羰基的亲核加成及相关反应

O H CCCR (H )
a－炔基醇
•进一步应用
H OH C CC CR
炔基醇
H2 Lindlar催化剂
Na / NH3
H2O/ Hg++ H C
R=H
OH
C
R
CC
H
H
cis－烯基醇
OH
C
H
CC
trans－烯基醇
H
R
OH O
H+
C C CH3
O
C
CC
CH3
a－羟基酮
羰基的亲核加成及相关反应
a, b－不饱和酮
醛酮与金属试剂加成的立体化学 —— Cram规则
手性碳
2.5
1
•Cram的解释
Small
Medium
O
H
Et CH3MgBr
Br
Mg
O
H3C H
Et
OH
H
Et
HPh
Large
HPh
位阻大
Cram规则：羰基氧在S与M 之间，试剂从S一边进攻。
羰基的亲核加成及相关反应
H3C
H
Ph
主要产物
1.3 醛酮与LiAlH4 或 NaBH4 还原反应
N H 2
H 2 O /H +
CC N
o r O H
a-氨基腈
羰基的亲核加成及相关反应
N H 2 CC O O H
a-氨基酸
Strecker反应机理
O
H NH3
OH
OH
C
C
C
CN C
NH2
亚胺正离子
NH3 NH2 C CN
NH3 H2O/ H+ or OH
OH2 C NH2
NH2 C COOH
羰基的亲核加成及相关反应
OH
位阻较小
NaBH4: LiAlH4:
14% 8%
CH3 CH3
OH
H 86% 92%
羰基的亲核加成及相关反应
1.4 醛酮与与NaCN 的加成
O C
H C N /N a O H （ 微 量 ） 或 N a C N /H 2 S O 4 （ 滴 入 ）
O H C C N
a-羟基腈
•机理：
HCN + OH
O
MgX
C
R
OMgX
OH
H2O
C
C
R
R
CH2O
R 'C H O O C
R' R''
RMgX
H2O
R CH2 OH
RMgX
H2O
OH R' CH R
RMgX
H2O
OH
R' C R
羰基的亲核加成及相关反应 R ''
1o醇 2o醇 3o醇
1.2 醛酮与炔化物的加成
O M CCR (H )
C
H 2 O
M = N a ,K ,M g X 等
Cl O
Cl C C H + H2O
吸
Cl
电
子
基
OO
R C C H + H2O
➢ 水合醛的脱水
O H
WCH
吸电子基
O H
H2SO 4 － H2O
Cl OH Cl C C H
Cl OH 水合三氯乙醛
O OH RCC H
OH
O WC H
羰基的亲核加成及相关反应
1.7 醛酮与醇的加成 —— 缩醛（酮）的形成
R'CHO
LiAlH4 or NaBH4
O R' C R
LiAlH4 or NaBH4
H2O
R CH2 OH
Hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱO
OH R' CH R
•机理
O A l CH
A l O
CH
H 2O
1o醇 2o醇
O H CH
理论用量: LiAlH4（NaBH4） : 醛酮 = 1 : 4 实际用量: 过量
羰基的亲核加成及相关反应
CN + H2O
O C
CN
O H CN C CN
OH C CN + CN
羰基的亲核加成及相关反应
合成上进一步应用
HO CC
HCN NaOH
H OH C C CN
H2O H+
95%H2SO4
H OH C C COOH
a-羟基酸
COOH CC
Strecker反应
a, b-不饱和酸
O C
N a C N N H 4 C l
1.5 与NaHSO3 加成
O C +NaHSO3
反应可逆
O
O
HO S O
HO S O
NaHSO3的亲核性
ONa C SO3H
H+（酸处理）
OH C SO3Na 白色结晶物
醛（芳香醛、脂肪醛） 脂肪族甲基酮
应用：醛或甲基酮的 分析、纯化
羰基的亲核加成及相关反应
1.6 醛酮与 H2O 加成
O C
+ H 2O
羰基的亲核加成及相关反应
羰基的亲核加成及相关反应
羰基碳带部分正电荷 易受亲核试剂的进攻
一些常见的与羰基加成的亲核试剂
亲核试剂
相应试剂
亲核能力
负离子型 Nu
强 较强
分子型 NuH
羰基的亲核加成及相关反应
不强
羰基与负离子型亲核试剂加成的两种形式
• 不可逆型（强亲核试剂的加成）
O
亲核加成
C
不可逆
Nu
只还原酮羰基
LiAlH4和NaBH4还原羰基的立体选择性
位阻较小
1. NaBH4 or LiAlH4
O
位阻较大
2. H2O
NaBH4: LiAlH4:
H+
OH 86% 89%
OH
H 14% 11%
H3C
位阻较大
CH3
H3C
CH3 1. NaBH4 or LiAlH4
CH3 CH3
H3C +
H
O 2. H2O
O C Nu
H2O
OH C Nu
Nu
RMgBr, RLi, RC CMgBr, RC CNa, LiAlH4,NaBH4
• 可逆型（一般亲核试剂的加成）
O
亲核加成
O
C
C
可逆
Nu
Nu
Nu
NaCN, NaHSO3
羰基的亲核加成及相关反应
H2O
OH C Nu
一、 醛酮羰基的亲核加成
1.1 醛酮与 RMgX 或 RLi 的加成
H +
O H C O H
偕二醇
例
O
HCH
O H3C C H
O
H3C C CH3
H2O H2O H2O
H2C(OH)2
100%
CH3CH(OH)2
~ 58%
(CH3)2C(OH)2
0%
•给电子基 •位阻
•不能分离 •含量与羰基亲电性有关
羰基的亲核加成及相关反应
➢ 一些稳定的偕二醇（水合羰基化合物）举例
不断 除去
O R O H /干 H C l C
O H C
R O H / 干 H C l
O R C +H 2 O
O R
半缩醛（酮） 一般不稳定
例1：生成缩醛（酮）
CHO
2 CH3OH HCl
O R
缩醛（酮） 碱性和中性中稳定
OCH3 OCH3 + H2O
HO OH O
TsOH
O
环状缩醛（酮）
+ H2O
LiAlH4 与 NaBH4 的比较：
试剂要求
反应速度
还原能力
反应选择性
LiAlH4
无水
快
强
较差
NaBH4
可有水
较慢
较弱(温和)
较好
•例：
O
C O OMe
有两个可被 还原基团
1. LiAlH4
H OH
2. H2O
CH2OH
1. NaBH4
H OH
2. H2O
C O
羰基的亲核加成及相关反应
OMe
两个基团均 可被还原
较易生成
O
羰基的亲核加成及相关反应
例2：环状半缩醛（酮）
O R
OH
CHO
H HO
H H
OH H OH OH
CH2OH
R'
CH2OH
H OH
HO
OH H
HO
H
H OH
HO R
O
环状半 缩醛酮
R'
CH2OH
H H
O
OH
吡喃葡萄糖
OH H HO
H
> 99%
H OH
A g(N H 3)2+
•环状半缩醛（酮）较稳定，易生成 •环状半缩醛仍有醛的特性