，只需把负载混合物置于适当温度下， 间或振动即可。
2、把作用物在玛瑙研钵中研磨或在反应瓶 中加热即可。
7.4 声化学反应
超声波能使化学反应加速，主要是它的“空 穴效应”，即肉眼难以观察到的小气泡或空 穴。声化学研究的主要对象是多相反应，特 别是有机金属反应。
第七章 近代有机合成方法
7.1 相转移催化反应
7.1.1 相转移催化剂 1、定义： 能够使一些离子或分子从一相转移到另一相
2、分类
鎓盐：季铵盐、季磷盐、季砷盐和叔硫盐
聚醚类：冠醚、穴醚、开链聚醚
如：15-冠5、18-冠-6等 开链醚有聚乙二醇类、聚氧乙烯脂肪醇类、 聚氧乙烯烷基酚类。常用的有聚乙二醇400、 600、1000、4000等