第五章 有机合成试剂
现代有机合成试剂
现代有机合成试剂现代有机合成试剂是指用于有机合成反应中的化学试剂，它们能够促进反应、加速反应速率、提高产率和选择性。
现代有机合成试剂是有机化学领域中不可或缺的一部分，为有机合成化学提供了广泛的选择和灵活性。
一、常见的现代有机合成试剂1. Lewis 酸催化剂：Lewis 酸催化剂可以促进许多重要的有机反应，如 Friedel-Crafts 反应、Michael 反应、Diels-Alder 反应等。
常用的Lewis 酸催化剂包括 AlCl3、BF3·Et2O、TiCl4 等。
2. 催化氧化剂：催化氧化剂可以加速氧气或其他氧源与底物之间的反应，例如 Baeyer-Villiger 氧化反应和 epoxidation 反应等。
常用的催化氧化剂包括 mCPBA、TPAP 等。
3. 还原剂：还原剂可以将底物还原为较低价态，并在许多重要的有机反应中起到关键作用。
常用的还原剂包括 LiAlH4、NaBH4 等。
4. 氮杂环类试剂：这些试剂可以用于许多重要的有机反应，例如Mannich 反应、Strecker 反应、Gabriel 合成等。
常用的氮杂环类试剂包括 pyridine、imidazole 等。
5. 脱水剂：脱水剂可以将底物中的水分去除，以促进反应。
常用的脱水剂包括 P2O5、SOCl2 等。
二、现代有机合成试剂的应用1. Friedel-Crafts 反应：该反应是一种重要的芳香族化学反应，可用于合成苯乙酮和其他芳香族化合物。
Lewis 酸催化剂 AlCl3 是这种反应中最常见的催化剂。
2. Diels-Alder 反应：该反应是一种经典的环加成反应，可用于合成多种有机化合物，如环烷烃和芳香族化合物。
Lewis 酸催化剂 TiCl4 是这种反应中最常见的催化剂。
3. Mannich 反应：该反应是一种重要的羰基化合物加成反应，可用于合成许多含氮杂环类分子。
氮杂环类试剂如 pyridine 和 imidazole 常被用作本反应中配体或碱性试剂。
第五章 有机合成试剂
Ph Ph O B MgBr
+
OH TM1
OEt
B
COOEt
+
逆合成分析 （Retrosynthetic Analysis） ）
实例分析1 实例分析1：
O Ph Ph A2 O MgBr
+ +
MgX
Ph Ph A1
Ph B
O MgBr
+
OH TM1
H+/H2O
COCH3
Ph Ph
COOH H
2CH3Li
H+/H2O
Ph Ph
COCH3 H
与羧酸酯反应
Ph CHCH2COOMe CHCH2COOMe CHCH2CPh
+ 4PhLi
CH
OH
CH2 C(Ph)2 OH
与三级酰胺反应
OCH3 Li O Me Ph OCH3 CHO OCH3
+
HC N
(2) H2O
合成
2Br
O
CH3CCH2CH
O
CH3CCH2CH2Br
OH OH H+
O O CH3CCH2CH2Br
Ph3P
nC4H9Li
O O Ph3P=CHCH2CCH3
O
O
CH3CCH2CH
O O CHCH2CCH3
H3 +O
5.5 有机硼试剂
5.5.1 硼氢化反应
NC(CH2)10COC4H9-n
NCC4H9CO(CH2)4COMe
3、与环氧化合物反应 、
OH O OH OH Me OH
Me2CuLi
第五章 有机合成试剂(5)
卤代烃
卤代烷的反应活性： RI＞RBr＞RCl 第五章 有机合成试剂
8
1．常用的F-C酰（烃）基化反应试剂有那些？请举例说明。 2．有机合成反应选择性包括几个方面？请举例说明。 3．用酸或碱都可以催化醛、酮的羟醛缩合反应，写出酸、碱催
化机理，并说明酸、碱的作用。
4．什么是Mannich反应？写出反应机理并举例说明该反应在有 机合成中的应用。
本章讨论重点在金属有机和元素有机试剂的制备方法和
典型反应
I及IIA族金属有机物：, RNa, RLi, RMgX 有机金属化合物 IIB族金属有机物： Me2Cd 有机过渡金属化合物： R2CuLi
I 及 IIA 族有机金属化合物 有机锂、钠及镁衍生物已广泛用于合成。从结构上看，这类化合 物因分子中存在C-金属键而十分活泼。其中，碳原子上带有高度
Li OMe
(主)
21
5.2.2 有机锂化合物的特征反应
C
δ
-
Li
δ
+
与羰基化合物发生加成。 烃基锂的主要反应 与卤代烃发生偶连反应；
1. 有机锂化合物和羰基化合物的反应 与Grignard试剂相比，有机锂化合物的亲核性更大，反应不 易受试剂及底物空间效应影响。
第五章 有机合成试剂
22
★ 与饱和醛酮的反应
C CO2CH3
例2:
MgBr + CH2 CH2 O dry Et2O CH2CH2OMgBr H2O
CH2CH2OH
CH3CH2CH CH2 O
1) CH3MgBr CH3CH2CH CH2CH3 2) H2O OH
第五章 有机合成试剂
格氏试剂总是进攻含取代基最少的碳原子。
19
有机合成7汇总
Li[(CH3)3C]2CuP(C4H9)3
5.3.2 有机铜试剂的反应
1 与α,β-不饱和酮得共轭加成反应 2 与酰卤的作用 3 与环氧化合物反应 4 与卤代烃反应 5 有机铜试剂的偶联反应
5.4 膦叶立德
5.1.1 膦叶立德的结构和制备
1. 膦叶立德的结构
✓膦叶立德是碳负离子的内鏻盐，结构为 R3P+ C-R1R2
NaOH/MeOH
N
H
CH2CN
N Ac CH2CH2NH2
N H
2.酰化反应
✓膦叶立德与酰卤或其类似物在苯溶液中作用，是制备酰基 叶立德的实用方法。
✓酰基叶立德是有机合成的重要中间体，对它加热水解或用 锌-乙酸还原裂解可制得酮，高温裂解可得到炔;
Ph3P
CHR
R'COCl
Ph3P O
CHR
Cl- Ph3P
RMgX +R'H
5.1.2 格式试剂的反应
1.格氏试剂与羰基化合物的加成反应 2.格氏试剂与环氧化合物的反应 3.格氏试剂与卤代烃的偶联反应
5.2 有机锂试剂
✓ 与格式试剂有很多相似之处，凡是格氏试剂参加的反应， 有机锂试剂都能参加反应。
✓有机锂试剂比格式试剂反应活性大。
5.2.1 有机锂化合物的制备
5.3 有机铜试剂
✓ 包括有机铜化合物及锂的有机铜化合物（即有机铜锂试 剂）两大类
✓有机铜锂试剂一般式R2CuLi。它比有机铜试剂（I）更稳 定，且更活泼。
✓有机铜锂试剂是双金属络合物，具有溶解性好，活性高， 选择性好等特点，故在有机合成上有重要作用。
5.3.1 有机铜试剂的制备
✓有机锂化合物与CuI在乙醚中反应可制得有机铜（I）试剂。
常用的有机合成试剂和溶剂
常用的有机合成试剂和溶剂有机合成试剂和溶剂在有机化学合成中起着至关重要的作用，它们可以促进反应的进行，提高反应的效率。
本文将介绍一些常用的有机合成试剂和溶剂，帮助读者更好地理解其用途和特点。
一、有机合成试剂1. 有机溴化物：有机溴化物是一类常用的有机合成试剂，具有良好的亲电性。
它们可用于亲核取代反应、偶联反应和芳香化合物的合成等。
常用的有机溴化物有溴乙烷、溴苯等。
2. 有机酸：有机酸是有机合成中常用的酸性试剂，广泛应用于酯化反应、酰化反应、酮醇互变反应等。
常见的有机酸有乙酸、苯甲酸等。
3. 有机碱：有机碱是有机合成中的碱性试剂，可用于缩合反应、脱羧反应和亲核加成反应等。
常用的有机碱有三乙胺、吡啶等。
4. 金属试剂：金属试剂通常用于还原反应、氧化反应和羧酸的活化等。
常见的金属试剂有锂铝烷、格氏试剂等。
5. 有机过氧化物：有机过氧化物是有机合成中的氧化剂，可用于氧化反应和环加成反应等。
常见的有机过氧化物有过氧化苯乙酮、过氧化苯甲酰等。
二、有机合成溶剂1. 稀有溶剂：稀有溶剂是一类常用的有机合成溶剂，具有较高的溶解度和较低的挥发性。
常见的稀有溶剂有二甲基亚砜（DMSO）、二甲基甲酰胺（DMF）等。
2. 氨基化合物：氨基化合物是常用的有机合成溶剂，其能够通过氨基与底物发生氢键相互作用，提高反应速率和选择性。
常见的氨基化合物有三氟乙酸胺、三乙胺等。
3. 极性溶剂：极性溶剂可以提供较高的溶解度，促进反应物之间的相互作用。
常见的极性溶剂有乙腈、二甲基亚硫酰胺（DMSA）等。
4. 芳香烃：芳香烃是常用的无极性溶剂，适用于一些需要无极性条件下进行的反应。
常见的芳香烃有苯、甲苯等。
5. 水：水是一种常用的溶剂，特别适用于水溶性化合物的合成反应。
此外，水在某些酸碱催化反应中也具有重要作用。
总结：本文介绍了一些常用的有机合成试剂和溶剂，涉及了有机溴化物、有机酸、有机碱、金属试剂、有机过氧化物以及稀有溶剂、氨基化合物、极性溶剂、芳香烃和水等。
有机合成第五章
例
3．羰基化反应
合成叔醇
（2）合成酮
PART 1
六．与炔化物反应
七．与炔基锂反应
八．偶联反应
RX:乙烯卤，芳卤，烯丙卤，苄卤
01
第五节 有机硅试剂
01
添加标题
02
添加标题
03
添加标题
04
添加标题
05
添加标题
（a) 稳定α-碳负离子：
硅原子与磷、硫原子相似，具有3d空轨道，可以与相邻的α-碳负离子形成d-p共轭，使α-碳负离子稳定，可以发生多种反应：烃化、酰化、酯化、缩合反应。
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< O >
单击此处添加小标题
空气
单击此处添加小标题
Ph2CuLi Ph-Ph
单击此处添加小标题
O2
单击此处添加小标题
78℃
单击此处添加小标题
第四节 膦叶立德
”
d –p 共轭分散α-C上的负电荷，使分子趋于稳定。
添加标题
01
Ylide
添加标题
酰基磷叶立德的反应
烃化反应
PART 1
3、偶联反应
202X
具有氢的磷叶立德与氧作用可发生偶联反应，可以合成对称烯烃和环烯烃
第五节 有机硼试剂
A
B : 2s22p1
1.极性：
B
形成C－O，C－X，C－N，C－C键等
2.烃基负离子源泉
自由基源泉
一．有机硼试剂的制备
烃基硼烷的制备
反应速度：（1）>（2）>（3）
Huang， Y. Z.; Shi, L. L,et. al JOC,1987, 52,3558.
有机合成中的重要试剂与反应条件
有机合成中的重要试剂与反应条件有机合成是一门重要的化学分支，其通过合成有机化合物来满足人类对各种物质的需求。
在有机合成中，选择合适的试剂和反应条件对于成功的合成过程至关重要。
本文将介绍有机合成中的几种重要试剂和常用的反应条件。
一、醇和酚醇和酚是有机合成中常见的试剂，它们通常用于醇醚的合成。
常见的醇包括甲醇、乙醇、异丙醇等，而酚则包括苯酚、萘酚、酚醛等。
它们可用于醇醚的合成反应中，例如醇和酚之间的缩合反应，通过酸催化或碱催化可以得到醚化合物。
二、醛和酮醛和酮是另一类常用的有机合成试剂，在合成过程中起着重要作用。
醛和酮的分子结构中含有羰基，其常见的代表物包括甲醛、乙酮、丙酮等。
醛和酮可以通过氧化反应得到，也可以通过还原反应还原成相应的醇。
此外，醛和酮还可作为亲电试剂和亲核试剂参与酰基和羰基化合物的加成反应。
三、卤代烃卤代烃是有机合成中广泛使用的试剂之一，它们常用于取代反应和亲电进攻反应。
卤代烃可以通过烷基卤化反应合成，常见的有氯代烃、溴代烃、碘代烃等。
在有机合成中，卤代烃的选择和反应条件的调节对于产品的选择性和产率起着重要的影响。
四、腈腈是一类重要的无机合成试剂，也被广泛用于有机合成中。
腈的分子结构中由碳氮三键构成，常见的腈包括氢氰酸腈、乙腈等。
腈可通过碳氰化合物和亲电试剂的反应得到，也可通过羰基化合物的氰化反应合成。
五、反应条件在有机合成中，合适的反应条件是实现特定反应的关键。
常用的反应条件包括温度、催化剂、溶剂等。
温度的选择对于反应速度和产物选择性有很大影响，通常需要根据具体反应的需要进行调节。
催化剂的选择能够增加反应速率，提高产率和选择性。
常用的催化剂包括酶、过渡金属催化剂等。
溶剂的选择既要考虑反应物的溶解性，也要考虑反应的速率和选择性。
综上所述，有机合成中的重要试剂和反应条件多种多样，根据具体的合成需求选择合适的试剂和适当的反应条件是取得成功的关键。
熟悉常见的有机合成试剂和反应条件，并合理的应用于实验中，将有助于提高有机合成的效率和产物的质量。
第五章 (有机合成)相转移催化剂的应用
2、相转移催化机理
C8H17Cl
有机相
NaCN
水相
C8H17CN
有机相
+ -
NaCl
水相
+
水相 界面 有机相
季铵盐 亲核试剂 相转移 + - + Q X
Q X + NaCN
+ -
+
- 负离子交换
Na X + Q CN
-
离子对 相转移 + -
R CN
目的产物
R X + Q CN
有机反应物
PTC：相转移催化剂，具有“搬运”离子的作用，“搬运 工”。 问题：若反应需在水相中进行呢？ “逆相相转移催化剂”！
2、腈的制备
RX + KCN NaCN
PTC
RCN + KX NaX
不同RX的反应速度：1°RX ＞ 2°RX
PTC：鎓盐、冠醚（18C6、15C5）
由氰乙酸甲酯合成丙戊酸类抗癫痫药中间体时形成的碳 — 碳键，也可用固液相相转移催化合成反应；收率可达 96%。
蒽酮用卤代烃进行 C — 烷基化时，也可不同程度的产 生O—烷基化反应。例如蒽酮在30%氢氧化钠水溶液中， 以二氯甲烷为溶剂和氯化三乙基苄铵作相转移催化剂， 用不同的卤代烃，收率和产物各不相同。
而且试剂昂贵；而相转移催化方法可使这类反应在浓氢氧化 钠溶液和有机溶剂两相体系中，于较温和条件下进行，可有 较好的选择性和较高的收率。
（2）RF 的制备
RCH2 X + KF
X：Cl、Br
n-C16H33 P(n-Bu)3Br or 18C6
18C6 CH3CN
+
-
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(CH3)3CC CH
H
(CH3)3CC CLi
+ n-C4H9Li
TMEDA THF
Li
92%
THF
N
+ PhLi C H H2
N
CH2Li
+ PhH
C H H
+ PhLi
THF
C H Li
+ PhH
5.2.2 有机锂化合物的特征反应
◆ R-Li试剂常以聚集体形式存在，有明显的碳-锂共价键特征。
① 干醚
◆在催化量的铜盐存在下，Grignard试剂与α，β-不饱和 酮或酯反应，以良好的收率生成1，4-加成产物。
COOCH3
O
MgCl CuCl, (CH3)2S
CH3MgI Cu2I2 乙醚，
O
COOCH3
◆ Grignard试剂与羧酸衍生物-酯作用生成醇---两次加成。
O CH3(CH2)3MgBr + H C OC2H5
O
RCH2CH2CH2OMgX
RCH2CH2CH2OH
伯醇
③ Grignard试剂与卤代烃的偶联反应 ◆ Grignard试剂与卤代烃偶联是合成烃的重要方法， 也是增长碳链的方法。
Grignard试剂与饱和一卤代烃作用制得的烃产率较
低，但与烯丙基卤化物偶联在室温下即可得到较高产 率的末端烯烃。
CH2=CHCH2MgBr + CH2=CHCH2Br CH2=CHCH2CH2CH=CH2 73%
◆当R为烷基、卤代活泼芳烃时，用无水乙醚作溶剂。
RX + Mg 无水 Et2O
或四氢呋喃
Br BrMg Cl + Mg
Et2O
RMgX
Cl
◆ 当R为CH2=CH-,CH2=CH-CH2-和卤代不活泼芳烃时，不用 无水乙醚作溶剂而是用四氢呋喃作溶剂，因为：
HC CH + CH2=CH2
无水Et2O
歧化反应
HCHO OMgBr OH
H3 O+ H3 O+
+ +
CH3CHO (C6H5)2C=O
Et2O Et2O
(CH3)2CHCHCH3 (C6H5)3COMgBr
(CH3)2CHCHCH3 (C6H5)3COH
◆ Grignard试剂与α，β-不饱和醛作用主要生成1，2加成产物。
OH C2H5MgBr
些新反应和新方法，在合成化学中占有重要地位。
◆有机合成试剂包含范围广，内容丰富，本章只介绍镁、锂、 铜、硼、磷、硅等几种元素的原子和碳原子直接相连所形
成的有机化合物及其应用。
5.1 有机镁试剂
◆有机镁化合物是金属有机化合物中最重要的一类
化合物， Grignard试剂是最重要的有机合成试剂
之一。
◆在Grignard试剂分子中，镁原子以共价键同碳原
◆有机锂试剂广泛应用于有机合成，多用作碱和亲核 试剂。有机锂试剂通常写为R-Li。
◆有机锂试剂能和大多数亲电试剂反应：进行夺氢反
应还是对亲电试剂亲核进攻取决于有机锂试剂本身、
亲电试剂及反应条件。
◆有机锂试剂反应活性比Grignard试剂大，一般来说 凡是Grignard试剂参加的反应， R-Li也能反应。 ◆由于有机锂试剂非常容易作为碱参与反应，所以在 有机合成中的应用受到限制。
OMe O H OH H
OH
（2）有机锂化合物和CO2、羧酸的反应-酮的形成
RLi + O C O O Li R C O 稳定的羧基阴离子
RLi
O Li R2C O Li
H /H2O
R2C=O + 2LiOH
与Grignard试剂产物羧酸不同！
R'Li
R'Li+ RC
O OH
-R'H
RC
O Li O
① Grignard试剂与羰基化合物的加成反应
◆在合成上，Grignard试剂主要用于同羰基化合物反应以制 备醇。Grignard试剂同醛或酮的反应称为格氏反应。 加成水解结果：甲醛得伯醇，其他醛得仲醇，酮得叔醇。
MgCl
Et2O
CH2OMgCl
H3 O+
CH2OH
+
(CH3)2CHMgBr C6H5MgBr
◆有机锂化合物与羰基化合物反应时，与Grignard试剂 相比，不易受到空间位阻影响。
O Me2CHMgBr + (Me2CH)2C=O
无水Et2O
(Me2CH)2CHOH + Me2CHCCHMe2
还原产物
65%
烯醇化产物
35%
Et
(Me2CH)3C OH
C2H5Li
OH
83%
O
OH
C2H5MgX
N MgX
ROH
ROMgX
◆关于Grignard试剂的结构，一直有许多争论。 目前认为在乙醚溶液中，可能以几种组分的某 种平衡体系而存在。
OEt2 Mg OEt2 X OEt2
RX + Mg
Et2O
R R Mg
OEt2
X
R Mg R
OEt2 + OEt2
X Mg X
OEt2 OEt2
5.1.2 Grignard试剂的反应
◆同样由于位阻原因，有机锂化合物与α，β-不饱和酮的 加成1，2-加成为主，而Grignard试剂则是1，4-加成产 物为主：
PhMgX 1,4-
Ph2CHCH2COPh
PhCH=CHCOPh
PhLi 1,2-
PhCH=CHCPh2 OH
OMe O H OH H CHO
① n-C5H11Li ② H2O
第五章 有机合成试剂
1.有机镁试剂
6.有机硅试剂
2.有机锂试剂
有机合成试剂
5.有机硼试剂 3.有机铜试剂
4.膦叶立德
◆有机合成试剂包括元素有机试剂、金属有机试剂、过渡金
属有机试剂以及稀土金属有机试剂等。
◆这些试剂具有许多特殊的反应性能，对它们的研究、开发 和利用是现代有机合成的一个重要特征。通过这些试剂的 理论和应用研究，改变了传统的有机合成面貌，促进了有 机合成化学理论和实践的发展，开辟了现代合成化学的一
Et2O
H3O+
+
CH3CH=CHCHO
CH3CH=CHCHC2H5
◆ α，β-不饱和酮的结构不同可能生成1，2-加成和1，4加成的混合物，也可能主要生成1，4-加成产物。
O ① 干醚 C2H5MgBr + CH3CH2=CH CCH3
②H3O
CH3CHCH2 C2H5
C2H5 O C CH3 + CH3CH=CH C CH3 OH 1,2 - 加成 41%
无水四氢呋喃
◆用四氢呋喃作溶剂可避免歧化反应和偶联反应的 发生，因为四氢呋喃可与生成的Grignard试剂结
合使得过渡状态的生成受到抑制：
CH2=CH-MgBr H R X H S CH2=CH-MgBr S 溶剂与格氏试剂结合
C
C
过渡状态
② 用金属化法制Grignard试剂
◆当采用链状单取代末端炔烃或含有活泼氢的其他化合物时， 用金属化法制备Grignard试剂。
◆有机锂化合物中Cδ–---Liδ+，碳上具有部分负电荷，作为
亲核试剂与Grignard试剂类似，可以与极性双键、卤代烃及 活泼金属化合物进行反应。 ◆许多有机锂试剂参与的反应在乙醚溶液中进行。为避免碱性 的R-Li试剂夺取溶剂乙醚中的氢，反应通常在低温（-78C）
下进行。
（1）有机锂化合物与羰基化合物反应-醇的形成
5.2.1 有机锂化合物的制备
（1）卤代烷与金属锂反应
C4H9Cl + 2Li
无水乙醚或己烷 N2
C4H9Li + LiCl
Br + 2Li
无水乙醚 , N2
Li + LiBr
CH3Br + 2Li
干冰, N2, Et2O
CH3Li + LiBr
（2）卤化物和正丁基锂交换反应 芳基卤、乙烯基卤化物与金属锂反应较难，通常采用 卤化物交换法来制备相应的有机锂化合物，产率很好。
由于锂是电正性很高的金属，因此，有机锂试剂可同 某些电正性较低的金属卤化物在无水惰性溶剂里反应，以 制备该金属的有机金属化合物。
4RLi + SnCl4
OH
H3O
CH3
C
C6H5
C6H5 75%
OC2H5 3C2H5MgBr + C O C 2H 5 OC2H5
OC2H5 3C2H5MgBr
C2 H5 C C2H5
H3O
(C2H5)3C
OH
OMgBr
C2H5 C2H5 C C 2H5
H3O
88%
(C2H5)3C OH
+ C O
OC2H5
OMgBr
88%
Et2O
OMgBr HCOC2H5 (CH2)3CH3
- Mg(Br)OC2H5
O OH ①CH3(CH2)3MgBr CH3(CH2)3CH(CH2)3CH3 H C (CH2)3CH3 ②H3O 85%
O 2C6H5MgBr + CH3C OC2H5
乙醚
OMgBr CH3 C C6H5 C6H5
子相连。由于成键电子对移向电负性较大的碳原
子，所以Grignard试剂中的烃基是一种高活性的 亲核试剂，能发生加成、偶合和取代等反应。
◆由于Grignard试剂在合成中的重要作用，发明者
格利雅（Grignard）获得1912年诺贝尔化学奖。