药物合成反应第四章缩合反应
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药物合成 第四章 第二节
O R' R
R—CH=C—R'
O O
R—CH2—C R' R
O
+
O
R—CH—C—R'
O
快
R—CH2C—CH—C—R'
O O
H2O
R—CH2—C—CH—C—R'
OH H
Br -H2O
R-CH2-C=C-C-R'
R'
R
（1）自身缩合 （一般用碱性催化剂）
NaOH 2CH3CH2CH2CHO 25 0C NaOH 800 C
反应机理：oBiblioteka OLDAo
O
O
O
H3O
HO
O
指环酮与α ，β -不饱和的共轭加成产物发生的分子内缩合反 应，可以在原来环结构的基础上再引进一个环，该法称为 Robinson环化法。 影响因素： 加成反应生成中间体是一个新的碳原子，可导致许多副产物 的发生，在反应时，为了减少由于α ，β -不饱和羰基化合物 反应活性较大带来的副反应，常用其前体代替，如4-三甲胺 基-2-丁酮作为2-丁烯酮的前体；亦可用烯胺代替碳负离子， 使环化反应有利于在取代基较少的碳负离子上进行。
• 应用特点:
• Robinson环化法经常被用来合成稠环化合物，如甾体，萜
类等。
O
O
O
O CH3
+ CH3
base
Aldol缩合
CH3 OH O
O
-H2O CH3
CH3
（3）分子内的醛醇缩合和Robinson环化反应
反应通式：具有α -活性氢的二羰基化合物在催化量碱的作用下，
发生分子内的醛醇缩合反应，生成五元，六元环状化合物， 因此该法常用于成环反应。
R—CH=C—R'
O O
R—CH2—C R' R
O
+
O
R—CH—C—R'
O
快
R—CH2C—CH—C—R'
O O
H2O
R—CH2—C—CH—C—R'
OH H
Br -H2O
R-CH2-C=C-C-R'
R'
R
（1）自身缩合 （一般用碱性催化剂）
NaOH 2CH3CH2CH2CHO 25 0C NaOH 800 C
反应机理：oBiblioteka OLDAo
O
O
O
H3O
HO
O
指环酮与α ，β -不饱和的共轭加成产物发生的分子内缩合反 应，可以在原来环结构的基础上再引进一个环，该法称为 Robinson环化法。 影响因素： 加成反应生成中间体是一个新的碳原子，可导致许多副产物 的发生，在反应时，为了减少由于α ，β -不饱和羰基化合物 反应活性较大带来的副反应，常用其前体代替，如4-三甲胺 基-2-丁酮作为2-丁烯酮的前体；亦可用烯胺代替碳负离子， 使环化反应有利于在取代基较少的碳负离子上进行。
• 应用特点:
• Robinson环化法经常被用来合成稠环化合物，如甾体，萜
类等。
O
O
O
O CH3
+ CH3
base
Aldol缩合
CH3 OH O
O
-H2O CH3
CH3
（3）分子内的醛醇缩合和Robinson环化反应
反应通式：具有α -活性氢的二羰基化合物在催化量碱的作用下，
发生分子内的醛醇缩合反应，生成五元，六元环状化合物， 因此该法常用于成环反应。
缩合反应
6 缩合反应缩合反应一般指两个或多个有机化合物分子形成较大的分子的反应，此外缩合反应也可以发生在分子内。
缩合过程常伴有小分子消除。
通过缩合反应可以形成碳碳键、碳杂键，进而达到增碳、引入官能团以及成环等目的，在药物合成中占有重要地位。
本章内容主要为含活泼氢化合物(醛、酮和酯)之间的缩合反应。
6.1alpha-羟烷化、alpha-卤烷化和alpha-氨(胺)烷化反应指在底物分子的某位置引入alpha-羟烷基、alpha-卤烷基和alpha-氨烷基的反应。
alpha是指羟基(卤素和氨(胺)基)直接与引入的烷基的碳相连。
6.1.1alpha-羟烷化(1)羰基alpha碳的alpha-羟烷化(羟醛缩合)具活泼氢的醛(酮)在碱(或酸)的催化下，自身或交叉缩合，生成beta-羟基醛或酮的反应。
最初是因为烯醇负离子对一个醛(aldehyde)加成得到醇(alcohol)而得名(aldol)。
反应机理为烯醇(负离子)对羰基的亲核加成。
①具活泼氢的醛或酮的自身缩合反应可以是碱催化的。
根据反应条件的不同，生成的beta-羟基醛或酮可以发生消除而生成烯，如丁醛的羟醛缩合反应。
也可以用酸催化，比如硫酸、盐酸以及离子交换树脂等。
碱能催化的原因在于碱可以夺取底物的质子，使其形成烯醇负离子；酸能催化的原因在于酸既能质子化羰基，使之更容易被亲核试剂进攻，也能帮助烯醇式的形成，又能催化脱水。
对称酮缩合产物单一。
对于不对称酮，不论碱催化或酸催化，反应主要发生在含氢较多的alpha碳原子上，得到beta羟基酮或其脱水物。
②芳醛与具活泼氢的醛或酮的缩合芳醛与具活泼氢的醛或酮的缩合可生成b羟基芳丙醛(酮)，并进一步消除生成更稳定的芳丙烯醛(酮)，即Claisen-Schmidt反应。
消除产物以反式构型为主，如苯甲醛与苯乙酮的缩合。
这与过渡态的稳定性有关(反式共平面消除)。
芳醛与两个alpha位都含活泼氢的酮反应时，酸催化倾向于在含氢较少的位置缩合，碱催化与此相反。
药物合成反应(第三版_闻韧)第四章 缩合反应总结
R
CH C OH
R'
R
-H
R' R R CH2 C OH
O R'
Hale Waihona Puke CH C- H2O
R'
O C C CR'
CH2R R
Organic Reactions for Drug Synthesis
1）自身缩合 （一般用碱性催化剂）
NaOH 25℃ 2CH3CH2CH2CHO NaOH 80℃ CH3CH2CH2CH OH CH3CH2CH2CH CH CHO CH2CH3 C CHO
试解释上述反应中为什么使用镁？
Organic Reactions for Drug Synthesis
1)
-卤代酸酯的活性顺序为：
R1 R1
ICH2COOC2H5>BrCH2COOC2H5 >ClCH2COOC2H5
X CCOOC2H5 > X CHCOOC H > X CH2COOC2H5 2 5 R2
2) 无水操作:Et2O、THF等。Zn需活化(用20%HCl 处理)
Organic Reactions for Drug Synthesis
Reformatsky反应的应用：
•合成-羟基羧酸酯 •合成-羟基羧酸
•醛、酮增长碳链的方法之一
Organic Reactions for Drug Synthesis
C O Y
Nu
C O Nu
+ Y
Organic Reactions for Drug Synthesis
羰基化合物的结构与反应特征
羰基化合物的结构特征之二： ——羰基C=O的吸电子作用使得a-H具有明显 的酸性，在碱性条件下可以离解，生成烯醇 负离子，从而成为亲核试剂，进攻羰基碳或 卤代烃，发生亲核加成反应、亲核取代反应。
药物合成反应
四.缩合反应定义：两个及两个以上有机化合物通过反应形成一个新的较大分子或同一分子内部发生分子内的反应形成新分子的反应称为缩合反应。
Aldol：定义：在稀酸或稀碱催化下(通常为稀碱)，一分子醛(或酮)的 氢原子加到另一分子醛(或酮)的羰基氧原子上，其余部分加到羰基碳上，生成 -羟基醛(或酮)，这个增长碳链的反应称为α-羟烷基化反应。
但该类化合物不稳定，易消除脱水生成α，β-不饱和醛酮，又称Aldol缩合反应。
Aldol特点：酮：活性小于醛，反应速度慢。
1. 对称酮产物较单纯。
2. 不对称酮的自身缩合，在碱性或酸性催化下，反应都发生在取代较少的羰基碳原子上。
羟醛缩合催化剂碱：弱碱（如Na3PO4、NaOAc、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3），强碱（如NaOH、KOH、NaOEt、NaH、NaNH2）酸：盐酸、硫酸、对甲苯磺酸、三氟化硼以及阳离子交换树脂等Cannizzaro反应（歧化反应）定义：凡α位碳原子上无活泼氢的醛类和浓NaOH或KOH水或醇溶液作用时，不发生醇醛缩合或树脂化作用而起歧化反应生成与醛相当的酸(成盐)及醇的混合物。
此反应的特征是醛自身同时发生氧化及还原作用，一分子被氧化成酸的盐，另一分子被还原成醇。
甲醛的羟甲基化反应和交叉Cannizzaro反应能同时发生，是制备多羟基化合物的有效方法。
定向醇醛(酮)缩合方法：A.烯醇盐法：醛或酮与具位阻的碱如LDA(二异丙胺锂)作用，形成烯醇盐再与另一分子醛或酮作用，B.烯醇硅醚法：醛、酮转变成烯醇硅醚，在TiCl4催化下与另一分子醛、酮分子作用。
C. 醛、酮与胺形成亚胺，与LDA形成亚胺锂盐，再与另一分子醛、酮作用。
Diels-Alder反应含有一个活泼的双键或叁键的烯或炔类和二烯或多烯共轭体系发生1,4-加成，形成六员环状化合物的反应称为Diels-Alder反应。
该反应易进行且反应速度快，应用范围广，是合成环状化合物的一个非常重要的方法。
药物合成反应-缩合反应
CH3
60%
定向醇醛(酮)缩合
•醛或酮与具位阻的碱如LDA(二异丙胺 锂)作用，形成烯醇盐再与另一分子醛 或酮作用， •醛、酮转变成烯醇硅醚，在TiCl4催化 下与另一分子醛、酮分子作用， •醛、酮与胺形成亚胺，与LDA形成亚 胺锂盐，再与另一分子醛、酮作用。
LDA/THF C3H7COCH3 C 3H7 C CH2 -78℃ O 1) CH3(CH2)2 C H 2) H3O C 3H7C CH2 CH(CH2)2CH3 O OH
ArCH2OH, ArCH2OR, ArCHO, ArCH2CN, ArCH2NH2(R2)
及延长碳链
CH2Cl KCN
CH2CN
CH2COOH
CH2Cl CH2(COOC 2H5)2/EtO
CH2CH(COOC 2H5)2
CH2CH2COOH
三、-氨烷基化反应
•Mannich反应
•Pictet-Spengler反应 •Strecker反应
OLi
65%
CH3CH2CH2CHO + C 6H5CH2CH CH O Si(CH3)3 1) TiCl4/CH2Cl2, -78℃ 2) H2O TsOH/PhH CH3CH2CH2CH CHCH2C6H5 OH CHO CH3CH2CH2CH CCH2C6H5 78% CHO
Tollens缩合(羟甲基化反应)
62%
C3H7
NaOH CH3CH2CH C CHO CH3CH2CHO + (CH3)2CHCHO 25℃ OH CH3 NaOH (CH3)2CHCH C CHO CH3CH2CHO + (CH3)2CHCHO 80℃ CH3 NaOH H3C CHCH2CH CHCOCH3 CHCH2CHO + CH3COCH3 30℃ H3C H3C H3C
《药物合成》第四章缩合反应
讨论内容：
具有活性H的化合物与羰基化合物（醛、酮、酯等） 之间的缩合反应。主要包括： α -羟烷基、卤烷基、 氨烷基化反应；β-羟烷基， β-羰烷基化反应
第一节： α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应
一、α-羟烷基化反应
主要包括 1．羰基α-位碳原子的α-羟烷基化(aldol 缩合) 2. 不饱和烃的α-羟烷基化反应(Prins 反应) 3．芳醛的α-羟烷基化反应(安息香缩合) 4．有机金属化合物的α-羟烷基化
缩合反应
Condensation Reaction
本节主要内容
α-羟烷基化反应 α-卤烷基化反应 α-氨烷基化反应 β-羟烷基化反应 β-羰烷基化反应
前言
缩合:两个或多个有机化合物分子通过反应形成一个 新的较大分子或同一分子内两个官能团重新连接 而生成新的分子的过程,即称为缩合。
反应特点： 有小分子的水或醇等脱去，从而建立新的C—C键 或 C—Y（碳—杂）键。
1、羰基α位碳原子的α羟烷基化（Aldol缩合）
定义：含有α-活性氢原子的醛或酮，在碱或 酸的催化下发生自身缩合，或与另一分子的醛或 酮发生缩合，生成β-羟基醛或酮类化合物的反应， 称α-羟烷基化反应。
但该类反应不稳定，易消除脱水生成α,β-不 饱和醛酮。故此反应又称醛醇缩合(Aldol缩合)反 应。
缩合而生成新的C—C键的一种缩合方法;主要有烯醇 盐法、烯醇硅醚法、亚胺法。
机理①烯醇盐法
②烯醇硅醚法
③亚胺法：将醛与胺类反应生成亚胺，再与LDA作用转变为亚胺锂盐，然
后与另一醛、酮分子发生醛醇缩合而得α,β-不饱和醛。机理如下：
对羰基进行加成
例 （4）甲醛与含有α-活性氢的醛酮之间的缩合（Tollens缩合）
CH3OCH2Cl /ZnCl2、CH3OCH Cl2/lewis酸
具有活性H的化合物与羰基化合物（醛、酮、酯等） 之间的缩合反应。主要包括： α -羟烷基、卤烷基、 氨烷基化反应；β-羟烷基， β-羰烷基化反应
第一节： α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应
一、α-羟烷基化反应
主要包括 1．羰基α-位碳原子的α-羟烷基化(aldol 缩合) 2. 不饱和烃的α-羟烷基化反应(Prins 反应) 3．芳醛的α-羟烷基化反应(安息香缩合) 4．有机金属化合物的α-羟烷基化
缩合反应
Condensation Reaction
本节主要内容
α-羟烷基化反应 α-卤烷基化反应 α-氨烷基化反应 β-羟烷基化反应 β-羰烷基化反应
前言
缩合:两个或多个有机化合物分子通过反应形成一个 新的较大分子或同一分子内两个官能团重新连接 而生成新的分子的过程,即称为缩合。
反应特点： 有小分子的水或醇等脱去，从而建立新的C—C键 或 C—Y（碳—杂）键。
1、羰基α位碳原子的α羟烷基化（Aldol缩合）
定义：含有α-活性氢原子的醛或酮，在碱或 酸的催化下发生自身缩合，或与另一分子的醛或 酮发生缩合，生成β-羟基醛或酮类化合物的反应， 称α-羟烷基化反应。
但该类反应不稳定，易消除脱水生成α,β-不 饱和醛酮。故此反应又称醛醇缩合(Aldol缩合)反 应。
缩合而生成新的C—C键的一种缩合方法;主要有烯醇 盐法、烯醇硅醚法、亚胺法。
机理①烯醇盐法
②烯醇硅醚法
③亚胺法：将醛与胺类反应生成亚胺，再与LDA作用转变为亚胺锂盐，然
后与另一醛、酮分子发生醛醇缩合而得α,β-不饱和醛。机理如下：
对羰基进行加成
例 （4）甲醛与含有α-活性氢的醛酮之间的缩合（Tollens缩合）
CH3OCH2Cl /ZnCl2、CH3OCH Cl2/lewis酸
药物合成反应_第四章_缩合反应
O
CH(COOC2H5)2 CH-CH2COCH3
O O δN δ+
加成方式跟底物酮的结构以及格氏试剂所带烷基的位阻有较大关系！
①PhMgBr 1 4
O
2 3
②H2O
位阻2小4大或使用RLi 主要发生1,2加成 Ph 位阻2大4小或使用R2CuLi,亦或 在格氏试剂中添加卤化亚铜 主要发生1,4加成 Ph
OH Ph O
Ph
①C2H5MgBr ②H2O
有 机 金 属 化 合 物 的 反 应
Strecker氨基酸合成反应。
反应机理：
反 应
该反应是制备氨基酸的方便方法。
3
Strecher
应用特点：
可以用氯化铵和氰化钾替代HCN-NH3，还可用氰化三甲基硅Me3SiCN替换氰化钾。
CHO NH2 TMSCN/MeOH 盐酸胍 CN
O O Cl CHO NH2 H3C 催化剂 CN CH2Cl2 NC N CH3
末端烯烃的反应收率相对较好，且主要产物为环状缩醛；
2
Prins
应用特点：
制备1,3-二醇
HCHO HCOOH OOCH H2O OH OH
OOCH
制备1,3-二氧六环
HCHO 酸性树脂 O
反 应
O
2
反应机理：碳负离子对羰基的加成消除。
芳醛在含水乙醇中，以氰化钠（钾）为催化剂，加热后发生双分子缩合生成α -羟基酮。 关键在于如何产生碳负离子。
HO OHC
应用特点： 不同醛可得不同苄氯烃基
HO ClCH2OCH3 AlCl3 NO2 OHC
CH2Cl
卤 烷 基 化
(Blanc)
NO2
CH3CHO O HCl O
CH(COOC2H5)2 CH-CH2COCH3
O O δN δ+
加成方式跟底物酮的结构以及格氏试剂所带烷基的位阻有较大关系！
①PhMgBr 1 4
O
2 3
②H2O
位阻2小4大或使用RLi 主要发生1,2加成 Ph 位阻2大4小或使用R2CuLi,亦或 在格氏试剂中添加卤化亚铜 主要发生1,4加成 Ph
OH Ph O
Ph
①C2H5MgBr ②H2O
有 机 金 属 化 合 物 的 反 应
Strecker氨基酸合成反应。
反应机理：
反 应
该反应是制备氨基酸的方便方法。
3
Strecher
应用特点：
可以用氯化铵和氰化钾替代HCN-NH3，还可用氰化三甲基硅Me3SiCN替换氰化钾。
CHO NH2 TMSCN/MeOH 盐酸胍 CN
O O Cl CHO NH2 H3C 催化剂 CN CH2Cl2 NC N CH3
末端烯烃的反应收率相对较好，且主要产物为环状缩醛；
2
Prins
应用特点：
制备1,3-二醇
HCHO HCOOH OOCH H2O OH OH
OOCH
制备1,3-二氧六环
HCHO 酸性树脂 O
反 应
O
2
反应机理：碳负离子对羰基的加成消除。
芳醛在含水乙醇中，以氰化钠（钾）为催化剂，加热后发生双分子缩合生成α -羟基酮。 关键在于如何产生碳负离子。
HO OHC
应用特点： 不同醛可得不同苄氯烃基
HO ClCH2OCH3 AlCl3 NO2 OHC
CH2Cl
卤 烷 基 化
(Blanc)
NO2
CH3CHO O HCl O
药物合成反应第四章 缩合反应
2 2 2 2
CH2
HC
CH2Leabharlann CH2CH2 [4+2]环加成反应 1,3-偶极环加成反应
20
1. [4+2]环加成反应 共轭二烯烃与烯烃、炔烃进行环加成，生成 环己烯衍生物的反应属[4+2]环加成反应，该反应 称为Diels-Alder反应，也称“双烯加成”。 最简单的[4+2]环化加成是1，3-丁二烯与乙 烯加成反应，假定丁二烯分子与乙烯分子面对面 互相接近，丁二烯的最高占有轨道与乙烯的最低 空轨道或丁二烯的最低空轨道与乙烯的最高占有 轨道都可以重叠成键，因此，[4+2]环加成是对称 允许反应。
CH2CH3
31
催化剂的影响: 醛或酮的自身缩合反应常用碱作催化剂，酸催化剂 应用较少。
32
④应用特点 制备长链醛（醇）
例：2-乙基己醇（异辛醇）的生产 2 CH3CH2CH2CHO
CH3CH2CH2CH2-CHCHO OH CH2CH3
CH3CH2CH2CH2=CCHO CH2CH3
33
CH3CH2CH2CH2-CHCH2OH CH2CH3
性条件下可以离解，生成烯醇负离子，从而成为亲核试 剂，进攻羰基碳或卤代烃，发生亲核加成反应、亲核取 代反应。
O C C H
B
C
O C
C
O C
烯醇负离子由于羰基的共轭作用得以稳定 烯醇负离子
4
烯醇中的C=C双键接受亲电试剂进攻，发生α-卤代 反应，醛酮、羧酸和酰卤可以发生该反应。 烯醇负离子作为亲核试剂，进攻卤代烃的缺电子 碳，则发生亲核取代反应；进攻羰基碳则发生亲核 加成反应。
R' +
R
HC
C OH
CH2
HC
CH2Leabharlann CH2CH2 [4+2]环加成反应 1,3-偶极环加成反应
20
1. [4+2]环加成反应 共轭二烯烃与烯烃、炔烃进行环加成，生成 环己烯衍生物的反应属[4+2]环加成反应，该反应 称为Diels-Alder反应，也称“双烯加成”。 最简单的[4+2]环化加成是1，3-丁二烯与乙 烯加成反应，假定丁二烯分子与乙烯分子面对面 互相接近，丁二烯的最高占有轨道与乙烯的最低 空轨道或丁二烯的最低空轨道与乙烯的最高占有 轨道都可以重叠成键，因此，[4+2]环加成是对称 允许反应。
CH2CH3
31
催化剂的影响: 醛或酮的自身缩合反应常用碱作催化剂，酸催化剂 应用较少。
32
④应用特点 制备长链醛（醇）
例：2-乙基己醇（异辛醇）的生产 2 CH3CH2CH2CHO
CH3CH2CH2CH2-CHCHO OH CH2CH3
CH3CH2CH2CH2=CCHO CH2CH3
33
CH3CH2CH2CH2-CHCH2OH CH2CH3
性条件下可以离解，生成烯醇负离子，从而成为亲核试 剂，进攻羰基碳或卤代烃，发生亲核加成反应、亲核取 代反应。
O C C H
B
C
O C
C
O C
烯醇负离子由于羰基的共轭作用得以稳定 烯醇负离子
4
烯醇中的C=C双键接受亲电试剂进攻，发生α-卤代 反应，醛酮、羧酸和酰卤可以发生该反应。 烯醇负离子作为亲核试剂，进攻卤代烃的缺电子 碳，则发生亲核取代反应；进攻羰基碳则发生亲核 加成反应。
R' +
R
HC
C OH
药物合成反应 四、缩合反应
1 Aldol缩合 分类： 1）自身缩合 （一般用碱性催化剂）
碱催化脱水是反应能够进行的关键步骤。高温或强碱有利于脱水
2CH3CH2CH2CHO
NaOH 25℃
CH3CH2CH2CH OH
NaOH 80℃
CH3CH2CH2CH
H C CHO CH2CH3
C CHO CH2CH3
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第四章 缩合反应
Condensation Reaction
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缩合反应：两个及两个以上有机化合物通过反应形 成一个新的较大分子或同一分子内部发生分子内的 反应形成新分子的反应称为缩合反应。
反应过程中，一般会同时脱去简单的小分子，
用途：形成新的碳-碳键或碳-杂键 本章讨论： 具有活泼氢的化合物与羰基化合物之间的缩合反应
芳醛和脂肪族醛、酮在碱催化下缩合而成,-不饱和醛、酮 （芳丙烯醛酮）的反应称为克莱森-斯密特缩合反应
R'
OH H
关键步骤
产物不稳定
Original slide prepared for the
第一节 α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应 一、α-羟烷基化
1 Aldol缩合 机 理 b： 酸催化
H2SO4 HCl TsOH
R CH2 C R' O
H+ R CH2 C R' OH
R CH2 C R' HO
CH3CH2CH2CH + CH3CH2CHCH H2O
O
-H2O CH3CH2CH2CH=CCH
CH2CH3
OH O CH3CH2CH2CHCHCH
碱催化脱水是反应能够进行的关键步骤。高温或强碱有利于脱水
2CH3CH2CH2CHO
NaOH 25℃
CH3CH2CH2CH OH
NaOH 80℃
CH3CH2CH2CH
H C CHO CH2CH3
C CHO CH2CH3
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第四章 缩合反应
Condensation Reaction
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缩合反应：两个及两个以上有机化合物通过反应形 成一个新的较大分子或同一分子内部发生分子内的 反应形成新分子的反应称为缩合反应。
反应过程中，一般会同时脱去简单的小分子，
用途：形成新的碳-碳键或碳-杂键 本章讨论： 具有活泼氢的化合物与羰基化合物之间的缩合反应
芳醛和脂肪族醛、酮在碱催化下缩合而成,-不饱和醛、酮 （芳丙烯醛酮）的反应称为克莱森-斯密特缩合反应
R'
OH H
关键步骤
产物不稳定
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第一节 α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应 一、α-羟烷基化
1 Aldol缩合 机 理 b： 酸催化
H2SO4 HCl TsOH
R CH2 C R' O
H+ R CH2 C R' OH
R CH2 C R' HO
CH3CH2CH2CH + CH3CH2CHCH H2O
O
-H2O CH3CH2CH2CH=CCH
CH2CH3
OH O CH3CH2CH2CHCHCH
第四章缩合反应42
O
Ar CH2CH2OH
H O CH3
PhH/AlCl3
HOH2C
C6H5 H
CH3
常伴随构型翻转
55.8%
2019年7月29日星期一
22
4.2.1.2 活性亚甲基化合物的－羟烷基化
H2C COOC2H5 EtONa
COOC2H5
HC COOC2H5 COOC2H5
O / EtOH
－ CH3CH2OH
H2O
CN
+ R NH2
KCl
R(H)
H2O
+ HCN KOH
RO
2019年7月29日星期一
NH4Cl
R(H)
NH3
该法广泛应
用于制备各 种 -氨基酸， 例子见P213
20
新法合成：价廉易得，无毒操作
+ + CHO CHCl3
Na(K)OH
PTC PTC
COOH R
OH
COOH
NH3 H2O R NH2
H
－H
H2C N R2
R' C CH3
R' C CH3
R' C CH2
O
OH
OH
R' C CH2CH2NR2 －H OH
R' C CH2CH2NR2 O
Mannich反应中：
一般使用亲核性：胺类R2NH > 具有活性氢的化合物RH
+ HCHO
R2NH
R2NCH2OH
如果亲核性：胺类R2NH ≤具有活性氢的化合物RH
+ + R'H
HCHO
R2NH
+ R'CH2NR2
药物合成反应讲义缩合反应课件
13
(a) 烯醇盐法 立体化学 i. 动力学控制
14
ii. 热力学控制
15
16
17
(b) 烯醇硅醚法（Mukaiyama羟醛缩合）
Lewis acids: TiCl4, BF3, 四烃基铵氟化物等 反应机理：
18
19
(C) 亚胺法
特点（1）避免了醛的自身缩合； （2）亚胺锂盐具有较大的亲核性，有利于进行缩合反应。
酮的反应活性较 醛低，因此，某 些酮的自身缩合 需用特殊方法， 如索氏抽提器。
6
碱催化的不对称酮的缩合，反应主要发生在羰 基-位上取代基较少的碳原子上。
7
(2)芳醛与含有α-活性氢的醛酮之间的缩合 (Claisen-Schimidt 反应) 芳醛和脂肪族醛、酮在碱催化下缩合而成α,β-不饱和醛、 酮的反应称为Claisen-Schimidt反应。
甲醛或 其它醛
仲胺或 伯胺
-氨基酮衍生物
（Mannich碱）
51
Mechanism：
52
53
Notes (1). 活性氢化合物有醛、酮、酸、酯、腈、硝基烷、炔、 酚及某些杂环化合物。
54
(2). 所用的胺可以是伯胺、仲胺或氨，芳香胺也可发生 该反应。
(3). 当使用胺或伯胺时，若活性氢化合物与甲醛过量，所 有氨上的氢均可参与缩合反应。同理，当反应物具有 两个或两个以上活性氢时，则在甲醛、胺过量的情况 下生成多氨甲基化产物。
33
NaCN剧毒，可用噻唑鎓盐、咪唑鎓盐等代替
34
Mechanism
35
4. 有机金属化合物的-羟烷基化反应
(1) Reformatsky反应 定义：醛或酮与α-卤代酸酯在金属锌粉作用下缩合，
(a) 烯醇盐法 立体化学 i. 动力学控制
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ii. 热力学控制
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(b) 烯醇硅醚法（Mukaiyama羟醛缩合）
Lewis acids: TiCl4, BF3, 四烃基铵氟化物等 反应机理：
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(C) 亚胺法
特点（1）避免了醛的自身缩合； （2）亚胺锂盐具有较大的亲核性，有利于进行缩合反应。
酮的反应活性较 醛低，因此，某 些酮的自身缩合 需用特殊方法， 如索氏抽提器。
6
碱催化的不对称酮的缩合，反应主要发生在羰 基-位上取代基较少的碳原子上。
7
(2)芳醛与含有α-活性氢的醛酮之间的缩合 (Claisen-Schimidt 反应) 芳醛和脂肪族醛、酮在碱催化下缩合而成α,β-不饱和醛、 酮的反应称为Claisen-Schimidt反应。
甲醛或 其它醛
仲胺或 伯胺
-氨基酮衍生物
（Mannich碱）
51
Mechanism：
52
53
Notes (1). 活性氢化合物有醛、酮、酸、酯、腈、硝基烷、炔、 酚及某些杂环化合物。
54
(2). 所用的胺可以是伯胺、仲胺或氨，芳香胺也可发生 该反应。
(3). 当使用胺或伯胺时，若活性氢化合物与甲醛过量，所 有氨上的氢均可参与缩合反应。同理，当反应物具有 两个或两个以上活性氢时，则在甲醛、胺过量的情况 下生成多氨甲基化产物。
33
NaCN剧毒，可用噻唑鎓盐、咪唑鎓盐等代替
34
Mechanism
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4. 有机金属化合物的-羟烷基化反应
(1) Reformatsky反应 定义：醛或酮与α-卤代酸酯在金属锌粉作用下缩合，
药物合成 缩合反应
用途：形成新的碳 碳键或碳 碳键或碳-杂键 用途：形成新的碳-碳键或碳 杂键
本章讨论：具有【活泼氢的化合物】 本章讨论：具有【活泼氢的化合物】与【羰基化合物 】之间的缩合反应
概述—定义、内容 定义、 定义
缩合反应(C-C键形成 键形成) 缩合反应 键形成 •α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应 α 羟烷基 卤烷基、 羟烷基、 •β-羟烷基、 β-羰烷基化反应 β 羟烷基 羟烷基、 羰烷基化反应 •亚甲基化反应 亚甲基化反应 •α,β-环氧烷基化反应 α β 环氧烷基化反应 •环加成反应 环加成反应
O O HOH2C CH2 C CH3
COOH COOH
草酸
△
O
稀NaOH 40-42℃
H C H + CH3CCH3
O H2C CH C CH3 45%
O
HCHO
O CH2NHCOCH3
NaHCO 3
O2N
C
O2N
C
CHNHCOCH3 CH2OH
羟烷基、卤烷基、 第一节 α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应
第四章
缩合反应
Condensation Reaction
概述—定义、内容 定义、 定义
缩合反应：两个及两个以上有机化合物通过反应 失 缩合反应：两个及两个以上有机化合物通过反应,失 去一个小分子， 去一个小分子，形成一个新的较大分子或同一分子内 部发生分子内的反应形成新分子的反应称为缩合反应。 部发生分子内的反应形成新分子的反应称为缩合反应。
▲一、α-羟烷基化
1 Aldol缩合 （羟醛缩合） 缩合 羟醛缩合）
2）不同的醛酮之间的缩合 ）
O RH2 C C R' + R''H2C
药物合成反应第四章缩合反应
The Wittig reaction has several important variants: HWE Reaction
the phosphonate carbanions are more nucleophilic than the corresponding phosphorous ylides, so they readily react with practically all aldehydes and ketones under milder reaction conditions；
应用
第四节 亚甲基化反应
羰基烯化反应 反应通式及机理
影响因素
the ylides are water as well as oxygen-sensitive； the phosphorous ylides chemoselectively react with aldehydes (fast) and ketones (slow), other carbonyl groups (e.g., esters, amides) remain intact during the reaction; the stereoselectivity, E-or Z-selectivity, is influenced by many factors: type of ylide, type of carbonyl compound, nature of solvent；
most often ether solvents are used such as diethyl ether,tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and dimethoxyethane, but mixtures of these solvents with aromatic hydrocarbons and more polar solvents such as acetonitrile, dimethyl formamide, dimethyl sulphoxide, and hexamethylphosphoric triamide are also used;
药物合成反应(第三版 闻韧)第四章课后答案
J. Org. Chem., 2007, 72: 5244.
4
O
J. Am. Chem. Soc., 1963, 85: 207. 1. pyrrolidine, p-TsOH, xylene; 2.
5
R H
CN CO2Et
Eur. J. Org. Chem., 2004, 3: 546.
6
PhHC
N
(CH2O)n CuI/Al2O3
O +
FeCl3·6H2O 2%(摩尔分数) no solvent
1
《药物合成反应》 （第三版） 闻韧主编
习题及答案
Ph H (13) H NOH H3C
C2H5 (14) H3C
NO2 (15) + 20oC
O +
O FeCl3 OC2H5 150~160oC, 4h
O + NCCH2COOC2H5
AcONH4/PhH heat
1. 根据以下指定原料、试剂和反应条件，写出其合成反应的主要产物（参考答案） 题号 1
O
答案
注释 BENZALACETOPHENONE
2
Ph
CH3 CH3 OH O
J. Am. Chem. Soc., 1983, 105: 1667.
3
Ar H COCH3
COOEt
(7) 2C6H5CHO
NaCN/EtOH/H2O pH7~8, heat
O (C2H5)2O r.t.
(8) Zn + BrCH2COOC2H5 +
(9) O (10) O O
(CH2O)n/48%HBr 120oC, 5h O +
Na, EtOH
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• 2. 不饱和烃的a羟烷基化（Prins反应）
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Mechanism
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• 3. 安息香缩合
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• 影响因素 • ① 芳醛结构的影响 • 强吸电子、强供电子对反应都不利； • 自身缩合、交叉缩合
第四章 缩合反应
Chapter 4
Condenation Reaction
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1
第一节 a-羟烷基、卤烷基、氨烷基 化反应
一、a-羟烷基化反应
1.醇醛缩合反应(Aldol缩合)
(1)含有a-活泼氢的醛或酮的自身缩合
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2
碱催化机理:
R C H 2 C R '+B
O
δ
δ
δ
RCH2CR' +RCH CR'
H
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• ③影响因素
• 1) the reagents are predominantly prepared by reacting alkyl, aryl, or vinyl halides with magnesium metal in aprotic nucleophilic solvents (e.g., ethers, tertiary amines);
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• 制备手性b-羟基醛 有机小分子脯氨酸催化 直接 Aldol 反应
O O C a ta ly s t O HO
+
R H R ' D M S O ,R TR
R '
COOH N H
R =A r,<7 8 % e e ;R =A lk y l,9 9 % e e , R =4 -N O 2 P h ,7 8 % e e
O δ
O
R C H C R ' O
R C HC R '+B H O
R' R
R' R
BH
RCH2CCH CR'
RCH2CC CR'
O
O
OHH O
O
B
OH
R'
CR'
CC
+ BH
△ RCH2
R
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3
O H O H C(C H 2 )3 C HC H O
1 1 5 0C C 3 H 7
C H O (6 2 % )
r . t .
加入(CH3O)3B/THF可提高收率(如上)
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• （2）Grignard反应
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40
机理:
乙 醚 (干 ) R X+M g
R M g X
O δ -δ +
HCH +R M g X
O M g XH 3 O +
HCR
R C H 2O H +M g (O H )X
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• ② 催化剂的影响
• NaCN剧毒，可用噻唑鎓盐、咪唑鎓盐等代 替
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Example
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4.有机金属化合物的a-羟烷基化 (1) Reformatsky反应:
醛或酮பைடு நூலகம்a-卤代酸酯在金属锌粉存在下缩 合而得b-羟基酸酯或脱水得a、b-不饱和羧 酸酯的反应：
K 2 C O 3
C H 2 O H
2 H C H O +C H 3 C H 2 C H 2 C H O 1 4 -2 0 0 C ,3 h C H 3 C H 2 CC H O (9 0 % )
C H 2 O H
(1) [H] (2) HCHO+NaOH
CH3CH2
CH2OH C CH2OH CH2OH
C 3 H 7
C H 2C O C H 3
O
K O H
O (90% )
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4
甲醛与含有a-活泼氢的醛、酮之间的缩合
H C H O + C H 3 C O C H 3 N 4 a 0 O - 4 H 2 ( 0 稀 C ) - H 2 O H 2 C C H C O C H 3 ( 4 5 % )
• Mg, Cd, Ba, In, Ge, Co, Ni, Ce等。
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例如:
T H F O C H O + B r Z n C H 2 C O O C 2 H 5 0 0 C
C H C H 2 C O O C 2 H 5( 5 0 % ) O
O H
O H C H 3 C H O + B rC H 2 C O O C 2 H 5Z n /( C H 3 O ) 3 B /T H FC H 3 C H C H 2 C O O C 2 H 5 ( 9 5 % )
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metal: Zn, Mg, Cd, Ba, In, Ge, Co, Ni, Ce; metal salt: SmI2, CrCl2, TiCl2, CeX3, Na2Te, R3SnLi, R3Sb/I2, Et2AlCl
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• most often ether solvents are used such
as diethyl ether,tetrahydrofuran, 1,4-
dioxane and dimethoxyethane, but
mixtures of these solvents with aromatic
hydrocarbons and more polar solvents
such as acetonitrile, dimethyl formamide,
dimethyl
sulphoxide,
and
hexamethylphosphoric triamide are also
used;
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催化剂
• 锌粉必须活化，常用20%盐酸处理，再用 丙酮、乙醚洗涤，真空干燥。
• 亦可用K、Na、Li等还原无水氯化锌，此法 活性较高。
医学课件ppt 三羟甲基丙烷
5
• 催化剂的影响 • 以碱催化剂为主，酸催化剂应用较少 • ④应用特点 • 定向醇、醛缩合 • (a) 烯醇盐法
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• (b) 烯醇硅醚法
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• （2）芳醛与a-活性氢的醛、酮的缩合
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• 应用特点 • 制备反式芳丙醛
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List, B. et al, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2395
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• （3）分子内的羟醛缩合
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• Robinson环化
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