碳骨架的形成

COCH3 + C2H5MgBr
ether 75 %
C2H5
H3C
COCH3
1,4-adduct
25 % 1,2-adduct
与卤代烃等的偶联反应
Br + C2H5MgBr 94 %
CH2Cl 1) Mg, ether 2) n-C3H7SO3C4H9-n 50 - 59 %
Br 1) Mg, ether 2) Me2SO4 52 - 60 %
分子骨架的形成主要包括碳碳单键、不 饱和键以及碳环与杂环的形成方法，它 是有机合成的核心内容。
第一章 碳碳单键的形成
• Friedel-Crafts反应 • 氯甲基化反应 • 末端炔烃的烃基化反应 • 有机金属试剂的反应 • 活泼亚甲基化合物的反应 • 烯胺的烷基化与酰化反应 • 缩合反应
Friedel-Crafts反应
1903年 R. Willstatter 经二十步合成了颠茄酮
O 1) NH2OH 2) H2, cat
NH2 1) Me2SO4 2) heat
Br2 1)Me2NH 2) Base
1) Me2SO4 NMe2 2) heat
1) Br2 2) quinoline
1) HBr 2) Me2NH
Me2N
Na, EtOH
Me2N
1) HBr 2) HO-
1) Br2 2) heat
Me2N+
1) KOH 2) heat Br
N Me
N Me
OH CrO3
N Me O
1917年 Robinson 一步合成了颠茄酮
CHO + CH3NH2 +
CHO
CO2H O
CO2H
N Me O
1960s Woodward合成了甾体类化合物等，并与量 子化学家Hoffmann共同发现了分子轨道守恒原理， 它已成为周环反应的理论基础。
RCH2OH RCH(OH)R' R2C(OH)R'
与羧酸酯的反应
PhCOOEt + 2 PhMgBr
90 %
Ph3C-OH
HCOOEt + 2 RMgBr
与酰氯的反应
R2CH-OH
- 78 oC RCOCl + R'MgBr
RCOR'
与环氧化合物的反应
PhMgBr
O ether
PhCH2CH2OH
H C C Na
RCOR
R
R
1) NaNH2
R
HO C C C C OH
H C C C OH
2) RCOR
R
R
R
有机金属试剂的反应
• 有机金属镁的反应 • 有机锂的反应 • 有机铜的反应 • 有机锌试剂
有机金属镁的反应
与醛酮的加成反应
RMgX
CH2O R'CHO RCOR'
H3O+ H3O+ H3O+
O
黄体酮
O
H
H
H
HO
胆甾醇
有机合成的任务和内容
有机合成：利用价廉易得的化工原料 来制备新的有机化合物。 新化合物：自然界存在的含量很少的 化合物 以及 自然界不存在的具有特殊 理论或实用价值的化合物。 有机合成内容：综合应用各类有机反应 及组合、合成方法和技术、合成设计及 策略。
有机合成目前的研究重点
PhMgBr
Ph
O ether
OH
与二氧化碳的反应
RMgX + CO2
RCO2MgX
与a, b-不饱和羰基化合物的反应
CHO + C2H5MgBr ether > 95 %
OH
C2H5 1,2-adduct
Ph
H3C
C2H5
COBu-t + C2H5MgBr
ether Ph
100 %
COBu-t
1,4-adduct
FeCl3 +
89 %
+ CH3COCl
AlCl3 97 %
COCH3
氯甲基化反应
+ CH2O + HCl ZnCl2 60 oC
CH2Cl
KCN/H3O+ Me3N
CH2Cl
NH3
DMSO + K2CO3
末端炔烃的烃基化反应
R C C Na + n-PrBr
R C C Pr-n
H C C H + NaNH2
C2H5
C4H9-n
有机锂试剂反应的特征
• 有机锂试剂能发生所有有机镁的反应 • 有机锂与大位阻的酮也能发生加成 • 与a, b-不饱和羰基化合物反应主要形成1，
2-加成产物 • 与二氧化碳反应形成羧酸锂盐，后者与
过量有机锂试剂进一步反应得到酮 • 与伯和仲卤代烃剧烈反应，形成偶联产
物
烷基铜锂与卤代烃的偶联反应
有机合成 Organic Synthesis
主讲：龚跃法
有机合成的发展历史、现状及趋势
1828年： Wohler 由氰酸铵合成尿素 1856年至1945年： 以煤焦油为原料合成染料和药物 1945年至1990s年： 合成研究的艺术(Woodward) 合成研究的科学(Corey) 科学与艺术的融合(化学生物学)
O
Me2CuLi
HO
Et2O, 0oC
OH
89 %
4%
n百度文库Bu
n-Bu2CuLi O
Et2O, 0oC
OH 80 % trans 13 % cis
Bu-n
OH
4%
Reformatsky反应
CHO + BrCH2CO2Et
1) Zn 2) H3O+
OH CH2CO2Et
60 - 75 %
该反应一般在有机溶剂中进行，如乙醚、THF、 苯或甲苯等，芳香醛酮的反应产率较高，而脂肪 醛酮易自身发生缩合等副反应。产物在加热条件 下可以发生脱水反应，生成a, b-不饱和酸酯。
Br(CH2)12Br
1) Mg, THF
2) CuCl/MeLi THF, -78 oC
CH3Cu(Li)(CH2)12Cu(Li)CH3
2mol I(CH2)10CO2Et -78 oC
Et)2C(CH2)32CO2Et
85 % yield
在二烷基铜锂的反应中，甲基化产率最高，伯烷 基次之，仲烷基和叔烷基试剂的产率较低。
开发与研究新试剂、新反应、新方法、 新技术已成为目前有机合成研究领域 的重要方向。 如：元素有机试剂与过渡金属催化剂、 组合化学、光、电、微波和超声技术。 如何使合成路线更简洁、更有效、更环 保已成为有机合成化学家必须考虑的事 情。
有机合成基础
有机合成主要包括有机分子骨架的合成 和官能团的引入及转化两个方面。
烷基铜锂与a, b-不饱和羰基化合物的共轭加成
O
R
O
R2CuLi
1,4-adduct
(CH3)2CuLi
THF, - 78oC
O
90 %
O
烷基铜锂与酰氯的反应
(CH3)3C-COCl + Me2CuLi
(CH3)3C-COCH3
烷基铜锂与环氧化合物的加成
OH Me2CuLi O
trans
烷基铜锂与环氧化合物的加成