有机化学合成 02第二章官能团化和官能团转换
有机化学官能团相互转化
有机化学官能团相互转化5-fH 3O +Hg 2+ / CH 3CN (aq)C=C-OR C=C-SROCH 3OH 3O+SCH 3OHg 2+3OH 3O Hg 2+3H 3O +OO O SSS SSRSR O O OR OR 5-gHg 2+ / H 3O +H 3O + / solv (aq)H 3O + / solv (aq)Hg 2+ / H 3O +OR OROH OHH 3O + / solv (aq)a very common protecting group, deprotect back to ketoneHC OEt OEt OEtRMgX / H 3O +HC OEt OEt OEtRMgXRCHON H+2Cr 2O 7-2N HCl.CrO 3Ag 2O:1. a mild oxidizing agent2. must be freshly prepared: NaOH into AgNO 3 (aq)3. may involve surface change, react with CO 2, lightSwern oxidation: (DMSO, oxalyl chloride, Et 3N)drawback: react at low T Collins reagent: (CrO 3 - 2 Py)1. drawback: use 6 equivalent, a messy reaction 2. must be very dry, fire easily; purify by CaH 23. an old oxidizing material, isolated by Collin.i. PCCii. PDCix. K 2R C OHO aldehyde1st alcohol2nd alcohol1st alcoholR C OHOR C ROR C HO 5-h i. PCC ii. PDCJOC, 1985, 50, 1332.N OCH 3OHPDC (pyridinium dichormate)(H 2Cr 2O 7 + 2 Py)PCC (pyridinium chlorochromate) (Py-HCl-CrO 3)most widely used use 1 - 1.2 eq.Pfitzner-Moffatt oxidationOO BrDMSOO OOH360 %Synth. Commun., 1986, 16, 1343.JOC, 1977, 42, 1991.Synthesis, 1981, 165.O I OOAcAcOpH 6: weak acid buffer, avoid interfere with ketal groupMcMurray reactioni. Corey approach: subtituted-quinone // H 3O +ii. Watt approacha. PhCHO // MCPBA // H 3O +b. ArPhO // MCPBA // H 3O +c. NBS // KOH // H 3O +PhOPh PhOPhNH 2Ph PhNH 2NC O H // H 3O +O O5-i.15-i.2i. Et 3N // H 3O +Nef reactionii. TiCl 3 / pH 1 or 6iii. SiO 2 / NaOH // H 3O + JACS, 1977, 99, 3861.iv. LDA / MoO 5-Py -v. NaOH // CH 3O OH 3O +vi. KMnO 4 / KOHChem. Rev. 1955, 55, 137.5-k IOOOH O(3 eq.)JACS, 2001, 123, 3183.CH 3CHO2. DDQ / TFA.Synthesis, 1979, 537.JCS, 1932, 1875.Ph-F / DMSO 3.1. SeO 2a select oxidantindrect: change to RC-OH followed by oxidation direct:1. DMAPO / DBU / CH 3CN i. DMSO / AgBF 4RBr DMSO / AgBF 4- Me 2SBull Soc. Jpn., 1981, 54, 2221.THL, 1974, 917.2. NaIO 4 / DMFO Br84 %oNaIO 4 / DMF a new method 3. DMSO reagents:ii. DMSO / ZnSRCHBrMeRC(O)MeDMSO BrOH OOH JACS, 2003, 68, 2480.ROAgBFTHL, 1975, 4467.C C R CHOHRR C C HC C R R'R C C HR C C ArR C C HC C R PhR C C Hsteric base, prevent Nu attack n -BuLi: not MeLi, or t -BuLi,fire easily RX: R-Br, R-TOS, RCHO, RC(O)Rn -BuLi / R'CHO // Ac 2O // KO t BuClOMeN Liiii.ii. (Ph 3P)2PdCl 2, CuI, Et 2NH / PhIi. n-BuLi / RX6-b6-a b c d e g 6-aC CC CC Csulfonic acid: PhSO 3H; sulfinic acid: PhSO 2H; sulfenic acid: PhSOHiv. CuI, NaI, Na 2CO 3, RC C CH 2ClR C C HCl CH 2CC R'RCCCH 2CCR'Synthesis, 2000, 691.RCH 2-SO 2Ph RC CHh f iRCH(CO 2H)-CH 3-C(O)-CH 3O OOXCRR'=CHXin fact: convert to C=C firstlyii. protect - deprotecti. move to terminal 6-cNH 2NHKuse: KAPAuse: Co (CO)8 // Fe(NO 3)3, EtOHJACS, 1975, 97, 891.6-duse: i. Br 2 / CCl 4 // KO t Bu6-euse: Pb(OAc)4, LiCl // KO t Bu // Br 2/CCl 4 // KO t Fe(NO 3)3: weak oxidizing agentii. Br 2 // KOHJA CS, 1941, 63, 1180.PhPhPhPh6-fi. NaBH 4, H 3O +, Br 2, KOtBuii. NH 2OH, NaNO 2 / H 2SO 4 // Ac 2O / DMAPiii. LDA, ClPO(OEt)2ON NODMAP:4-N,N-D i m ethyl a minop y ridinemixture ofAc 2O / DMAP:N NC CH 3O6-guse: TsNHNH 2 / EtOH, heatTHL, 1967, 3943.OHO3(l)O(MVK)CH 3CH CH 2Robinson Annulation German invention, as acylating agent LDA: Li N(iPr)2, ignored a long time, re-introduced by Michigan State U. became famous, appeared every week HORLiNH 2 / NH 3 (l)RXuse: LiNH 2 / NH 3 (l) / R-XO Cl6-h6-i.JA CS, 1958, 80, 4599.JA CS, 1955, 77, 3293.Me PhHOSO 2CF 3Me C C PhMe CPhJOC, 1978, 43, 364.ArAr'H Br Ar C C Ar'NaOEtvia:Ar Ar'Br i. NaOEt (when X = Br)ii. BuLi (when X = -OSO 2CF 3)heatRCH=CH 2:PBu RCH 2CH 2-O-PBu 3RCH 2CH 2-OHPh-Se-PBu 3Ph-Se-CNmechanism:MCPBA OAc CO 2MeOAcMeO MeO 2CNO 2SeNOAcCO 2MeOAc MeOMeO 2Cminorapplied for reactions: without rearrangement; no regiosiomerC (CO 2H)2 / benzeneOH PhPhOO Cl ClClClOCl Cl NC NCO iii. Pd-C; or Ni; Pt, Rhii. chloronaili. DDQ use base: DBNi. CH 3I / Ag 2ii. HCHO / HCO 222use: heatuse: heatb 7-i. p-TSOH.H 2O or CSA ii. weak acid: HOAc; HCO 2H; H 2C 2O 4use:C C HIC C H NH 2C C H OC(S)SMe C C H OAc C C H OMs C C H OH a7-i h gCCX C C C CC CHC O C Cf e dc b a 7--C(O)-CH 3CH-CH CH-CX C-OHjCX-CYNaI / Zn (Cu)i. Zn / acetonei. CSCl 2/C COMs OMs C C BrBrCCOH OHc7-CCOH Iii. CSCl 2 / P(OMe)3P NNPhPOCl 3 / py // Snvia:C C IIapplication: i. protect alkene: via Br 2 // Zn CCCCC 36 o C CCCC=C 31 o C CCCC C Cl Cl 148 o CS OR ORC C BrOAcZn / HOAcOAcO AcOAcOBrOAcZn OOAc OAcOAcJOC, 1978, 43, 364.HOAc/doc/e915102442.html,, 1998, 2113.ii. In / MeOH ii. purify compoundd7-e7-i. WCl 6 / RLi ii. LiPPh 2 / CH 3I product retention product inversionNa R C HC HCH 2CH 2CH 2OH OClRiii. Na(special structure):7-d.7-d.S R 1R 2R 1R 2(EtO)3Puse: (EtO)3PSynthesis , 1977, 1134.via : betaine, oxaphosphetane (NMR)Onot good for Ph 3P=CH 2function as base:expensivedifficult to prepareOEtCNPPh 3CNPPh 3H OPPh 3O CO 2Me+notPh 3P CH EtH C OCO 2Me notPh 3P CH CO 2MeEtH O++++stable ylid gives trans (E)unstable ylid gives cis (Z)water soluble, removed by extraction(comparison: O=PPh 3 highly soluble in organic solvent)use:LiPh SON MeCH 2// Al (Hg)Me 3SiCHR -Li +Ph 3SiCH 2-Li + === Ph 3SiCH 2Br + n-BuLi (exchange)Me 3SiC -H-MgBr === Me 3SiCH 2Cl + Mg (metal reduction) Ph 3SiC -HCH 2Ph === Ph 3SiCH=CH 2 + PhLi (addition to vinylsilane)Me 3SiC -HCO 2Et === Me 3SiCH 2CO 2Et + Li (metalation)Me 3SiCH=PPh 3 === Me 3SiCH 2PPh 3+ X - + KH RO = MeO-, EtO-use: (RO)2PO-CHR'use: Ph 3P-CHR'vi. Sulfoximide (Johnson C.)iii. Silyl Wittig Reaction (Peterson Reaction)ii. Phosphonate Wittig Reaction (Horner-Emmons Modification)i. Wittig Reaction 7-f7-f.Synthesis, 1984, 384.THL, 1981, 2751.JOC, 1968, 33, 780.iv. CH 2(ZnI)2Chem. Lett, 1995, 259.Synlett, 1988, 12, 1369.2CH 2(ZnI)2v. CH 2CHBr 2, Sm, SnI 2 / CrCl 3, THFRO Rvii. Grignard reagent:1. TMSCH MgCluse: TMSCH 2MgClTHL, 1973, 3497.THL, 1988, 4339. 2. NaOAc, AcOHmethylenationOC RR'H advantages over the Wittig:1. by-products are more easily removed,2. reaction suffers less from steric effects.via:(olefination reaction)1953 discover7-f.2not for Wittig, ylid unstableJOC, 1978, 43, 3253.JACS, 1974, 96, 4706.Chem. Lett, 1973, 1041.TiCl 3-LiAlH 4 / THF TiCl 3 / Mg TiCl4 / Zn TiCl 4 / K ii. McMurry Couplingi. use: N 2H 4 / H 2S / Pb(OAc)4BASF, 1973, 2147.via:Zn-CuP(OEt)1. H 2S2. Pb(OAc)431. H 2S2. Pb(OAc)4OON SN N N OSN NSON ON NNN NON NO OSO ON NOO OO OTiCl 3N 2H 4。
第2章 官能团化和官能团转换的基本反应2.
RCH2CH2OH
总结果相当于是在 双键上反马式加一 分子H2O
氧化反应
(1) 空气催化氧化
氧化剂及反应条件不同，氧化产物不同。
O2 , Ag H2C O CH2
CH2=CH2
250℃
CuO
CH3CH=CH2 + O2
O CH3CH=CH2 + CH3C O
370℃
OH
CH2=CHCHO + H2O
-
卤化
H2 C
CHCH2Br
亲电加成
H3 C
C H
CH2
-H反应
氧化
（ O）
H2C
CHCHO
② H2O/Zn CH3CHO + HCHO
CH3CH O
CH2
与卤素的加成
Br 2 CCl4 Br
H CH3 C C H CH3 H δ Br Br
δ
Br CH3CHCH2
CH3CH=CH2
Br C H C CH3 CH3
CH3CH=CH2 + HO
Br
该反应也是亲电加成反应,第一步不是质子 的加成,而是卤素正离子的加成。
按照马尔科夫尼科夫规律 ,带正电的X+加到 含有较多氢原子的双键碳上. HO－加到连有较少 氢原子的双键碳上.
CH 3 C CH 3 CH 2 + HOBr CH 3 CH 3 C HO CH 2 Br
(2) 亲核加成—与醇的加成
HC CH CH3OH
KOH 加热,加压
H2C C H OCH3
反应历程:
CH3OH + KOH
HC CH CH3O
CH3O-K+ + H2O
官能团化和官能团.
HNO3, H2SO4
O 2N
HO3S NaOH
HCHO/HCl ZnCl2
ClH2C
HO
2.1 官能团化
2.1.4 芳烃的官能团化
1.芳环上的亲电取代反应
CH3 + CO + HCl H3C CH3
AlCl3
CH3 H3C
CHO CH3
80%
OH HO
HCl + CH3CN ZnCl2
OH HO C
N-溴代丁二酰亚胺（NBS）在光催化反应条件下，可使多种甾烯的亚甲基发生氧化，具有 良好的区域选择性
hv/NBS/CaCO3 THF/H2O
H3CCOO
H3CCOO 81%
O
2.1 官能团化
2.1.2 烯烃的官能团化
用NBS进行溴化,因为反应涉及烯丙基自由基中间体，所以得到溴代烃的混合物
RCH2CH
第 2 章 官能团化和官能团 转化的基本反应
在分子中引入官能团和官能团的转换是合成的
重要方面。但我们应该指出，在一些实例中使某些
位置官能团化相对比较容易，而在另一些实例中则
不能官能团化，因而预期产物只能通过官能团转换
得到。
本章我们打算概括地汇集各种各样的反应，这
些反应都是成功的合成化学工作者所需要的。
NBS CH2 (PhCO ) R 2 2
CH CH Br R
CH2
NBS
R
CH CH Br
CH2
.
CH CH CH2 + R
CH CH
CH2
2.1 官能团化
2.1.3 炔烃的官能团化
R RCX2CHX2 X2 FeX3 HX HgX2 R RC X RC X C OH R H C CH OH CH2 CH2 CHX X2(X=Cl, Br) FeX3 HX(X=Cl, Br, I) HgX2 H2O Hg2+, H+ ① B2H6 ② OH-, H2O 催化氢化 RCH2CH3 亲电加成 R C D-A反应 亲核加成 R R'OH OHR R'COOH OHHCN OR' C CH2 O C O R C CH2 CN R' C CH2
第二章官能团化和官能团转化的基本反应
CH CH
CH2
9
2.1 官能团化
2.1.3 炔烃的官能团化
10
2.1 官能团化
2.1.4 芳烃的官能团化
1.芳环上的亲电取代反应
CH3 + CO + HCl H3C CH3
AlCl3
CH3 H3C
CHO CH3
80%
OH HO
HCl + CH3CN ZnCl2
OH HO C
NH2 Cl- H2O CH3
28
2.2 官能团的转换
2.2.7 羧酸及其衍生物的转换
RCH2OH LiAlH4 RCOOH
l2
/H H OH O/O R' H2
SO C
+ OH H 2O/H 或
l5 或
+
PC l3 或 PC
ArCOR RCHO
ArH AlX3
NH 3,
Na/C2H5OH 或 LiAlH4
1 2
R
H2 Pd-BaSO4 1 LiAlH4 RCH2OH 2 H3+O R'MgX RCOR' 醚，低温 R' 2 R'MgX C R' 醚，室温 OH (RCO)2O
hv/NBS/CaCO3 THF/H2O
H3CCOO
H3CCOO 81%
O
8
2.1 官能团化
用NBS进行溴化,因为反应涉及烯丙基自由基中间体， 所以得到溴代烃的混合物
RCH2CH
NBS CH2 (PhCO ) R 2 2
CH CH Br R
CH2
NBS
R
CH CH Br
CH2
.
CH CH CH2 + R
官能团化和官能团转换的基本反应.
Wohl-Ziegler反应 CH3CH=CHCOOCH3 NBS/CCl4 CH2CH=CHCOOCH3 Br NBS/CCl4 O CH2Br
O
CH3
用NBS为试剂要注意烯丙基自由基中间体重排造成的异构：
1. 双键的亲电加成反应：一般，马式加成产物
※ 与溴加成：溴嗡离子中间体，反式加成
第二章 官能团化和官能团转换的基本反 应
4
立体选择性反应（stereoselective reaction）
顺式烯烃
Br H C C CH3 H Br2 H CH3 b BrH CH3 a Brb H a Br H C CH3 CH3 C Br C H3C C H
Me
+
Me Br 顺式加成 H
优势构象
第二章 官能团化和官能团转换的基本反 应
8
2. 双键的自由基加成反应： 反马式产物
CH3CH
引发：
CH2 + HBr
O O C6H5COOCC 6H5 O
过氧化物 或光
CH3CH2CH2Br
O 2C6H5CO
C6H5CO + HBr (或 HBr
放热
O
C6H5COH + Br
HOOC HOOC C C COOH + Br2 Br
OH H2O/H+ Hg2+ OH C O CH3
C
C
Br COOH 75%
2. 亲核加成
HC CH + HCN Cu2Cl2-NH4Cl/HCl p, t CH2=CHCN
14 第二章 官能团化和官能团转换的基本反 应
第二章 官能团化和官能团转化的基本反应
2 与卤化磷和亚硫酰氯反应
3ROH + PX3(P + X2) 3R-X + P(OH)3 X = Br 、 I ( 制备溴代或碘代烃) ROH + PCl5 ROH + SOCl2 R-Cl + POCl3 + HCl R-Cl + SO2 + HCl 制氯代烃
此反应产物纯净
3 与酸反应（成酯反应）
为什么简单杂环化合物的亲电取代反应一般发生在α位？
+
进攻2位
E X H E
+
E X E H X H
＋ X
E H
X
+ E
+
进攻3位
H X
+
2、加成－加H2
X H2/Ni X X= O 、S、NH (THF是良好的溶剂，b.p65℃)
3、呋喃的共轭二烯性质 （吡咯、噻吩较难）呋喃芳香性最差
O
O 30℃
Br
Cl2
N H
-40℃
N H
Cl
Br2 S CH3COOH, 0 ℃ S Br
（2） 硝化
+ HNO3 N H (CH3COO)2O 5℃ N H 83% NO2 + NO2 N H 7%
（3）磺化：吡咯,呋喃对强酸敏感，需要较缓和的磺化剂， SO3-吡啶
SO3 C5H5N O O SO3H
活泼性：吡咯＞呋喃＞噻吩>苯
构效关系
1 烷烃的官能团化
结构特点： C：SP3杂化 正四面体 σ键
碳氢键极性较小
（特殊条件） 碳氢键断裂： 氢原子被取代
自由基机理：
Cl CH 3 33.5% 22% 28% 16.5% CH 3 CH 3 CH 3CHCH 2CH 3 Cl 2 光 CH 3-C-CH2CH 3 Cl CH 3CH CHCH 3 CH 3 Cl CH 3CHCH 2CH 2 CH 3 Cl CH 2-CHCH 2CH 3
了解有机化合物的官能团转化反应
了解有机化合物的官能团转化反应有机化合物的官能团转化反应是有机化学中的重要内容之一。
它指的是通过一系列化学反应，将有机分子中的一种官能团转变为另一种官能团的过程。
这种转化反应对于有机合成和药物研发等领域具有重要的意义。
本文将介绍一些常见的有机化合物官能团转化反应，并探讨其在实际应用中的意义。
一、醇的官能团转化反应醇是一种常见的有机化合物官能团，通过一系列反应，可以将醇转化为其他官能团，如醛、酮、酯等。
其中，醇的氧化反应是一个重要的官能团转化方法。
一种常用的氧化剂是酸性高锰酸钾溶液，它可以将主链上的一级醇氧化为醛，将主链上的二级醇氧化为酮。
此外，还可以通过醇的酯化反应将醇转化为酯，该反应通常使用酸催化剂，如硫酸。
二、醛和酮的官能团转化反应醛和酮是有机化合物中常见的官能团，它们可以通过多种反应转化为其他官能团。
例如，可以通过还原反应将醛和酮还原为相应的醇。
还原反应通常使用金属氢化物作为还原剂，如氢气和催化剂。
此外，醛和酮还可以通过羟醇化反应将其转化为醇和醚。
羟醇化反应通常使用亲核试剂，如醇和醚等。
三、酸和酸衍生物的官能团转化反应酸和酸衍生物是有机化合物中常见的官能团，它们可以通过多种反应转化为其他官能团。
例如，可以通过酸的酯化反应将酸转化为酯。
酯化反应通常使用醇和酸催化剂。
此外，酸还可以通过酸的羰基化反应或酸的卤代反应转化为醛或酰卤。
四、胺的官能团转化反应胺是有机化合物中重要的官能团，它可以通过一系列反应转化为其他官能团。
例如，可以通过胺的酰胺化反应将胺转化为酰胺。
酰胺化反应通常使用酸催化剂。
此外，胺还可以通过烷基化反应将其转化为胺的烷基衍生物。
五、烯烃的官能团转化反应烯烃是有机化合物中具有双键结构的官能团，它可以通过多种反应转化为其他官能团。
例如，可以通过烯烃的加成反应将烯烃转化为环烷烃。
加成反应通常使用亲电试剂，如酸、醛等。
此外，烯烃还可以通过烯烃的氧化反应或烯烃的卤代反应转化为相应的官能团。
总结起来，有机化合物的官能团转化反应是有机合成中的重要内容，通过这些反应，可以将有机分子中的一种官能团转变为另一种官能团。
有机官能团的转换
酸基在一定条件下可被一些亲核基因如OH、NH2等所 取代，因此磺酸可作为一些合成反应的中间体。磺化反 应为可逆反应利用水解反应，可将芳环上的磺酸基脱去。 这一结果，提供了利用磺酸基暂时封闭芳环某一位置的 根据。
在磺化时应注意使磺化剂的活性与芳烃活性相一致。 活化的芳烃用一般硫酸即可磺化，而钝化的芳烃则需发 烟硫酸和剧烈的反应条件。由于磺酸基是钝化基团，苯 环上最多只能进入三个磺酸基。
核试剂一般可不受溶剂层的包围而呈所调“裸露”状态， 从而表现出很强的亲核活性，有利于SN2反应的进行。 溶剂极性对SN反应的影响还同过渡态的电荷状态有关。 中性的作用物发生SNl反应时，过渡态的电荷发生分离， 即过渡态的极性增大，这时极性较高的溶剂比较低的溶
剂更能降低过渡态的能量和增加反应速度。相反，正离
如果苯环上含有一个以上的取代基时，新基进入的
位置往往受定位效应最强的取代基支配。取代基定位效 应的相对强度同反应类型和反应条件有关，相同的基团
在不同的反应或不同的反应条件下，其相对活性往往有 所不同。根据单取代苯溴代的相对反应速度一些常见邻 对位定位基的定位效应的相对活性顺序为：
根据单取代苯硝化时，问硝基衍生物的产率，一些间位 定位基的相对强度如下顺序：
当取代芳烃再度发生取代时，环上巳存在的基团将
官能团化和官能团
2.亲电加成的立体化学；
3.烯烃与卡宾的加成是合成环丙烷衍生 物的重要方法
2021/7/27
6
2.1 官能团化
4. 用NBS进行溴化,产生烯丙基自由基中间 体，得到溴代烃的混合物；
5. N-溴代丁二酰亚胺（NBS）在光催化条件下，可使多种甾烯的亚甲基 氧化，具有良好的区域选择性；
6. 二氧化硒氧化烯丙位氢时，通常发生在取代基较多的双键碳原子 的α位。
N
COCH3
H
HCHO, (CH3)2NHHCl
N
CH2N(CH3)2
H
C5H5N SO3
CH3COONO2
N SO3Ar
N
N
SO3H N
NO2
Na
H
H
N
COCH3
H
H2C CH2
O
RX (RCOX)
N
N
CH2CH2OH R(COR)
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15
呋喃
CO2H CO2H
HBr H2O
O
OO O O O O
16
噻吩
S
CH2Cl
HCHO HCl
(CH3CO)2O
NO2
S
COCH3 H3PO4
S
+ S
CH3COONO2
S
NO2
痕量
I2/HgO C6H6, 10~25 oC S
H2SO4 S
I SO3H
NBS
S
Br
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17
吡啶
吡啶是弱碱，往往在β位进行亲电取代（比苯难）；而易于在 α、γ位进行亲核取代。
R
HO3S
SO3 H2SO4
有机合成中有机物官能团的引入消除和转化方法
有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法1.官能团的引入2．官能团的消去1通过加成反应消除不饱和键;2通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基—OH;3通过加成反应或氧化反应消除醛基—CHO;4通过消去反应或水解反应消除卤素原子;3．官能团的转化1利用衍变关系引入官能团,如卤代烃错误!伯醇RCH2OH错误!醛错误!羧酸;2通过不同的反应途径增加官能团的个数,如3通过不同的反应,改变官能团的位置,如有机合成中碳架的构建1．有机成环反应1有机成环：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子物质来实现的;如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环;2成环反应生成的五元环或六元环比较稳定;2．碳链的增长有机合成题中碳链的增长,一般会以信息形式给出,常见的方式如下所示;1与HCN的加成反应2加聚或缩聚反应,如n CH23酯化反应,如CH3CH2OH＋CH3COOH浓CH3COOCH2CH3＋H2O;3．碳链的减短1脱羧反应：R—COONa＋NaOH错误!R—H＋Na2CO3;3水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解;4烃的裂化或裂解反应：C16H34错误!C8H18＋C8H16；C8H18错误!C4H10＋C4H8;合成路线的选择1．中学常见的有机合成路线2一元合成路线R—CH=CH2错误!卤代烃错误!一元醇错误!一元醛错误!一元羧酸―→酯3二元合成路线CH2=CH2错误!CH2X-CH2X错误!二元醇错误!二元醛错误!二元羧酸→错误!3芳香化合物合成路线：2．有机合成中常见官能团的保护1酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化,所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应,把—OH变为—ONa或—OCH3将其保护起来,待氧化后再酸化将其转变为—OH;2碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化,在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来,待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键;3氨基—NH2的保护：如在对硝基甲苯错误!对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后,再把—NO2还原为—NH2;防止当KMnO4氧化—CH3时,—NH2具有还原性也被氧化;有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法练习例1工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯,其过程如下：据合成路线填写下列空白：1有机物A的结构简式：____________________________________________________,B的结构简式：_____________________________________________________________;2反应④属于__________反应,反应⑤属于____________反应;3③和⑥的目的是__________________________________________________________;4写出反应⑥的化学方程式：_________________________________________________;例2由环己烷可制备1,4-环己醇二醋酸酯;下面是有关的8步反应其中所有无机产物都已略去;1在上述8步反应中,属于取代反应的有________,属于加成反应的有________,反应④属于________反应;2写出下列化合物的结构简式;B：__________________,C：________________;3写出反应④、⑤、⑥的化学方程式;④____________________________________________________________ ____________,⑤____________________________________________________________ ____________,⑥____________________________________________________________ ____________;4写出在NaOH溶液中水解的化学方程式：______________________;例3乙醇在与浓硫酸混合共热的反应过程中,受反应条件的影响,可发生两类不同的反应类型：1,4-二氧六环是一种常见的溶剂;它可以通过下列合成路线制得：错误!错误!错误!错误!错误!错误!其中的A可能是A．乙烯B．乙醇C．乙二醇D．乙酸例4肉桂酸甲酯M,常用作调制具有草莓、葡萄、樱桃等香味的食用香精;M属于芳香化合物,苯环上只含一个直支链,能发生加聚反应和水解反应;测得M的摩尔质量为162 g·mol－1,只含碳、氢、氧三种元素,且原子个数之比为5∶5∶1;1肉桂酸甲酯的结构简式是;2G为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如图所示图中球与球之间连线表示单链或双键;G的结构简式为;3以芳香烃A为原料合成G的路线如下：①化合物E中的含氧官能团有________填名称;②E―→F的反应类型是__________,F―→G的化学方程式为_______________________;③写出符合下列条件的F的同分异构体的结构简式只写一种：____________________;ⅰ.分子内含苯环,且苯环上只有一个支链；ⅱ.在催化剂作用下,1 mol该物质与足量氢气充分反应,消耗5 mol H2；ⅲ.它不能发生水解反应;例5 食品添加剂必须严格按照食品安全国家标准GB2760-2011的规定使用;作为食品添加剂中的防腐剂G和W,可经下列反应路线得到部分反应条件略;1G的制备①A与苯酚在分子组成上相差一个CH2原子团,它们互称为__________；常温下A在水中的溶解度比苯酚的______填“大”或“小”;②经反应A→B和D→E保护的官能团是__________;③E→G的化学方程式为_____________________________________________________;2W的制备①J→L为加成反应,J的结构简式为__________________________________________;②M→Q的反应中,Q分子中形成了新的____________填“C—C键”或“C—H键”;③用Q的同分异构体Z制备,为避免R—OH＋HO—R错误!R—O—R＋H2O发生,则合理的制备途径为酯化、______、________填反应类型;④应用M→Q→T的原理,由T制备W的反应步骤为第1步_________________________________________________________________ ____；第2步：消去反应；第3步：_____________________________________________________________第1、3步用化学方程式表示例6 利用从冬青中提取出的有机物A合成抗结肠炎药物Y及其他化学品的合成路线如下：提示：根据上述信息回答：1D不与NaHCO3溶液反应,D中官能团的名称是________,B→C的反应类型是________;2写出A生成B和E的化学反应方程式：______________________________________;3A的同分异构体I和J是重要的医药中间体,在浓硫酸的作用下,I和J分别生成和,鉴别I和J的试剂为________;500 ℃4A 的另一种同分异构体K 用于合成高分子材料,K 可由 制得,写出K 在浓硫酸作用下生成的聚合物的结构简式：________________________________;例7 狄尔斯-阿德耳Diels-Alder 反应也称双烯合成反应;试回答下列问题：1Diels-Alder 反应属于______反应填有机反应类型;2某实验室以 和 合成 ,请用合成反应的流程图,表示出最合理的合成方案注明反应条件;提示：①RCH 2CH====CH 2＋Cl 2――――→RCHClCH====CH 2＋HCl②合成过程中无机试剂任选;③合成反应流程图可表示为A 错误!B 错误!C ―→……―→H例8 据中国制药报道,化合物C 是用于合成抗“非典”药品盐酸袪炎痛的中间体,其合成路线为已知：1写出下列物质的结构简式B ：__________________,C ：__________________反应②产物HCl 中的H元素来自于氨基;2A →D 的转化中涉及的反应类型有________填字母序号;A ．加成B ．取代C ．聚合D ．氧化E ．还原3反应①②中属于取代反应的是______填数字序号;4请你设计由甲苯→…→D 的反应流程图有机物用结构简式表示,必须注明反应条件;提示：①合成过程中无机试剂任选;②反应流程图表示方法示例如下：甲苯错误!……错误!D有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法练习答案例12氧化酯化或取代3保护酚羟基,防止被氧化例21①⑥⑦③⑤⑧消去例3A例4例5 1①同系物小②—OH或酚羟基例6 1醛基取代反应例7 1加成2如图所示：例8。
第二章有机化合物的官能团及其转化
(CH3)2C CH2CH3
14
2.2有机分子的官能团化
2.2.2 烯烃的官能团化
烯烃亲电加成反应示例：
RCHO ＋ HCHO O3／Zn，H2O
HBr／RCO3H RCHC RCH CH2 HOX CH2
CH2Br
RCHXCH2OH RCH CH2 CH2 CH2 CHCHO
15
[O]
2.2有机分子的官能团化
2
2.1 有机分子的基本骨架和官能团
• 2.1.1 由碳-碳键和碳-氢键构成的基本骨架
(开链)烷烃
(开链)烯烃
(开链)炔烃
(开链)不饱和烃
环烷烃
环烯烃
环炔烃
芳香烃
3
2.1有机分子的基本骨架和官能团
2.1.2 有机分子的官能团
• 官能团：有机分子中具有一定性质的部分原子的集合。 • 含官能团的有机化合物：可看作是碳氢化合物中氢被各 种不同官能团取代后的产物，即烃的衍生物。 • 有机化合物按官能团分为：烯烃、炔烃、卤代烃、醇/ 酚、醚、醛/酮、羧酸及其衍生物、胺、腈、硝基化合 物、磺酸等。
H3O,H2O Hg(OAc)2 H3O,H2O Hg(OAc)2 H3O,H2O
HC CH
OH H2C C H OH H2C C R OH R'CH C +
OH
O H3C C H O H3C C R O C R
HC CR
R'C CR 或者
Hg(OAc)2 (1) B2H6 (2) H2O2,
R
R'CH2 +
2.2.2 烯烃的官能团化 • 烯烃亲电加成的立体化学
例：
+ Br2
CCl4
有机化学官能团相互转化
5-fH 3O +Hg 2+ / CH 3CN (aq)C=C-OR C=C-SROCH 3OH 3O+SCH 3OHg 2+3OH 3O Hg 2+3H 3O +OO O SSS SSRSR O O OR OR 5-gHg 2+ / H 3O +H 3O + / solv (aq)H 3O + / solv (aq)Hg 2+ / H 3O +OR OROH OHH 3O + / solv (aq)a very common protecting group, deprotect back to ketoneHC OEt OEt OEtRMgX / H 3O +HC OEt OEt OEtRMgXRCHON H+2Cr 2O 7-2N HCl.CrO 3Ag 2O:1. a mild oxidizing agent2. must be freshly prepared: NaOH into AgNO 3 (aq)3. may involve surface change, react with CO 2, lightSwern oxidation: (DMSO, oxalyl chloride, Et 3N)drawback: react at low T Collins reagent: (CrO 3 - 2 Py)1. drawback: use 6 equivalent, a messy reaction 2. must be very dry, fire easily; purify by CaH 23. an old oxidizing material, isolated by Collin.i. PCCii. PDCix. K 2R C OHO aldehyde1st alcohol2nd alcohol1st alcoholR C OHOR C ROR C HO 5-h i. PCC ii. PDCJOC, 1985, 50, 1332.N OCH 3OHPDC (pyridinium dichormate)(H 2Cr 2O 7 + 2 Py)PCC (pyridinium chlorochromate) (Py-HCl-CrO 3)most widely used use 1 - 1.2 eq.Pfitzner-Moffatt oxidationOO BrDMSOO OOH360 %Synth. Commun., 1986, 16, 1343.JOC, 1977, 42, 1991.Synthesis, 1981, 165.O I OOAcAcOpH 6: weak acid buffer, avoid interfere with ketal groupMcMurray reactioni. Corey approach: subtituted-quinone // H 3O +ii. Watt approacha. PhCHO // MCPBA // H 3O +b. ArPhO // MCPBA // H 3O +c. NBS // KOH // H 3O +PhOPh PhOPhNH 2Ph PhNH 2NC O H // H 3O +O O5-i.15-i.2i. Et 3N // H 3O +Nef reactionii. TiCl 3 / pH 1 or 6iii. SiO 2 / NaOH // H 3O +JACS, 1977, 99, 3861.iv. LDA / MoO 5-Py -v. NaOH // CH 3O OH 3O +vi. KMnO 4 / KOHChem. Rev. 1955, 55, 137.5-k IOOOH O(3 eq.)JACS, 2001, 123, 3183.CH 3CHO2. DDQ / TFA.Synthesis, 1979, 537.JCS, 1932, 1875.Ph-F / DMSO 3.1. SeO 2a select oxidantindrect: change to RC-OH followed by oxidation direct:1. DMAPO / DBU / CH 3CN i. DMSO / AgBF 4RBr DMSO / AgBF 4- Me 2SBull Soc. Jpn., 1981, 54, 2221.THL, 1974, 917.2. NaIO 4 / DMFO Br84 %oNaIO 4 / DMF a new method 3. DMSO reagents:ii. DMSO / ZnSRCHBrMeRC(O)MeDMSO BrOH OOH JACS, 2003, 68, 2480.ROAgBFTHL, 1975, 4467.C C R CHOHRR C C HC C R R'R C C HR C C ArR C C HC C R PhR C C Hsteric base, prevent Nu attack n -BuLi: not MeLi, or t -BuLi, fire easily RX: R-Br, R-TOS, RCHO, RC(O)Rn -BuLi / R'CHO // Ac 2O // KO t BuClOMeN Liiii.ii. (Ph 3P)2PdCl 2, CuI, Et 2NH / PhIi. n-BuLi / RX6-b6-a b c d e g 6-aC CC CC Csulfonic acid: PhSO 3H; sulfinic acid: PhSO 2H; sulfenic acid: PhSOHiv. CuI, NaI, Na 2CO 3, RC C CH 2ClR C C HCl CH 2CC R'RCCCH 2CCR'Synthesis, 2000, 691.RCH 2-SO 2Ph RC CHh f iRCH(CO 2H)-CH 3-C(O)-CH 3O OOXCRR'=CHXin fact: convert to C=C firstlyii. protect - deprotecti. move to terminal 6-cNH 2NHKuse: KAPAuse: Co (CO)8 // Fe(NO 3)3, EtOHJACS, 1975, 97, 891.6-duse: i. Br 2 / CCl 4 // KO t Bu6-euse: Pb(OAc)4, LiCl // KO t Bu // Br 2/CCl 4 // KO t Fe(NO 3)3: weak oxidizing agentii. Br 2 // KOHJA CS, 1941, 63, 1180.PhPhPhPh6-fi. NaBH 4, H 3O +, Br 2, KOtBuii. NH 2OH, NaNO 2 / H 2SO 4 // Ac 2O / DMAPiii. LDA, ClPO(OEt)2ON NODMAP:4-N,N-D i m ethyl a minop y ridinemixture ofAc 2O / DMAP:N NC CH 3O6-guse: TsNHNH 2 / EtOH, heatTHL, 1967, 3943.OHO3(l)O(MVK)CH 3CH CH 2Robinson Annulation German invention, as acylating agentLDA: Li N(iPr)2, ignored a long time, re-introduced by Michigan State U. became famous, appeared every weekHORLiNH 2 / NH 3 (l)RXuse: LiNH 2 / NH 3 (l) / R-XO Cl6-h6-i.JA CS, 1958, 80, 4599.JA CS, 1955, 77, 3293.Me PhHOSO 2CF 3Me C C Phvia:Me CPhJOC, 1978, 43, 364.ArAr'H Br Ar C C Ar'NaOEtvia:Ar Ar'Br i. NaOEt (when X = Br)ii. BuLi (when X = -OSO 2CF 3)?heatRCH=CH 2:PBu RCH 2CH 2-O-PBu 3RCH 2CH 2-OHPh-Se-PBu 3Ph-Se-CNmechanism:MCPBA OAc CO 2MeOAcMeO MeO 2CNO 2SeNOAcCO 2MeOAc MeOMeO 2Cminorapplied for reactions: without rearrangement;no regiosiomerCC (CO 2H)2 / benzeneOH PhPhOO Cl ClClClOCl Cl NC NCO iii. Pd-C; or Ni; Pt, Rhii. chloronaili. DDQ use base: DBNi. CH 3I / Ag 2ii. HCHO / HCO 222use: heatuse: heatb 7-i. p-TSOH.H 2O or CSA ii. weak acid: HOAc; HCO 2H; H 2C 2O 4use:C C HIC C H NH 2C C H OC(S)SMe C C H OAc C C H OMs C C H OH a7-i h gCCX C C C CC CHC O C Cf e dc b a 7--C(O)-CH 3CH-CH CH-CX C-OHjCX-CYNaI / Zn (Cu)i. Zn / acetonei. CSCl 2/C COMs OMs C C BrBrCCOH OHc7-CCOH Iii. CSCl 2 / P(OMe)3P NNPhPOCl 3 / py // Snvia:C C IIapplication: i. protect alkene: via Br 2 // ZnCCCCC 36 o C CCCC=C 31 o C CCCC C Cl Cl148 o CS OR ORC C BrOAcZn / HOAcOAcO AcOAcOBrOAcZn OOAc OAcOAcJOC, 1978, 43, 364.HOAc, 1998, 2113.ii. In / MeOH ii. purify compoundd7-e7-i. WCl 6 / RLi ii. LiPPh 2 / CH 3I product retention product inversionNa R C HC HCH 2CH 2CH 2OH OClRiii. Na(special structure):7-d.7-d.S R 1R 2R 1R 2(EtO)3Puse: (EtO)3PSynthesis , 1977, 1134.via : betaine, oxaphosphetane (NMR)Onot good for Ph 3P=CH 2function as base:expensivedifficult to prepareOEtCNPPh 3CNPPh 3H OPPh 3O CO 2Me+notPh 3P CH EtH C OCO 2Me notPh 3P CH CO 2MeEtH O++++stable ylid gives trans (E)unstable ylid gives cis (Z)water soluble, removed by extraction(comparison: O=PPh 3 highly soluble in organic solvent)use:LiPh SON MeCH 2// Al (Hg)Me 3SiCHR -Li +Ph 3SiCH 2-Li + === Ph 3SiCH 2Br + n-BuLi (exchange)Me 3SiC -H-MgBr === Me 3SiCH 2Cl + Mg (metal reduction)Ph 3SiC -HCH 2Ph === Ph 3SiCH=CH 2 + PhLi (addition to vinylsilane)Me 3SiC -HCO 2Et === Me 3SiCH 2CO 2Et + Li (metalation)Me 3SiCH=PPh 3 === Me 3SiCH 2PPh 3+ X - + KHRO = MeO-, EtO-use: (RO)2PO-CHR'use: Ph 3P-CHR'vi. Sulfoximide (Johnson C.)iii. Silyl Wittig Reaction (Peterson Reaction)ii. Phosphonate Wittig Reaction (Horner-Emmons Modification)i. Wittig Reaction 7-f7-f.Synthesis, 1984, 384.THL, 1981, 2751.JOC, 1968, 33, 780.iv. CH 2(ZnI)2Chem. Lett, 1995, 259.Synlett, 1988, 12, 1369.2CH 2(ZnI)2v. CH 2CHBr 2, Sm, SnI 2 / CrCl 3, THFRO Rvii. Grignard reagent:1. TMSCH MgCluse: TMSCH 2MgClTHL, 1973, 3497.THL, 1988, 4339. 2. NaOAc, AcOHmethylenationOC RR'3H advantages over the Wittig:1. by-products are more easily removed,2. reaction suffers less from steric effects.via:(olefination reaction)1953 discover7-f.2not for Wittig, ylid unstableJOC, 1978, 43, 3253.JACS, 1974, 96, 4706.Chem. Lett, 1973, 1041.TiCl 3-LiAlH 4 / THF TiCl 3 / Mg TiCl 4 / Zn TiCl 4 / K ii. McMurry Couplingi. use: N 2H 4 / H 2S / Pb(OAc)4BASF, 1973, 2147.via:Zn-CuP(OEt)1. H 2S2. Pb(OAc)431. H 2S2. Pb(OAc)4OON SN N N OSN NSON ON NNSN NON NO OSO ON NOO OO OTiCl 3N 2H 4g7-form trans alkene:form cis alkene:i. Li / NH 3; or other IA metals ii. Li / EtNH 2iii. LiAlH 4 / THFi. H 2 / Ni 2B (P-2 catalyst)ii. H 2 / Pd-CaCO 3 (Lindlar catalyst)iii. H 2 / Pd-BaSO 4iv. B 2H 6 / HOAc (Diborane)v. N 2H 2vi. HCHO / Pd-C / Et 3Nnot use H 2 / Pt: might convert to alkaneh7-all form trans alkene:i. R 2BH / Br-CN (hydroboration)C CHR HHii. DIBAL / n-BuLi / CH 3I (hydroalumination)iii. Cp 2ZrClH / RX (hydrozirconation)application: protecting groupvia dihalidevia halohydrinvia epoxidevia diene-olefin additionC=C C CX XC CH XC=CC COC=CC=CC=C C=CC=CC CC Cnot for double bond might moveMnO2 / Ph3P CH3 Br- / MTBDNNNCH3MTBD via diradicalJA CS, 1998, 100, 877.Ph Ph7-i7-j8-a 8-a.28-a.38-a.41. HI 3. TsCl / C 62. PI 3JCS, 1905, 87, 1592.CH OH CH I PI 38-a.12. F 3S-NEt 21.(DAST)SN SF O OOO Chem. Rev., 1996, 96, 1737.2FCH 3SO O OH ONCHCl 2CH 3 1. CF 3CHFCF 2NEt 22. HOAc / i PrOH$ 65 / 500 g $ 80 / 50 gPBr 3PI 3$ 35 / 1000 g PBr 3$ 500 / 125 gJOC, 1993, 58, 3800.8-C-XC-OH C(O)Z d c b a C-NH 2C=O 2. PPh 3 / I 2e C-H8-d8-d.RC O OH1. AgNO 3/KOH 2R Br Ber. 1942, 75, 296.8-d.2ClOClRhCl(PPh 3)38-b NaNO 2 / HCl / HBF 4 /Chem Rev., 1956, 56, 219.8-c CF 2Br 2 / ZnFF JCS.PT I, 1993, 335.8-e8-e.1I86 %I 2 / HNO 3JACS, 1917, 39, 437.8-e.3I / HNO PhCH 2C(O)CH 3PhCHC(O)CH 3FN SFO OF +Chem. Rev., 1996, 96, 1737.F-TEDA-BF 4, 1994, 149.F 2-N 2 / CFCl 3-CHCl 3JOC, 1988, 53, 2803.90 %1. regioselective fluorination at the more substituted positions2. electrophilic in natureF -N 33ONXR 1R 3OOR 2HMg(ClO 4)2R 1R 3O OR 2XNBX / Mg(ClO 4)2JOC, 2002, 67, 7429.8-e.2X = Cl, Br, IX = Cl, Br, INBXNBX:i.ii.iii.iv.RRFR = CH 3CO, COCF 3, CCl 3, NO 2 HF / electrolysis1.4-1.6 Valready industrilized NF 3O / TBAH / CH 3CNv.TBHA: TetrabutylammoniumhydroxideTHL, 2003, 44, 2799.9-a9-C-CH 3C-X a (CH 3)3AlMe 3Al98 %Organomet. Chem. Rev., 1996, 4, 47.CH 2Cl 2bridgehead methylationB 2H 6 / H 2NOSO 3HB 2H 6 / H 2NO CH 3CN / H 3O +B 2H 6 / NH 2Cl C-C-NHCOCH 3C=CC-C-NH 24-freductive amination!Leuckart reactionmost generalvia: hydrazone4. PhNHNH 2 // Al (Hg)2. Me 3SiN 3 // LiAlH 43. NH 3 (excess) // RaNi / H 21. RNH 2 // NaBH 3CN5. NH 4+HCO 2-4-e6. RNH 2 / n -Bu 2SnClH / HMPASynthesis, 2000, 789.5. P 4S 10 // RaNi4. Et 3O + BF 4- // NaBH 43. B 2H 62. NaBH 3(OCOR)1. LiAlH 46. Lawesson's reagent // RaNi4-h4-g4-g.a 4-g.b R C NH 2R C NH 2R'formform AlH 3 / THF BrC NBr NH 2JOC, 2000, 65, 8152.AlH 3TH, 1989, 30, 5137.JOC, 1987, 52, 3901.R'Li // NaBH 4R'MgX // NaBH 4R'MgX // Li/NH 3(l)R'2CuLi // NaBH 4TH, 1989, 30, 5139.JOC, 1993, 58, 4313.R C NR C NH 2R'4-iNH 2ONHOCH 3O PhI(OAc)23JOC, 1993, 58, 2478.RCO NH 2RCO NIPh OAcRN C OR NH COOCH 3CH 3OHPhI, OAcRPhI(OAc)4-i.2C NH 2RCH 2PhI(OAc)2 // KOH / CH 3OHC(OR)2C(SR)2h C-NH 2C-NO 2C N C C 5-ag f d c b a 5-C=C-OR C=C-SR C-OH C=N-OH C=N-H C=S C=O C=Ov. via: epoxysilaneRCO CRRCO CH 2R42SOCl H 3O +23OO2-CrO 4OONaBH 3H 3O +3ZnTsNHNH 2MeLiTMSCl MCPBA LAH324CH 2CORRCH 2CORRMsClKOtBuHgCl 3SSCH 2CORRPhCHOi. via: α-CO 2Hii. via: α-haloketoneiii. via: aldol processiv. via: thioenol etherRCO CH 2Rdrawback: require simple structure, use many powerful agents: MeLi, LAH, MCPBAe i j C-Br k C-Hii. MCPBAi. hydrolysis5-b5-c C=N-OHC=N-Hi. RaNi ii. TiCl 3iii. KMnO 4 / Al 2O 3H 3O +5-dHg 2+ / H 2O JOC, 1972, 37, 2138.JOC, 1970, 35, 858.HgSO 4 / H 2O / H 2O5-c.15-c.2THL, 2001, 42, 4775.1. DIBAL / H 3O +5-eStenphen reductionmostly for.Syn, 1925, 3, 1874.2. HCl./ SnCl 2 / Et 2O 5-e.1R -CH 2-CN5-e.25-e.3-CH 2-C OHR -CH -C OH R'R -CH -C O R"R'R'X / n -BuLiCH 3I R''MgBr H 3O +3.H 3O +B 2H 6 / H 2NOSO 3HB 2H 6 / H 2NO CH 3CN / H 3O +B 2H 6 / NH 2Cl C-C-NHCOCH 3C=CC-C-NH 24-freductive amination!Leuckart reactionmost generalvia: hydrazone4. PhNHNH 2 // Al (Hg)2. Me 3SiN 3 // LiAlH 43. NH 3 (excess) // RaNi / H 21. RNH 2 // NaBH 3CN5. NH 4+HCO 2-4-e6. RNH 2 / n -Bu 2SnClH / HMPASynthesis, 2000, 789.5. P 4S 10 // RaNi4. Et 3O + BF 4- // NaBH 43. B 2H 62. NaBH 3(OCOR)1. LiAlH 46. Lawesson's reagent // RaNi4-h4-g4-g.a 4-g.b R C NH 2R C NH 2R'formform AlH 3 / THF BrC NBr NH 2JOC, 2000, 65, 8152.AlH 3TH, 1989, 30, 5137.JOC, 1987, 52, 3901.R'Li // NaBH 4R'MgX // NaBH 4R'MgX // Li/NH 3(l)R'2CuLi // NaBH 4TH, 1989, 30, 5139.JOC, 1993, 58, 4313.R C NR C NH 2R'4-iNH 2ONHOCH 3O PhI(OAc)23JOC, 1993, 58, 2478.RCO NH 2RCO NIPh OAcRN C OR NH COOCH 3CH 3OHPhI, OAcRPhI(OAc)4-i.2C NH 2RCH 2PhI(OAc)2 // KOH / CH 3OHC(OR)2C(SR)2h C-NH 2C-NO 2C N C C 5-ag f d c b a 5-C=C-OR C=C-SR C-OH C=N-OH C=N-H C=S C=O C=Ov. via: epoxysilaneRCO CRRCO CH 2R42SOCl H 3O +23OO2-CrO 4OONaBH 3H 3O +3ZnTsNHNH 2MeLiTMSCl MCPBA LAH324CH 2CORRCH 2CORRMsClKOtBuHgCl 3SSCH 2CORRPhCHOi. via: α-CO 2Hii. via: α-haloketoneiii. via: aldol processiv. via: thioenol etherRCO CH 2Rdrawback: require simple structure, use many powerful agents: MeLi, LAH, MCPBAe i j C-Br k C-Hii. MCPBAi. hydrolysis5-b5-c C=N-OHC=N-Hi. RaNi ii. TiCl 3iii. KMnO 4 / Al 2O 3H 3O +5-dHg 2+ / H 2O JOC, 1972, 37, 2138.JOC, 1970, 35, 858.HgSO 4 / H 2O / H 2O5-c.15-c.2THL, 2001, 42, 4775.1. DIBAL / H 3O +5-eStenphen reductionmostly for.Syn, 1925, 3, 1874.2. HCl./ SnCl 2 / Et 2O 5-e.1R -CH 2-CN5-e.25-e.3-CH 2-C OHR -CH -C OH R'R -CH -C O R"R'R'X / n -BuLiCH 3I R''MgBr H 3O +3.H 3O +5-fH 3O +Hg 2+ / CH3CN (aq)C=C-OR C=C-SROCH 3OH 3O+SCH 3OHg 2+3OH 3O Hg 2+3H 3O+OO O SSS SSRSR O O OR OR 5-gHg 2+ / H 3O +H 3O + / solv (aq)H 3O + / solv (aq)Hg 2+ / H 3O +OR OROH OHH 3O + / solv (aq)a very common protecting group, deprotect back to ketoneHC OEt OEt OEtRMgX / H 3O +HC OEt OEt OEtRMgXRCHON H+2Cr 2O 7-2N HCl.CrO 3Ag 2O:1. a mild oxidizing agent2. must be freshly prepared: NaOH into AgNO 3 (aq)3. may involve surface change, react with CO 2, lightSwern oxidation: (DMSO, oxalyl chloride, Et 3N)drawback: react at low T Collins reagent: (CrO 3 - 2 Py)1. drawback: use 6 equivalent, a messy reaction 2. must be very dry, fire easily; purify by CaH 23. an old oxidizing material, isolated by Collin.i. PCCii. PDCix. K 2R C OHO aldehyde1st alcohol2nd alcohol1st alcoholR C OHOR C ROR C HO 5-h i. PCC ii. PDCJOC, 1985, 50, 1332.N OCH 3OHPDC (pyridinium dichormate)(H 2Cr 2O 7 + 2 Py)PCC (pyridinium chlorochromate) (Py-HCl-CrO 3)most widely used use 1 - 1.2 eq.Pfitzner-Moffatt oxidationOO BrDMSOO OOH360 %Synth. Commun., 1986, 16, 1343.JOC, 1977, 42, 1991.Synthesis, 1981, 165.O I OOAcAcOpH 6: weak acid buffer, avoid interfere with ketal groupMcMurray reactioni. Corey approach: subtituted-quinone // H 3O +ii. Watt approacha. PhCHO // MCPBA // H 3O +b. ArPhO // MCPBA // H 3O +c. NBS // KOH // H 3O +PhOPh PhOPhNH 2Ph PhNH 2NC O H // H 3O +O O5-i.15-i.2i. Et 3N // H 3O +Nef reactionii. TiCl 3 / pH 1 or 6iii. SiO 2 / NaOH // H 3O +JACS, 1977, 99, 3861.iv. LDA / MoO 5-Py -v. NaOH // CH 3O OH 3O +vi. KMnO 4 / KOHChem. Rev. 1955, 55, 137.5-k IOOOH O(3 eq.)JACS, 2001, 123, 3183.CH 3CHO2. DDQ / TFA.Synthesis, 1979, 537.JCS, 1932, 1875.Ph-F / DMSO 3.1. SeO 2a select oxidantindrect: change to RC-OH followed by oxidation direct:1. DMAPO / DBU / CH 3CN i. DMSO / AgBF 4RBr DMSO / AgBF 4- Me 2SBull Soc. Jpn., 1981, 54, 2221.THL, 1974, 917.2. NaIO 4 / DMFO Br84 %oNaIO 4 / DMF a new method 3. DMSO reagents:ii. DMSO / ZnSRCHBrMeRC(O)MeDMSO BrOH OOH JACS, 2003, 68, 2480.ROAgBFTHL, 1975, 4467.C C R CHOHRR C C HC C R R'R C C HR C C ArR C C HC C R PhR C C Hsteric base, prevent Nu attack n -BuLi: not MeLi, or t -BuLi, fire easily RX: R-Br, R-TOS, RCHO, RC(O)Rn -BuLi / R'CHO // Ac 2O // KO t BuClOMeN Liiii.ii. (Ph 3P)2PdCl 2, CuI, Et 2NH / PhIi. n-BuLi / RX6-b6-a b c d e g 6-aC CC CC Csulfonic acid: PhSO 3H; sulfinic acid: PhSO 2H; sulfenic acid: PhSOHiv. CuI, NaI, Na 2CO 3, RC C CH 2ClR C C HCl CH 2CC R'RCCCH 2CCR'Synthesis, 2000, 691.RCH 2-SO 2Ph RC CHh f iRCH(CO 2H)-CH 3-C(O)-CH 3O OOXCRR'=CHXin fact: convert to C=C firstlyii. protect - deprotecti. move to terminal 6-cNH 2NHKuse: KAPAuse: Co (CO)8 // Fe(NO 3)3, EtOHJACS, 1975, 97, 891.6-duse: i. Br 2 / CCl 4 // KO t Bu6-euse: Pb(OAc)4, LiCl // KO t Bu // Br 2/CCl 4 // KO t Fe(NO 3)3: weak oxidizing agentii. Br 2 // KOHJA CS, 1941, 63, 1180.PhPhPhPh6-fi. NaBH 4, H 3O +, Br 2, KOtBuii. NH 2OH, NaNO 2 / H 2SO 4 // Ac 2O / DMAPiii. LDA, ClPO(OEt)2ON NODMAP:4-N,N-D i m ethyl a minop y ridinemixture ofAc 2O / DMAP:N NC CH 3O6-guse: TsNHNH 2 / EtOH, heatTHL, 1967, 3943.OHO3(l)O(MVK)CH 3CH CH 2Robinson Annulation German invention, as acylating agentLDA: Li N(iPr)2, ignored a long time, re-introduced by Michigan State U. became famous, appeared every weekHORLiNH 2 / NH 3 (l)use: LiNH 2 / NH 3 (l) / R-XO Cl6-h6-i.JA CS, 1958, 80, 4599.JA CS, 1955, 77, 3293.Me PhHOSO 2CF 3Me C C Phvia:MeCPhJOC, 1978, 43, 364.ArAr'HBr Ar C C Ar'NaOEtvia:Ar Ar'Bri. NaOEt (when X = Br)ii. BuLi (when X = -OSO 2CF 3)?heatRCH=CH 2:PBu RCH 2CH 2-O-PBu 3RCH 2CH 2-OHPh-Se-PBu 3Ph-Se-CNmechanism:MCPBA OAc CO 2MeOAcMeO MeO 2CNO 2SeNOAcCO 2MeOAc MeOMeO 2Cminorapplied for reactions: without rearrangement;no regiosiomerCC (CO 2H)2 / benzeneOH PhPhOO Cl ClClClOCl Cl NC NCO iii. Pd-C; or Ni; Pt, Rhii. chloronaili. DDQ use base: DBNi. CH 3I / Ag 2ii. HCHO / HCO 222use: heatuse: heatb 7-i. p-TSOH.H 2O or CSA ii. weak acid: HOAc; HCO 2H; H 2C 2O 4use:C C HIC C H NH 2C C H OC(S)SMe C C H OAc C C H OMs C C H OH a7-i h gCCX C C C CC CHC O C Cf e dc b a 7--C(O)-CH 3CH-CH CH-CX C-OHjCX-CYNaI / Zn (Cu)i. Zn / acetonei. CSCl 2/C COMs OMs C C BrBrCCOH OHc7-CCOH Iii. CSCl 2 / P(OMe)3P NNPhPOCl 3 / py // Snvia:C C IIapplication: i. protect alkene: via Br 2 // ZnCCCCC 36 o C CCCC=C 31 o C CCCC C Cl Cl148 o CS OR ORC C BrOAcZn / HOAcOAcO AcOAcOBrOAcZn OOAc OAcOAcJOC, 1978, 43, 364.HOAc, 1998, 2113.ii. In / MeOH ii. purify compoundd7-e7-i. WCl 6 / RLi ii. LiPPh 2 / CH 3I product retention product inversionNa R C HC HCH 2CH 2CH 2OH OClRiii. Na(special structure):7-d.7-d.S R 1R 2R 1R 2(EtO)3Puse: (EtO)3PSynthesis , 1977, 1134.via : betaine, oxaphosphetane (NMR)Onot good for Ph 3P=CH 2function as base:expensivedifficult to prepareOEtCNPPh 3CNPPh 3H OPPh 3O CO 2Me+notPh 3P CH EtH C OCO 2Me notPh 3P CH CO 2MeEtH O++++stable ylid gives trans (E)unstable ylid gives cis (Z)water soluble, removed by extraction(comparison: O=PPh 3 highly soluble in organic solvent)use:LiPh SON MeCH 2// Al (Hg)Me 3SiCHR -Li +Ph 3SiCH 2-Li + === Ph 3SiCH 2Br + n-BuLi (exchange)Me 3SiC -H-MgBr === Me 3SiCH 2Cl + Mg (metal reduction)Ph 3SiC -HCH 2Ph === Ph 3SiCH=CH 2 + PhLi (addition to vinylsilane)Me 3SiC -HCO 2Et === Me 3SiCH 2CO 2Et + Li (metalation)Me 3SiCH=PPh 3 === Me 3SiCH 2PPh 3+ X - + KHRO = MeO-, EtO-use: (RO)2PO-CHR'use: Ph 3P-CHR'vi. Sulfoximide (Johnson C.)iii. Silyl Wittig Reaction (Peterson Reaction)ii. Phosphonate Wittig Reaction (Horner-Emmons Modification)i. Wittig Reaction 7-f7-f.Synthesis, 1984, 384.THL, 1981, 2751.JOC, 1968, 33, 780.iv. CH 2(ZnI)2Chem. Lett, 1995, 259.Synlett, 1988, 12, 1369.2CH 2(ZnI)2v. CH 2CHBr 2, Sm, SnI 2 / CrCl 3, THFRO Rvii. Grignard reagent:1. TMSCH MgCluse: TMSCH 2MgClTHL, 1973, 3497.THL, 1988, 4339. 2. NaOAc, AcOHmethylenationOC RR'3H advantages over the Wittig:1. by-products are more easily removed,2. reaction suffers less from steric effects.via:(olefination reaction)1953 discover7-f.2not for Wittig, ylid unstableJOC, 1978, 43, 3253.JACS, 1974, 96, 4706.Chem. Lett, 1973, 1041.TiCl 3-LiAlH 4 / THF TiCl 3 / Mg TiCl 4 / Zn TiCl 4 / K ii. McMurry Couplingi. use: N 2H 4 / H 2S / Pb(OAc)4BASF, 1973, 2147.via:Zn-CuP(OEt)1. H 2S2. Pb(OAc)431. H 2S2. Pb(OAc)4OON SN N N OSN NSON ON NNSN NON NO OSO ON NOO OO OTiCl 3N 2H 4g7-form trans alkene:form cis alkene:i. Li / NH 3; or other IA metals ii. Li / EtNH 2iii. LiAlH 4 / THFi. H 2 / Ni 2B (P-2 catalyst)ii. H 2 / Pd-CaCO 3 (Lindlar catalyst)iii. H 2 / Pd-BaSO 4iv. B 2H 6 / HOAc (Diborane)v. N 2H 2vi. HCHO / Pd-C / Et 3Nnot use H 2 / Pt: might convert to alkaneh7-all form trans alkene:i. R 2BH / Br-CN (hydroboration)C CHR HHii. DIBAL / n-BuLi / CH 3I (hydroalumination)iii. Cp 2ZrClH / RX (hydrozirconation)application: protecting groupvia dihalidevia halohydrinvia epoxidevia diene-olefin additionC=C C CX XC CH XC=CC COC=CC=CC=C C=CC=CC CC Cnot for double bond might moveMnO2 / Ph3P CH3 Br- / MTBDNNNCH3MTBD via diradicalJA CS, 1998, 100, 877.Ph Ph7-i7-j8-a 8-a.28-a.38-a.41. HI 3. TsCl / C 62. PI 3JCS, 1905, 87, 1592.CH OH CH I PI 38-a.12. F 3S-NEt 21.(DAST)SN SF O OOO Chem. Rev., 1996, 96, 1737.2FCH 3SO O OH ONCHCl 2CH 3 1. CF 3CHFCF 2NEt 22. HOAc / i PrOH$ 65 / 500 g $ 80 / 50 gPBr 3PI 3$ 35 / 1000 g PBr 3$ 500 / 125 gJOC, 1993, 58, 3800.8-C-XC-OH C(O)Z d c b a C-NH 2C=O 2. PPh 3 / I 2e C-H8-d8-d.RC O OH1. AgNO 3/KOH 2R Br Ber. 1942, 75, 296.8-d.2ClOClRhCl(PPh 3)38-b NaNO 2 / HCl / HBF 4 /Chem Rev., 1956, 56, 219.8-c CF 2Br 2 / ZnFF JCS.PT I, 1993, 335.8-e8-e.1I86 %I 2 / HNO 3JACS, 1917, 39, 437.8-e.3I / HNO PhCH 2C(O)CH 3PhCHC(O)CH 3FN SFO OF +Chem. Rev., 1996, 96, 1737.F-TEDA-BF 4, 1994, 149.F 2-N 2 / CFCl 3-CHCl 3JOC, 1988, 53, 2803.90 %adamantane1. regioselective fluorination at the more substituted positions2. electrophilic in natureF -N 33OO N XR 1R 3OOR 2H Mg(ClO 4)2R 1R 3O OR 2X NBX / Mg(ClO 4)2JOC, 2002, 67, 7429.8-e.2X = Cl, Br, IX = Cl, Br, INBXNBX:i.ii.iii.iv.RRFR = CH 3CO, COCF 3, CCl 3, NO 2 HF / electrolysis1.4-1.6 Valready industrilized NF 3O / TBAH / CH 3CNv.TBHA: TetrabutylammoniumhydroxideTHL, 2003, 44, 2799.9-a9-C-CH 3C-X a (CH 3)3AlMe 3Al98 %Organomet. Chem. Rev., 1996, 4, 47.CH 2Cl 2bridgehead methylation。
官能团互相转化
i 5-7-g f e d c b a e d c b a i h g f ed c ba h g f e d cb a h g f e dc b a 6-4-3-1-2-i h g f ed c b a C=C -C(O)-CH 3CH-CH CH-CX Functional Group InterconversionC=CC C C=CC C RCH 2-SO 2Ph RC CH CC C C C C CC C C=O C-C(O)Z C=C C=O C-OH C-X C-N C-H C-N C=O C---OH C-OC(O)R C-X C-OCH 2OR C-NH 2C-OR C-H C-OH C=C C-H C(O)OR C-(OR)2C-OH C-ORC-CHO C-CO 2H C-CN C=C C=O C-S C-X C-OH C-H C=C j C(O)XhC Nj kCC 8-C-Xi C-OHC-OH C(O)Z dc b a ed c b a f C-NH 2C-Hj CX-CYC CXC=O h g f iC CH RCH(CO 2H)-CH 3-C(O)-CH 3O OOXCRR'=CHXjC O C-NH 2C-CN9-C-CH 3C-Xa e C=O1-atriflmesytosyS O O O RCH 2CF 3S OO O RCH 2CH 3CH 3CH 3CH 3OH (2). for 3' alcohol:LiAlH 4(1). for 1', 2' alcohol:1-i h g f e dc b a C-CHO C-CO 2HC-CN C=C C=O C-SC-NH 2C-X C-OH C-H CH 3CH3CH 3H n -Bu 3SnH C S O PhClRCH 2-HCH 3SOO O RCH 2CH 3S OOCl RCH 2OHjC(O)XPh 2SiHCl / InCl 3PhPhPhPhJOC, 2001, 66, 7741.ii. Ph 2SiHCl / InCl 3i. p -TsCl // LiAlH 4i. ClC(S)OPh // n -Bu 3SnH Cl 22via:a unique L accelerateInCl 3indium tri ii. Et 3SiH / Lewis acidJ. Org. Chem. 2000, 65, 6179JOC, 2000, 65, 6179.2rt, 3 hr1-bBu 3SnH: (l), easy to rem Ph 3SnH: (s), hard to rem Me 3SnH: too volatile, tounstable in acid, form H 2 gasNaBH 3CN: stable at pH 5-6hygroscopic, dried self, suggest: buy sma(Grignard reageH 2OMg / Et O JOC, 1969, 34, 3923.HBrNa / NH 3; Li / NH 3; Na / EtOH Zn; Fe; Sn; Mg(3). metal reduction(2). hydride reduction(1). free radical reductionJACS, 1972, 94, 8905.n -Bu 3SnH HBrNaBH 4 / InCl 3 / CH 3CNradical reagentn -Bu 3SnH / AlBN JA CS, 2002, 124, 906.i iii NaBH 3CNi LiAlH 4i ii ii NaBH 4ii THL, 1969, 3095.JOC, 1976, 41, 3064.iv LiBHEt 3 (super hydride)JCS Perkin Trans I, 1973,654.(3). L iAlH 4 / CuCl 2NaBH 4 / NiCl 2NaBHEt 3 / FeCl 2 (or CoCl 2, VCl 3)(2). Li / NH 3(1). Raney Ni BuLi1-d1-cRCH 2-HRCH 2NH 2radical mechanismChemistry:R-SH R-S-R R 2SO R 2SOR-SS-Rremove: Hg +; Ni(1).(2).Ar-H2H PO Ar-NH 2RCH 2NH 2RCH 2NMe 3R=CH 2R-CH 3(4).X-RCH 2NMe 3OH -p-TsClp-TsCl2(3).Ar-NH 2Ar-Hbasicneutral acidic1-e(2). thioketal:(3). Wolff-Kishner reduction:(5). Tosylhydrazone reduction (Shapiro reaction):(modified Wolff-Kishner reduction):)(6). enol derivatives: SHSH / BF 3, CH 2Cl 2 // RaNiN 2H 4, OH -, heatTsNHNH 2Tf 2O /N// H 2 / PtO 2preparation: HgCl 2 into Znsimilar: Sn / HCl(4). Pd-C / HCO 2NH 4: mild, efficient(7). Et 3SiH / CF 3COOHPhONO 21-fb.p. ~ 230 Chighly toxic, cancer suspected agent?= HMPT: h exa m ethyl p hosphoric t riamide (Me2N)3P=O(3). organic electrochemistryβ(1). particular structure:1-g(1). K / Al2O3K / HMPA(2). Na / NH31-h(2). normal structure: SOCl2JOC, 1980, 45, 3227HMPA: h exa m ethyl p hosphor a mide (Me2N)3P=Oyes for white mouse, uncertain for humanmodified to: N NO1-i(1). RhCl(PPh 3)3 (Wilkinson's cat)(2). Rh(DPPD)2+ Cl -DPPD = Ph 2P-CH 2CH 2-PPh 21-jHSiEt 3 / B(C 6F 5)3activator / hydride sourceRCH 2 OR OO RR OROR RCH 2 OCH 2CH2OH(3). AlCl 3 / LiAlH 4(2). HCl / NaBH 3(CN)(1). h / HSiCl 32-bN NH/ TBDMS-ClTBDPS-ClEt 3N / TMS-Clacid: H 2SO 4H 3PO 4BF 3-Et 2ORC-OCH 2CH=CH2RC-OCPh 3 = RC -OTr RC-O t BuRC-OCH 3RC-OSiR 3RC-OCH 2Ph = RC-OBZl = RC-OBni. Willianson s ii. stability of s iii. abbrev.: TBSilyl group:i. S N ii. abbreviation iii. advantage: Willianson st -Butyl group:i. abbreviati ii. deprotectiPhCH 2-ClPhCH 2-Br: reactivity goodPhCH 2-I: reactivity better than PhCH 2Br, generated in situ, PhCH 2Br + NaIPhCH 2-X: Benzyl- group:i. Williamson ii. not a goodMe group:CH 3-X: CH 3I; CH 3OSO 2R; (CH 3)3O + BF 4-, (CH 3)2SO 4base: NaH, n -BuLi, Ag 2O(4). t -Bu: acid cat /(3). allyl: base /Br (6). silyl: Et 3N / R 3SiCl(5). trityl: py // Ph 3C-Br(2). PhCH 2-: base / PhCH 2-X e d cb a 2-RC=C RC-H RC(O)ORRC-(OR)2RC-OH RC-OR (1). Me: base / CH 3-X2-a (7). acetal / ketal: (see 3e)fRC-CNgenerate H 2, or butane gasJOC, 1988, 53, 2985.trimethyloxonium tetrafluoroborateJCS, 1930, 2166.(8). ArF / CsFROHradical mechanism: SiCl 3t-BuORaNi with C=S2-c2-d (1). hv / HSiCl 3(2). HCl / tBu-OO-t Bu(4). BF 3 / NaBH 42-e2-e.vi. H 2O 2, t -BuOH, MnSO 4 // NaHCO 3, pH 8HO 2new, cheap,, simple, green chemistryOOHOOBr 2Br 2 / ROH2-f ROH / HClEtCNEt C OEt OEtOEtHClJA CS, 1942, 64, 1825.C-OH C-H C-OR C-NH 2C-X 3-a b c d3-a(1). [PhI(OAc)-O]2-Mn(TPP)(2). organic electrochemistry(3). X 2 / hv // OH -3-a.13-a.23-a.3(1) Me 3SiCl // MPCBA//H 3O +(2). O 2, LDA, (EtO)3PJA CS, 1975, 97, 6909.i h g f e C=O C---OH C-OC(O)RC-OCH 2OR C=Cj C O(1). Me: application: deprotecting (2). PhCH 2-(5). trityl:(6). silyl: (3). allyl: (4). t-Bu: RC-OCH 2Ph = RC-OBZl = RC-OBnRC-OSiR 3RC-OCH 3RC-OtBuRC-OCPh 3 = RC-OTr RC-OCH 2CH=CH2Ni. TMSIii. BF 3-Et 2O // R-SH (or HS-CH 2CH 2-SH)iii. BBr 3 / CH 2Cl 2, 0-10 Cvi.i. H 2 / Pd-C ii.CN CN Cl ClO, OH -O CH 2OCH 3RhCl(PPh 3)3, H 3O +Oi. TFA (CF 3CO 2H)ii. HBr / HOAc iii. TMS-Ii. HOAc: weak acid: good leaving groupii. H 2need stronger acidi. F - : HF, Py-H + F -; n +--SiMe 3-SiBuMe 2-SiBuPh 2if HOBr: OK for TMDMSJOC, 1987, 52, 4973.JOC, 1973, 38, 3224.iv. AlCl 3 / RSH THL, 2001, 42, 9207.v./ heatCl -N H3-b triphenylmethylorganic base: TMG3-c(1). OH -(2). KO 2 / DMSO 3-d not practically useful: R-OH cheaper than R-XJOC, 1975,40, 1678.(2). Na 2[Fe(CN)5(NO)] / K 2CO 3 / H 2O3-e(1). Symmetry:ketal: use H 3O +acetal: use H 3O +(2). unsymetry:RO-MOM RO-MEM RO-MTM RO-THPi. H 3O +p -TsOH / MeOHi. H 3O +; ii. ZnBr 2 / CH 2Cl 2HgCl 2 / CH 3CN (aq.)actually, acetal exchange (3). Ag 2O / H 2OTHL, 1975, 3183.JOC, 1986, 51, 3913RO 2C (CH 2)3CHRNH 2RO 2C (CH 2)3CHROHNa 2[Fe(CN)5(NO)]2323-f(1). base: KHCO 3 (or K 2CO 3, NH 3) / MeOH; NaOH (1 %, or 0.5 N)(3). RED: (2). acid: H 3O +PPh 3 / DEAD / RCO 2H // OH -3-gMitsunobu inversionSynthesis, 1981, 1.JOC, 1987, 52, 4235.common esters:formate = HCO 2R ------------------------ KHCO 3 (ortrifluoroacetate = CF 3CO 2R ------------ KHCO 3 (oracetate = CH 3CO 2R = ROAc --------- KHCO 3 (or Kbenzoate = PhCO 2R = ROBz -------- NaOH (1 %)pivalate = t Bu-CO 2R = ROPv ------ NaOH (0.5 N*HOi LiAlH 4ii. NaAlH 2(OCH 2CH 2OCH 3)CH 3O 2CCO 2CH 3HOOHNaAlH 2(OCH 2CH 2OCH 3)2C 6H 6, r.t.hydride:electron:Na / NH 3AGIEE, 2002, 41, 3028.JACS, 1972, 94, 7159.LAH ------------ almost all: ald, ketone, acie, ester, acyl X, anhydride NaBH 4 --------------- not for acid, ester (but LiBH 4 work for ester)B 2H 6 --------------- not for ester, acyl X, anhydride; from top:LiAlH 4; NaBH 4; Na / NH 3Al (O i Pr)3 / i PrOH ----------- Meerwein-Pondorf-Verley rxn IrCl 4 / i PrOH / P(OMe)3 ------ Henbest rxn LiBH(sec Bu)3 ------------------ H. C. Brownfrom bottom:(2). stereoselective:(1). regioselective:3-h (3). HCHO reagent:Me CHO MeOHHCHOKOHJACS, 1935, 511, 903.CH 3CHOC(CH 2OH)42Org.Syn, 1925, 4, 53.HCHO / KOHHCHO / Ca(OH)2Synthesis, 1994, 1007.PhNO 2OPhBH / SMe OBH 3 / THF solvent: THF, SMe 23-iR 3B, HOCH 2CH 2OH // H 2O 2 // NaOHJOC, 1986, 51, 4925.CORB RR 3BCRRCRR R 3CB OOH 2O 2R 3B O O OHOB R 3Cpractice3-k OOHOHOHOHOOHOH OHOHOHJOC, 1967, 32, 3452.H 2Hg ((3). B 2H 6, H 2O 2 / OH -, H 2O(2). Hg(OAc)2, H 2O // NaBH 4(1). H 3O +3-j3-j.13-j.2hydration:(1). KMnO 4 / NaOH (2). OsO 4(3). H 2O 2/HCO 2H (4). Na / EtOHcistran cis +trancis3Me 2NNN CH 3HClh νN CH 3HH +NCSN CH 3Cl NHCH21. LAH R 3C NH 2R C NR 2R C NHR R 3C OHR 2C OH RC OH R C NH 2tertiarysecondary primary Compare nomenclature class:not a very useful reactionC-N C-H C-N C-X C-OH C=OC=C 4-a b c d e f g 4-aSO 2NH 2Ph I OAcOAcS OON I Ph Fe (TPP)ClS OONH 2TPPN N2. NaN 3N C O1. SO 2Cl 2C O 2h i C N C (O)X C -C(O)XNH 22RC NO 2RC NH 2iii4-b CF 3CO 3H // Fe / HOAc1. many reducing agents4-b.14-b.21.2.3.4.Fe 3(CO)12 / CH 3OH JOC, 1972, 37, 930.NaBH 4 / Pd-C Na 2S Sn / HCl Vogel's 12.57Vogel's 12.58Vogel's 12.595.H 2 / Pt (S)-Csulfided platium not affect: aromatic rings, ketones, halides, nitrileJACS, 1933, 55, 4579.2HCHO NMe 2CO 2EtNH 2CO 2EtRC NCC NR C CRC NH 2iC N R NN+-C NRR'ii1. HCHO / HCO 2H 1. RBCl 2 / base1. HC(OEt)3 // NaBH 4;2. R 2CO // NaBH 3CN NH 2N CH 3CH 3HCHO N 3NHBCl 2NH 2COOHN COOHHCH 3NaBH 4b.3 2. HCHO // H 2 / Pd-CN 3NO 2MeO 2CNaBH 422rt NH 2NO 2MeO 2Cmild conditionhigh yieldnot affect:: NO2. NaBH 4 / CoCl 2-6H 2Onot good, usually2. Delepine3. NaN 3/ RED4-d4-c 5. Unpolung4. NaN 3 / RED3. Delepine2. Gabriel:1. NH 3N OO K N 2H 42Oi. LAH, NaBH 4ii. H 2 / catiii Zn / HCl; Al (Hg)i. Mg // NH 2Clii. Mg // PhSCH 2-N 3commercial available, tetramer of Me 3N24. CBr 4, PPh 3, NaN 3, DMF // PPh 3 / THFJOC, 2000, 65, 7110.urm heB 2H 6 / H 2NOSO 3HB 2H 6 / H 2NO CH 3CN / H 3O +B 2H 6 / NH 2Cl C-C-NHCOCH 3C=CC-C-NH 24-freductive amination!Leuckart reactionmost generalvia: hydrazone4. PhNHNH 2 // Al (Hg)2. Me 3SiN 3 // LiAlH 43. NH 3 (excess) // RaNi / H 21. RNH 2 // NaBH 3CN5. NH 4+HCO 2-4-e6. RNH 2 / n -Bu 2SnClH / HMPASynthesis, 2000, 789.5. P 4S 10// RaNi4. Et 3O + BF 4- // NaBH 43. B 2H 62. NaBH 3(OCOR)1. LiAlH 46. Lawesson's reagent // RaNi4-h4-g4-g.a 4-g.b R C NH 2R C NH 2R'formform AlH 3 / THF BrC NBr NH 2JOC, 2000AlH 3TH, 1989, 30, 5137.JOC, 1987, 52, 3901.R'Li // NaBH 4R'MgX // NaBH 4R'MgX // Li/NH 3(l)R'2CuLi // NaBH 4TH, 1989, 30, 5139.JOC, 1993, 58, 4313.R C N4-iNH 2ONHOCH 3O PhI(OAc)23JOC, 199RCO NH 2RCO NIPh OAcPhI, OARCPhI(OAc)4-i.2C NH 2RCH 2PhI(OAc)2 // KOH / CH 3OHC(OR)2C(SR)2hC-NH2C-NO2C NC C5-agfdcba5-C=C-ORC=C-SRC-OHC=N-OHC=N-HC=SC=OC=Ov. via: epoxysilaneR COCRR COCH2R42SOCl H3O+23OO2-HBr CrO4OOKOHNaBHCeCl3H3O+3ZnZnTsNHNH2MeLi TMSCl MCPBA LAH324CH2CORRCH2CORR3S SCH2CORRPhCHOi. via:α-CO2Hii. via: α-haloketoneiii. via: aldol processiv. via: thioenol etherR COCH2Rdrawback: require simple structure, use many powerful agents: MeLi, LAH, MCPBAeij C-Brk C-Hii. MCPBAi. hydrolysis5-b5-c C=N-OHC=N-Hi. RaNi ii. TiCl 3iii. KMnO 4 / Al 2O 3H 3O +5-dHg 2+ / H 2O JOC,JOC,HgSO 4 / H 2O / H 2O5-c.15-c.2THL, 2001, 42, 4775.1. DIBAL / H 3O +5-eStenphen reductionmostly for2. HCl./ SnCl 2 / Et 2O 5-e.1R -CH 2-C N5-e.25-e.3-CH 2-C OHR -CH -C OH R -CH -C O R"R'R'X / n -BuLiCH 3I R''MgBr H 3O +3.H 3O +5-fH 3O +Hg 2+ / CH3CN (aq)C=C-OR C=C-SROCH 3OH 3O+SCH 3OHg 2+3OH 3O Hg 2+3H 3O+O OO SSS SSR SR OO OR OR 5-gHg 2+ / H 3O +H 3O + / solv (aq)H 3O + / solv (aq)Hg 2+ / H 3O +OR OROH OHH 3O + / solv (aq)a very common protecting group, deprotect back to ketoneHC OEt OEt OEtRMgX / H 3O +HC OEt OEt OEtRMgXRCHON H+2Cr 2O 7-2N HCl.CrO 3Ag 2O:1. a mild oxidizing agent2. must be freshly prepared: NaOH into AgNO 3 (aq)3. may involve surface change, react with CO 2, lightSwern drawb Collins reagent: (CrO 3 - 2 Py)1. drawback: use 6 equivalent, a messy reaction 2. must be very dry, fire easily; purify by CaH 23. an old oxidizing material, isolated by Collin.i. PCCii. PDCix. K 2R C OHO aldehyde1st alcohol2nd alcohol1st alcoholR C OHOR C ROR C HO 5-h i. PCC ii. PDCN OCH 3OHPDC (pyridinium dichormate)(H 2Cr 2O 7 + 2 Py)PCC (pyridinium chlorochromate) (Py-HCl-CrO 3)most widely used use 1 - 1.2 eq.PfitzOO BrDMSOO OOH360 %Synth. Commun., 1986, 16, 1343.JOC, 1977, 42, 1991.O I OOAcAcOpH 6: weak acid buffer, aMcMurray reactioni. Corey approach: subtituted-quinone // H 3O +ii. Watt approacha. PhCHO // MCPBA // H 3O +b. ArPhO // MCPBA // H 3O +c. NBS // KOH // H 3O +5-iPhOPh PhOPhNH 2Ph PhNH 2NC O H // H 3O +OO5-i.15-i.2i. Et 3N // H 3O +Nef reactionii. TiCl 3 / pH 1 or 6iii. SiO 2 / NaOH // H 3O +JACS, 1977, 99, 3861.iv. LDA / MoO 5-Py -v. NaOH // CH 3O OH 3O +vi. KMnO 4 / KOHChem. Rev. 1955, 55, 137.5-j5-k IOOOH O(3 eq.)JACS, 2001, 123, 3183.CH 3CHO2. DDQ / TFA.Synthesis, 1979, 537.JCS, 1932, 1875.Ph-F / DMSO 3.1. SeO2a select oxidantindrect: change to RC-OH followed by oxidation direct:1. DMAPO / DBU / CH 3CN i. DMSO / AgBF 4RBrBull Soc. Jpn., 1981, 54, 2221.THL, 1974, 917.2. NaIO 4 / DMFO Br84 %oNaIO 4 / DMF a new method 3. DMSO reagents:ii. DMSO / ZnSRCHBrMeRC(O)MeDMSO BrOH OOH JACS, 2003, 68, 2480.AgBFTHL, 1975, 4467.C C R CHOHRR C C HC C R R'R C C HR C C ArR C C HC C RPhR C C Hsteric base, prevent Nu attackn -BuLi: not MeLi, or t -BuLi, fire easily RX: R-Br, R-TOS, RCHO, RC(O)Rn -BuLi / R'CHO // Ac 2O // KO t BuClOMeN Liiii.ii. (Ph 3P)2PdCl 2, CuI, Et 2NH / PhIi. n-BuLi / RX6-b6-a b c d e g 6-aC CC CC Csulfonic aciiv. CuI, NaI, Na 2CO 3, RC C CH 2ClR C C HCl CH 2CC R'RCCCH 2CRCH 2-SO 2Ph RC CHh f iRCH(CO 2H)-CH 3-C(O)-CH 3O OOXCRR'=CHXin fact: convert to C=C firstlyii. protect - deprotecti. move to terminal 6-cNH 2NHKuse: KAPAuse: Co (CO)8 // Fe(NO 3)3, EtOHJACS, 1975, 97, 891.6-duse: i. Br 2 / CCl 4 // KO t Bu6-euse: Pb(OAc)4, LiCl // KO t Bu // Br 2/CCl 4 // KO t Fe(NO 3)3: weak oxidizing agentii. Br 2 // KOHJA CS, 1941, 63, 1180.PhPhPhPh6-fi. NaBH 4, H 3O +, Br 2, KOtBuii. NH 2OH, NaNO 2 / H 2SO 4 // Ac 2O / DMAPiii. LDA, ClPO(OEt)2OO6-guse: TsNHNH 2 / EtOH, heatTHL, 1967, 3943.OO(MVK)CH 3CH CH 2Robinson Annulation LDA: L bHORLiNH 2 / NH 3 (l)RXuse: LiNH 2 / NH 3 (l) / R-XO Cl6-h6-i.JA CS, 1958, 80, 4599.JA CS, 1955, 77, 3293.Me PhHOSO 2CF 3Me C C Phvia:Me CPhJOC, 1978, 43,ArAr'H Br Ar C C Ar'NaOEti. NaOEt (when X = Br)ii. BuLi (when X = -OSO 2CF 3)MCPBA OAc CO 2MeOAcMeO MeO 2CNO 2SeNOAcCO 2MeOAc MeOMeO 2C(CO 2H)2 / benzeneOH PhOO Cl ClClClOCl Cl NC NCO iii. Pd-C; or Ni; Pt, Rhii. chloronaili. DDQ use base: DBNi. CH 3I / Ag 2ii. HCHO / HCO 222use: heatuse: heatb 7-i. p-TSOH.H 2O or CSA ii. weak acid: HOAc; HCO 2H; H 2C 2O 4use:C C HIC C H NH 2C C H OC(S)SMe C C H OAc C C H OMs C C H OH a7-i h gCCX C C C CC CHC O C Cf e dc b a 7--C(O)-CH 3CH-CH CH-CX C-OHjCX-CYNaI / Zn (Cu)i. Zn / acetonei. CSCl 2/C COMs OMs C C BrBrCCOH OHc7-CCOH Iii. CSCl 2 / P(OMe)3P NNPhPOCl 3 / py // Snvia:C C IIapplication: i. protect alkene: via Br 2 // ZnCCCCC 36 o C CCCC=C 31 o C CCCC C Cl Cl148 o CC C BrOAcZn / HOAc, 1998, 2113.ii. In / MeOH ii. purify compoundd7-e7-i. WCl 6 / RLi ii. LiPPh 2 / CH 3I product retention product inversionNa R C HC HCH 2CH 2CH 2OH OClRiii. Na(special structure):7-d.7-d.S R 1R 2R 1R 2(EtO)3Puse: (EtO)3PSynthesis , 1977, 1134.via : betaine, oxaphosphetane (NMR)CNCO 2MeEtwater soluble, removed by extraction(comparison: O=PPh 3 highly soluble in organic solvent)use:LiPh SON MeCH 2// Al (Hg)Me 3SiCHR -Li +Ph 3SiCH 2-Li + === Ph 3SiCH 2Br + n-BuLi (exchange)Me 3SiC -H-MgBr === Me 3SiCH 2Ph 3SiC -HCH 2Ph === Ph 3SiCH=CH 2Me 3SiC -HCO 2Et === Me 3SiCH 2CO 2Et + Li (metalation)Me 3SiCH=PPh 3 === Me 3SiCH 2PPh 3+ X - + KHRO = MeO-, EtO-use: (RO)2PO-CHR'use: Ph 3P-CHR'vi. Sulfoximide (Johnson C.)iii. Silyl Wittig Reaction (Peterson Reaction)ii. Phosphonate Wittig Reaction (Horner-Emmons Modification)i. Wittig Reaction 7-f7-f.Synthesis, 1984, 384.THL, 1981, 2751.JOC, 1968, 33, 780.iv. CH 2(ZnI)2Chem. Lett, 1995, 259.Synlett, 1988, 12, 1369.2CH 2(ZnI)2v. CH 2CHBr 2, Sm, SnI 2 / CrCl 3, THFRO Rvii. Grignard reagent:1. TMSCH MgCluse: TMSCH 2MgClTHL, 1973, 3497.THL, 1988, 4339. 2. NaOAc, AcOHRR'H via:(olefination reaction)1953 discover7-f.2not for Wittig, ylid unstableJOC, 1978, 43, 3253.JACS, 1974, 96, 4706.Chem. Lett, 1973, 1041.TiCl 3-LiAlH 4 / THF TiCl 3 / Mg TiCl 4 / Zn TiCl 4 / K ii. McMurry Couplingi. use: N 2H 4 / H 2S / Pb(OAc)4BASF, 1973, 2147.31. H 2S2. Pb(OAc)4N NO OSO ON NOO OO ON 2H 4g7-form trans alkene:form cis alkene:i. Li / NH 3; or other IA metals ii. Li / EtNH 2iii. LiAlH 4 / THFi. H 2 / Ni 2B (P-2 catalyst)ii. H 2 / Pd-CaCO 3 (Lindlar catalyst)iii. H 2 / Pd-BaSO 4iv. B 2H 6 / HOAc (Diborane)v. N 2H 2vi. HCHO / Pd-C / Et 3Nnot use H 2 / Pt: might convert to alkaneh7-all form trans alkene:i. R 2BH / Br-CN (hydroboration)C CHR HHii. DIBAL / n-BuLi / CH 3I (hydroalumination)iii. Cp 2ZrClH / RX (hydrozirconation)application: protecting groupvia dihalidevia halohydrin via epoxidevia diene-olefin addition C=CC C X XC C H X C=C CC O C=C C=CC=CC=C C=C C CC C not fordouble bond might moveMnO 2 / Ph 3P CH 3 Br - / MTBDvia diradicalJA CS, 1998, 100, 877.PhPh7-i7-j8-a 8-a.28-a.38-a.41. HI 3. TsCl / C 62. PI 3JCS, 1905, 87, 1592.CH OH CH I PI 38-a.12. F 3S-NEt 21.(DAST)SN SF O OOO Chem. Rev., 1996, 96, 1737.CSO O OH ONCHCl 2CH 3 1. CF 3CHFCF 2NEt 2$ 500 / 125 gJOC, 1993, 58, 3800.8-C-XC-OH C(O)Z d c b a C-NH 2C=O 2. PPh 3 / I 2e C-H8-d8-d.RC O OH1. AgNO 3/KOH 2R Br Ber. 1942,8-d.2ClOClRhCl(PPh 3)38-b NaNO 2 / HCl / HBF 4 /Chem Rev., 1956, 56, 219.8-c CF 2Br 2 / ZnFF JCS.PT I, 1993, 335.8-e8-e.1I86 %I 2 / HNO 3JACS, 1917, 39, 437.8-e.3I / HNO PhCH 2C(O)CH 3PhCHC(O)CH 3FN SF OOF +Chem. Rev., 1996, 96, 1737.F-TEDA-BF 4, 1994, 149.F 2-N 2 / CFCl 3-CHCl 3JOC, 1988, 53, 2803.90 %adamantane1. regioselective2. electrophilic inF -N CFCl 3-CHCl 3OO N XR 1R 3OOR 2H Mg(ClO 4)2R 1R 3O OR 2X NBX / Mg(ClO 4)2JOC, 2002, 67, 7429.8-e.2X = Cl, Br, IX = Cl, Br, INBXNBX:i.ii.iii.iv.RRFR = CH 3CO, COCF 3, CCl 3, NO 2 HF / electrolysis1.4-1.6 V already industrilizedNF 3O / TBAH / CH 3CNv.TBHA: TetrabutylamTHL, 2003, 44, 279-a 9-C-CH 3C-X a (CH 3)3AlMe 3Al98 %Organomet. Chem.CH 2Cl 2bridgehead meth。
有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法之欧阳治创编
有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法 1. 时间2021.03.10 创作：欧阳治2.官能团的引入2．官能团的消去(1)通过加成反应消除不饱和键。
(2)通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH)。
(3)通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO)。
(4)通过消去反应或水解反应消除卤素原子。
3．官能团的转化(1)利用衍变关系引入官能团，如卤代烃水解取代伯醇(RCH 2OH)氧化还原醛――→氧化羧酸。
(2)通过不同的反应途径增加官能团的个数，如(3)通过不同的反应，改变官能团的位置，如有机合成中碳架的构建1．有机成环反应(1)有机成环：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子物质来实现的。
如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环。
(2)成环反应生成的五元环或六元环比较稳定。
2．碳链的增长有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。
(1)与HCN 的加成反应(2)加聚或缩聚反应，如n CH 2(3)酯化反应，如CH 3CH 2OH ＋CH 3COOH 浓 CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O 。
3．碳链的减短(1)脱羧反应：R —COONa ＋NaOH ――→CaO △R —H ＋Na 2CO 3。
(3)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。
(4)烃的裂化或裂解反应：C 16H 34――→高温C 8H 18＋C 8H 16；C 8H 18――→高温C 4H 10＋C 4H 8。
合成路线的选择1．中学常见的有机合成路线(1)一元合成路线：卤代烃――→NaOH/H2O △一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯(2)二元合成路线：――→NaOH/H2O 二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→⎩⎨⎧ 链酯环酯高聚酯(3)芳香化合物合成路线： 2．有机合成中常见官能团的保护(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH 反应，把—OH 变为—ONa(或—OCH 3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH 。
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RCH2CH
CH CH Br R
CH2
NBS
R
CH CH Br
CH2
.
CH CH CH2 + R
CH CH
CH2
4. 烯烃的羟汞化—还原（脱汞）反应
Hg(OAc)2 R CH CH2 H2O, THF
R CH CH2 OH Hg OAc
NaBH4
R CH CH3 OH
完成下列反应：
CH3 + HBr
1、
ⅰ)Hg(OAc)2/CH3OH ⅱ) NaBH4/OH-
2、
CH3 + HBr
ROOR 6、
3、
CH3
CH3 C CH2
CH3 CH3 C CH2 + ICl
7、 4、
稀KMnO4 冷
ⅰ)B2H6 ⅱ)H2O2/OHH3C CH3
KMnO4, H2O OH-, △
习题：用1-甲基环己烷为原料，合成下列化合物。
NO2
HNO3 + H2SO4
R
CH2R
（一）芳烃的亲电取代反应
1.芳烃的卤代 苯在Lewis酸催化下的卤代一般只限于氯代和 溴代。近年来发现了一些反应条件温和、选择性良 好的卤化试剂。 例：在三氟过氧乙酸存在下，用四氯化钛作氯 化试剂，可以使芳烃的氯代反应在室温下顺利完成。
CH3 CH3CO N TiCl4/CF3CO3H r.t. CH3 CH3CO N Cl
2. 芳烃的磺化 磺化反应不仅容易进行，而且为可逆反应，因 此磺酸基在合成中是极为有用的占位基团。
CH3 H2SO4 100℃ SO3H CH3 Cl2 Fe SO3H CH3 Cl H3O 150℃ CH3 Cl
3.芳烃的Friedel-Crafts 烷基化
芳烃的酸催化剂可以是Lewis酸，也可以是质子 酸，其活性次序为：
4.芳烃的Friedel-Crafts酰基化
芳烃的酰基化反应是制备芳基酮的重要方法。 常用的酰化试剂：酰卤、酸酐和羧酸。 Friedel-Crafts酰基化的优点：反应可以停留在一取代 阶段，而且不发生重排反应。
O + CH3CH2CH2C Cl AlCl3 △ Zn—Hg HCl,△ O C CH2CH2CH3
二、烯烃的官能团化
1. 烯烃与卡宾的加成反应是合成环丙烷衍生物的 重要方法。
CH2N2 CH3
光照
CH2 + N2 CH2 CH3 CH CH2 C H2
CH CH2 +
2. 碳—碳双键相邻的碳—氢键（烯丙位氢）对 氧化和卤化是敏感的。
CH2CH3
SeO2
CH2CH3
OH
CH3 SeO2 CH3CH2C CHCH3
在分子中引入官能团和官能团的转换是合成的
重要方面。
本章我们打算概括地汇集在分子中引入官能团和
官能团转换的各种各样的反应，这些反应都是成功
的合成化学工作者所需要的。
一、烷烃的官能团化 例1
+ Br2 hυ 127℃ Br
注意：1.反应为自由基机理 2.有过氧化物存在或加热、光照 3.卤素的活性：F2>Cl2>Br2>I2 4.氢的活性顺序为：3°>2°>1°
1)
CH3 Br
CH3 OH
H 3C
OH
CH3
OH OH
三、炔烃的官能团化
R
1. 炔烃的官能团化主要是碳—碳叁键的反应和炔氢 的反应。 完成下列反应：
C CH HBr(过量）
CH CH + HCN
Hg2+ H2SO4
+ O △
CuCl
CH3CH CH C CH
+ H2O
CH3C CH B2H6
H2 O 2 OH-
完成下列转变：
CH3CH2CH2Br CH3CH2CH2C CCH3
CH CH
1、
OH
OH
由乙炔、丙炔合成 CH3CH2CH2CH2CHO
四、芳烃及其衍生物的官能团化
X X2/ FeX3 (X=Cl. Br) RX/ AlCl3 Friedel-Crafts SO3H H2SO4 RCOX 或(RCO)2O AlCl3 CH2X (HCHO)3, HCl/ ZnCl2 Zn-Hg /HCl COR
CH3 CH3CHC OH CHCH3
SeO2氧化烯丙 位氢通常发生 在取代基较多 的双键碳原子 的α -位，其顺 序为— CH>CH2>CH3.
CH3
C CH3
CHCH3
SeO2
CH3
C
CHCH3
CH2OH
3. 用 NBS 进行溴化，反应涉及烯丙基自由基中 间体，所以得到溴代烃的混合物。
NBS CH2 (PhCO ) R 2 2
例2、解释下述事实。
CH3 Br2 CH3 C H CH3 300℃ CH3 C Br CH3 超过 99% CH3 C Cl CH3 36% CH2 Cl C H CH3 64%
CH3
Cl2 300℃ CH3
+ CH3
氯自由基的活性比溴自由基的活性高，所以氯化反应的选择 性比溴化反应的选择性差。
AlCl3 > FeCl3 > SbCl5 > SnCl4 > BF3 > TiCl4 > ZnCl2
HF > H2SO4 > P2O5 > H3PO4
常用的烷基化试剂可以是：卤代烃、烯烃、醇、醚和酯。 但是要注意重排的发生。
AlCl3 + CH3CH2CH2Cl CH(CH3)2 + 64—68% CH2CH2CH3 32—34%
CH2CH2CH2CH3
5.芳烃侧链上的反应 1）苄基位的卤代 2）苄基位的氧化 氧化剂为酸性高锰酸钾
CH(CH3)2 Cl2 hυ CH3 C Cl CH3
（二）取代苯衍生物的官能团化
1.取代芳烃亦可以发生亲电取代反应，而且芳环上已有的取 代基决定着亲电试剂进入的位置，并影响取代反应的速率。
—NR2，—NHR，—NH2， —OH > —OR，—NHCOCH3 > —R，—C6H5 > —H > —Cl（Br，I） 弱钝化 中等活化 弱活化 强烈活化 o-,p-定位基
CH3 C OH CH3 2-环丁基-2-丙醇
CH3 C OH CH3
—NR3，—NO2，—CN，—SO3H，—CHO，—COR，—COOH，—CF3 强钝化 m-定位基
COOH
NH2 Cl
习题： 1、由苯或甲苯合成
COOH
Br
COOH
CH3 Br
NH2 Cl
CH(CH3)2
五、羟基的官能团转换反应
1. 转变成卤代烃 1）与HX作用 反应活性次序为：叔醇>仲醇>伯醇， HI>HBr>HCl>>HF 但是反应常伴有重排等副反应，使其应用受到限制。