有机合成碳碳键的形成
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官能团的活性顺序：
O
O
NO2
CR
SR O
O C OR ,
CN
O SR
C6H5
Approximate acidities of active methylene compounds and other common reagents*
* Acidic hydrogen atoms are underlined
R
O
O
O
O
+
H2C
C H
CCH3
NaOEt
O
Michael 加成
R'2C O + Ph3P CHR
R'2C CHR
Wittig 反应
Robinson关环
6. 芳环上的亲电取代：
+ RX AlCl3
R
H3C +
H3C
H CH2
OH
H
+ CH3
C H
CH3
O + R C Cl
AlCl3
C（CH3）3
CH3 CH CH3
一、概述
碳骨架 有机化合物结构 官能团种类和位置
分子构型
合成合适的碳骨架：
合成指定结构的化合物
碳链增长—— 最重要（合成——由小分子 大分子）；
碳链缩短——大分子
小分子
成 环—— 对环状化合物是关键
(一) 反应分类 ( 现有的反应从机理上分三类)
自由基反应： C + C
CC
太活泼，难于定向控制—— 合成少应用
3. 电子受体：
δ R X X＝Cl ，Br， OTs等
O R C R'（H）
δ
O
R C X（Cl，Br，OTs，等）
δ OCO
O
δ
RCN
δ
δ
4. 亲核取代反应：
RX +
CN
RCN
C C R'
R C C R'
R'2CuLi
R R'
-
CH（CO2Et）2
RCH（CO2Et）2
RHC C CH2Br + R'MgX H
在a位形成C－离子
O HCH2 O
C2H5
C2H5ONa
O
H2C
O C2H5
+
O O C2H5
-OC2H5
H2O
O C2H5
H2 C O
O C2H5
O
O C2H5
H2 C OO
+
C2H5OH
(2) 交叉的Claisen 缩合反应
一个含a-H的酯和另一个不含a-H的酯，在碱性条件下： Na， 醇钠， 氨基钠，发生反应，得到产物b-酮酸酯
O R
+ HCHO + HCl ZnCl2
CH2Cl
(三) 小结：
离子型反应
亲电反应 亲核反应
碳碳键形成的反应类型 自由基型反应
协同反应（周环反应）
二、含活泼氢的化合物
活泼甲基、亚甲基化合物： 在a－位具有羰基、酯基、硝基、氰基、砜基或芳基等取代 基的化合物。 由于这些不饱和基团的存在，使与其相连接的碳原子上的氢 原子相对地显酸性，从而可在碱存在下，形成碳负离子，参 与反应。
温度较低有利 ，异酯缩合的活化能较低 碱性条件下： Na， 醇钠， 氨基钠，发生反应，得到产物b-酮酸酯
1. C2H5ONa
C6H5COOC2H5 + CH3COOC2H5 2. H2O
C6H5COCH2COOC2H5 + C2H5OH
HCOOC2H5
1. C2H5ONa
+ CH3COOC2H5 2. H2O
PhCH2Br + R'MgX
RHC C CH2R' H
PhCH2R'
5. 负碳离子对羰基的亲核加成——最主要的一大类反应
R‘’MgX
O R C R'（H）
O R C Cl
O R C OR'
RCN
H
OH
R C R'（H）
O
R''
R C R''
H
OH
R C OR'
R''
H
O
R C R''
O
O CN + R C R'（H）
R C H（R''） + BrZn CH2COOC2H5
Reformatsky 反应
OHR'
R C C COOEt H H（R''）
RCHO + CH2（COOH）来自百度文库 胺 RCH C（COOH）2
Knoevenagel 反应
O
PhCHO +
RCH2C
O
2
RCH2CO2Na
PhCH
C
COOH
Perkin反应
HCOCH2COOC2H5
+ C2H5OH
COOC2H5 CH3CH2COOC2H5 +
COOC2H5
1. C2H5ONa 2. H2O
CH3CHCOOC2H5 O COOC2H5
例：苯甲酸酯，
COOC2H5
糠酸酯
O COOC2H5
甲酸乙酯 草酸二乙酯
HCOOC2H5
COOC2H5 COOC2H5
碳酸二乙酯
OC2H5 O OC2H5
工艺条件： 不含a-H的酯, 在反应时高浓度有利 含a-H的酯低浓度有利
加料方式：将含a-H的酯的稀溶液，滴加到不含 a-H的酯中，可以最大程度抑制酯的自身缩合。
RX ＋ Li
Rli + Cu
R2CuLi
RC三C- +MgX +Na
2. 一些吸电子基α－位上的 H 在碱存在下转变成烯醇
盐型电子给体：
O
LDA,THF
O
H3C C CH3
H2C C CH3
O H2C C CH3
O
LDA,THF
O
H3C C OEt
H2C C OEt
NaOEt CH2(COOEt )2
R'' CH2CH2OH
OH
O
R
C CN R''C R'（H）
C
+
R
C
R'（H）
OH
R C C CR''
R'（H）
OH 2RCH2CHO
OHH R C C C CHO
H2 H R
NaOEt 2RCH2COOR'
OH R C C C COOEt
H2 R
R RCH2CH C CHO
羟醛缩合
酯缩合
O
R'
（一） 乙酰乙酸乙酯的利用
OO O C2H5
1.制备
（1）Claisen酯缩合反应 一个含a-H的酯和另一个相同或不相同的酯，在碱 性条件下： Na， 醇钠， 氨基钠，发生反应，得到 产物b-酮酸酯
O O C2H5
O
1. C2H5ONa
OO
+
HCH2 O C2H5 2. H2O
H3C
O C2H5
离子反应： C + C
CC
电子受体 电子给体
（亲电） （亲核）
取代 加成
协 同 反 应 ： 环加成的重要方法。
(二) 用于形成新的C－C键的反应：
1.亲核取代反应中电子给体（亲核试剂）： 碳负离子或潜在的碳负离子都是金属化合物（由卤代烃得到）
C4H9MgBr R2CuLi
RCH=CHMgBr phMgX 格式试剂（给电子）
CH(COOEt )2
O H2C C OEt
O H2 O
NaOEt
OHO
H3C
C
C
C
OEt 或NaOH
H3C
C
C
C
OEt
NaOH
CH2(CN )2
CH(CN )2
O H2 O
K2CO3
OHO
H3C C C C CH3
H3C C C C CH3
NaOH
CH3NO2
CH2NO2
O N
+N H
为了保证烯醇盐有足够的浓度，必须根据α－H活性大小， 选择合适的碱。
O
O
NO2
CR
SR O
O C OR ,
CN
O SR
C6H5
Approximate acidities of active methylene compounds and other common reagents*
* Acidic hydrogen atoms are underlined
R
O
O
O
O
+
H2C
C H
CCH3
NaOEt
O
Michael 加成
R'2C O + Ph3P CHR
R'2C CHR
Wittig 反应
Robinson关环
6. 芳环上的亲电取代：
+ RX AlCl3
R
H3C +
H3C
H CH2
OH
H
+ CH3
C H
CH3
O + R C Cl
AlCl3
C（CH3）3
CH3 CH CH3
一、概述
碳骨架 有机化合物结构 官能团种类和位置
分子构型
合成合适的碳骨架：
合成指定结构的化合物
碳链增长—— 最重要（合成——由小分子 大分子）；
碳链缩短——大分子
小分子
成 环—— 对环状化合物是关键
(一) 反应分类 ( 现有的反应从机理上分三类)
自由基反应： C + C
CC
太活泼，难于定向控制—— 合成少应用
3. 电子受体：
δ R X X＝Cl ，Br， OTs等
O R C R'（H）
δ
O
R C X（Cl，Br，OTs，等）
δ OCO
O
δ
RCN
δ
δ
4. 亲核取代反应：
RX +
CN
RCN
C C R'
R C C R'
R'2CuLi
R R'
-
CH（CO2Et）2
RCH（CO2Et）2
RHC C CH2Br + R'MgX H
在a位形成C－离子
O HCH2 O
C2H5
C2H5ONa
O
H2C
O C2H5
+
O O C2H5
-OC2H5
H2O
O C2H5
H2 C O
O C2H5
O
O C2H5
H2 C OO
+
C2H5OH
(2) 交叉的Claisen 缩合反应
一个含a-H的酯和另一个不含a-H的酯，在碱性条件下： Na， 醇钠， 氨基钠，发生反应，得到产物b-酮酸酯
O R
+ HCHO + HCl ZnCl2
CH2Cl
(三) 小结：
离子型反应
亲电反应 亲核反应
碳碳键形成的反应类型 自由基型反应
协同反应（周环反应）
二、含活泼氢的化合物
活泼甲基、亚甲基化合物： 在a－位具有羰基、酯基、硝基、氰基、砜基或芳基等取代 基的化合物。 由于这些不饱和基团的存在，使与其相连接的碳原子上的氢 原子相对地显酸性，从而可在碱存在下，形成碳负离子，参 与反应。
温度较低有利 ，异酯缩合的活化能较低 碱性条件下： Na， 醇钠， 氨基钠，发生反应，得到产物b-酮酸酯
1. C2H5ONa
C6H5COOC2H5 + CH3COOC2H5 2. H2O
C6H5COCH2COOC2H5 + C2H5OH
HCOOC2H5
1. C2H5ONa
+ CH3COOC2H5 2. H2O
PhCH2Br + R'MgX
RHC C CH2R' H
PhCH2R'
5. 负碳离子对羰基的亲核加成——最主要的一大类反应
R‘’MgX
O R C R'（H）
O R C Cl
O R C OR'
RCN
H
OH
R C R'（H）
O
R''
R C R''
H
OH
R C OR'
R''
H
O
R C R''
O
O CN + R C R'（H）
R C H（R''） + BrZn CH2COOC2H5
Reformatsky 反应
OHR'
R C C COOEt H H（R''）
RCHO + CH2（COOH）来自百度文库 胺 RCH C（COOH）2
Knoevenagel 反应
O
PhCHO +
RCH2C
O
2
RCH2CO2Na
PhCH
C
COOH
Perkin反应
HCOCH2COOC2H5
+ C2H5OH
COOC2H5 CH3CH2COOC2H5 +
COOC2H5
1. C2H5ONa 2. H2O
CH3CHCOOC2H5 O COOC2H5
例：苯甲酸酯，
COOC2H5
糠酸酯
O COOC2H5
甲酸乙酯 草酸二乙酯
HCOOC2H5
COOC2H5 COOC2H5
碳酸二乙酯
OC2H5 O OC2H5
工艺条件： 不含a-H的酯, 在反应时高浓度有利 含a-H的酯低浓度有利
加料方式：将含a-H的酯的稀溶液，滴加到不含 a-H的酯中，可以最大程度抑制酯的自身缩合。
RX ＋ Li
Rli + Cu
R2CuLi
RC三C- +MgX +Na
2. 一些吸电子基α－位上的 H 在碱存在下转变成烯醇
盐型电子给体：
O
LDA,THF
O
H3C C CH3
H2C C CH3
O H2C C CH3
O
LDA,THF
O
H3C C OEt
H2C C OEt
NaOEt CH2(COOEt )2
R'' CH2CH2OH
OH
O
R
C CN R''C R'（H）
C
+
R
C
R'（H）
OH
R C C CR''
R'（H）
OH 2RCH2CHO
OHH R C C C CHO
H2 H R
NaOEt 2RCH2COOR'
OH R C C C COOEt
H2 R
R RCH2CH C CHO
羟醛缩合
酯缩合
O
R'
（一） 乙酰乙酸乙酯的利用
OO O C2H5
1.制备
（1）Claisen酯缩合反应 一个含a-H的酯和另一个相同或不相同的酯，在碱 性条件下： Na， 醇钠， 氨基钠，发生反应，得到 产物b-酮酸酯
O O C2H5
O
1. C2H5ONa
OO
+
HCH2 O C2H5 2. H2O
H3C
O C2H5
离子反应： C + C
CC
电子受体 电子给体
（亲电） （亲核）
取代 加成
协 同 反 应 ： 环加成的重要方法。
(二) 用于形成新的C－C键的反应：
1.亲核取代反应中电子给体（亲核试剂）： 碳负离子或潜在的碳负离子都是金属化合物（由卤代烃得到）
C4H9MgBr R2CuLi
RCH=CHMgBr phMgX 格式试剂（给电子）
CH(COOEt )2
O H2C C OEt
O H2 O
NaOEt
OHO
H3C
C
C
C
OEt 或NaOH
H3C
C
C
C
OEt
NaOH
CH2(CN )2
CH(CN )2
O H2 O
K2CO3
OHO
H3C C C C CH3
H3C C C C CH3
NaOH
CH3NO2
CH2NO2
O N
+N H
为了保证烯醇盐有足够的浓度，必须根据α－H活性大小， 选择合适的碱。