10第五章 有机合成试剂2----12级10.9

练习： 用苯和不超过4个碳以下的简单有机原料合 成下列化合物：
CH2OH
逆合成分析：
CH2OH Br OH O
MgBr
+
CH2Br
第五章 有机合成试剂
有机镁 有机锂 有机铜 膦叶立德 有机硼
有机金属化合物
金属 电负性 1.0
R
M （M = 金属，metal）
Li
Mg
1.2
1.9
离子型（与碱金属形成的化合物）
无水乙醚
THF
(CH3)2N
Br + Li
(CH3)2N
Li
•有机锂化合物比Grignard试剂更易与卤代烃反应，因 此要在低温（-10℃）下反应，以减少Wurtz 反应的发 生。 •有机锂极易与氧作用，反应需要在干燥的氮气流中进 行。
Wurtz 反应：
R-Li + R-X
R-R
+
LiX
2、卤化物与正丁基锂交换反应
格氏试剂与酸反应生成RCOOMgX，不再与格氏试剂反应， 不能用游离的酸通过格氏试剂合成酮。
特点及其应用：
• 反应物羧酸是光学活性的，产物酮同样是光学活性的 • 分子中有羟基、氨基等同样也可以进行上述反应：
OH Br + 2BuLi OLi Li + 2BuH
(CH3)2N
Br + Li
(CH3)2N
X=Cl、Br、I 有机锂可以和某些正电性较低的金属卤化物在无水惰性 溶剂中反应，生成该金属的有机化合物
Li + BuX
N2
5.3 有机铜试剂
5.3.1 制备
通过有机锂试剂分别制备有机铜试剂盒有机铜锂化合物。
N2,Et2O
RLi + CuI
RCu + LiI
2RLi + CuI
N2,Et2O
反应器皿中不 能有水，也不 能有CO2
Li Et2O CH3
CH3
HCONMe2
有机锂
Ph O=C NEt2
PhLi
OLi Ph2C NEt2
H2O,H+
O Ph C Ph
3、与环醚反应
+ CH2 CH2 O Li CH2CH2OH
O C6H5Li + C6H5CH2CH2CH2 OH
4、与卤化物的反应
R-Li + R'-X R-R ' + LiX
O + Ph3P Ph
Ph
最佳合成路线
——烯烃的逆合成分析2
+ Ph3P
CHO
•具体合成路线如下：
CHO + A Br2 FeBr3 PBr3 Br Mg Et2O (1) PPh3 Br (2) n-BuLi PPh3 B MgBr (1) O OH CHO B
(2) H2O
以乙醇、甲苯为原料由Witting反应合成：
H2C CHI + n-C4H9Li H2C CHLi + n-C4H9I
PhBr + n-C4H9Li
PhLi + n-C4H9Br
该法主要用于1-烯基锂或芳基锂的制备
3、烃的金属化反应
n-C4H9C
锂-氢交换
n-C4H9C
CH
n-C4H9Li
CLi
+ PhLi
H
+ PhH
Li
+ PhLi
N CH3 N
膦叶立德的化学活性（稳定性）是碳原子上负电荷的密度 大小的直接反映，它取决于该碳原子上所带取代基的性质
R1 R2
Ph3P
C
5.4.3 膦叶立德的反应
1、与羰基化合物的反应

Wittig 反应
R' R' R2C R"
烯烃
Ph3P
CR2
+
O
C
C R"
+
Ph3P O
Wittig 试剂
三苯氧膦（固体）
膦叶立德与醛、酮反应生成烯烃，该反应称为维蒂希反应 或羰基的烯化反应，是合成烯烃的重要方法。
试
剂
反应条件 加热，时间长 温和，时间短
副产物 Ph3PO，较难除净 磷酸盐离子，水洗除去
Wittig试剂 Wittig－Horner试剂
2、偶联反应
R3P
CHR +
O2
RCH
CHR
+ Ph3PO
60%~72%

Wittig反应在合成中的应用
——烯烃的逆合成分析1
Ph Ph TM FGI OH Ph OH I minor Ph II only one product
H+
(Me3C)3C-OH
（2）与α,β-不饱和酮的反应
• Grignard试剂主要发生1,4-加成 • 有机锂化合物主要发生1,2-加成
PhMgBr O CH CH C Ph 1,4-加成 Ph-LI 1,2加成
Ph2CHCH2COPh
(主)
Ph
PhCH
CH CPh2 OH
(主)
2、有机锂与羧酸和CO2反应生成酮
O
O
Bu2CuLi
O
O
CH3(CH2)4C(CH2)4CCl
CH3(CH2)4C(CH2)4CBu
O MeOOC Cl
O Bu2CuLi MeOOC Bu
无影响
3、与环氧化合物反应
OH O + Me2CuLi CH3
O CH3 CH
δ
CH
CO2Et + Me2CuLi
CH3 CH OH
CH CO2Et CH3
+
CH2Li
5.2.2 有机锂化合物的特征反应
有机锂化合物的特点：
有机锂R-Li试剂与Grignard试剂性质类似，但前者更活泼， 而且锂试剂参加的反应不易受空间位阻的影响。 极易与O2、H2O、CO2等反应。因此，用锂试剂进行的反 应要在高纯氮或氩气中进行。
1
与醛、酮反应生成醇
（1）与醛、酮的加成反应
顺式
90%
CHMe2
H3COOC Ph3P CHCOOCH3 + CH3COCHMe2 H
CH3
反式
CHMe2
维生素D2的合成
C9H17 C9H17
+ Ph3P CHCH CH2
O H C9H17 O OH O H
O3
Ph3P CH2
H HO OHC
H C9H17
hv
H HO H C9H17 HO C9H17
（1）与羧酸反应(反应分两步进行)：
CH3 CH COOH CH3 CH COOLi
1 .
C2H5
+
PhLi
C2H5
酸-碱反应
CH3 CH COOLi CH3 O CH CPh
2 .
C2H5
+ Ph-Li
THF C2H5
R-(— )2-甲基丁酸锂
加成-消去反应
R-(— )2-甲基丁酰苯
O COOH CH3Li THF, 0℃ COOLi (1)CH3Li(2)(CH3)3SiCl (3)H3O C CH3
R
Li
烷基锂
有机锂试剂与Grignard试剂性质类似，但有机 锂更活泼，而且锂试剂参加的反应受空间位阻的影 响较小
5.2.1 有机锂的制备 1、卤代烃与金属锂反应
RX + 2Li 无水乙醚 RLi + LiX
C4H9Li + LiCl
(C6H5)3C-Li 95%
C4H9Cl + 2Li
(C6H5)3C-Cl + Li
HCOOCH3 + 2(CH3)3C-Li
羧酸酯
COOMe COOMe + 4Ph-Li
醇
CPh2OH CPh2OH
•
•
有机锂与羧酸酯的反应通常用于Grignard试剂不能正常 反应的场合。
产物是叔醇，中间产物酮不易分离出来.
(4) 与酰胺反应
有机锂与甲酰胺反应得到醛，与其他酰胺 反应生成酮
Br C=C(CH3)2 Li C=C(CH3)2 CH3 (CH3)2HC=C CHO
R Li
Cu
烷基锂
极性共价键型（与第II、第III族金属形成的化合物）
R MgX 烷基卤化镁（Grignard试剂，格氏试剂，格林雅试剂） R2CuLi R2Cd
二烷基铜锂
5.2 有机锂试剂
有机锂试剂是含有碳原子与锂原子直接成键的一类有 机金属化合物。锂原子具有天然的电正性，因此有机 锂化合物的大部分电荷密度被推向了化学键上的碳原 子一端，从而易形成碳负离子。有机锂化合物是一种 极强的碱和亲核试剂。
+ Me(CH2)6CH2I
CH2(CH2)6CH3
E
E 90%
Br Li Br CuBr H3C
H CH3
H H 3C CH3
CuLi
+ CH3COCH3
O CHO
NaOH
1. (n-C4H9)2CuLi 2. H2O
O CH O n-C4H9 CH2 C CH3
O
COOC2H5 COCl
1. (CH3CH2)2CuLi 2. H2O
O Br Ph3P n-Bu2CuLi

Wittig-Horner反应
用亚磷酸酯代替三苯基膦所制得的磷Ylide与醛酮反应
O
PCl3 + 3ROH
P(OR)3
亚磷酸乙酯
R3
R'CH2Cl
(RO)2P CH2R'
CH3ONa
O
O
O
R'CH=CR3R4
(RO)2P
CHR'
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R4
+ (RO)2P O-Na+
Li
• 卤代酸在低温下反应：
CF3COOH + PhLi
Et2O -65℃
CF3COPh
应用：利用这类反应可以从羧酸制备不对称酮 •烃基锂制备后应随即使用，一般不宜长时期保存，通常 的卤代烃、活泼、不活泼卤代烃都可以用此法制备。
（2）与二氧化碳加成
O R Li + O C O R C OLi
OLi R Li R C OLi
特点：（1）高度的位置专一性
（2）与α, β-不饱和羰基化合物不发生1，4-加成， 因此双键位置比较固定。
CHO
+
Ph3P
维生素A
（3）立体选择性
一般在非极性 溶剂中，共轭稳定的膦叶立德与醛 酮反应优先生成反式烯烃，而不稳定膦叶立德则优先生 成顺式烯烃。
H3C Ph3P CHCH3 + CH3COCHMe2 H CH3
Wittig-Horner试剂
立体专一性的生成反式烯烃
R’=COOR， COR， CN等
Wittig-Horner试剂
O EtO H3C C H3C O H3C P OEt CH2CN H3C C CH CN

Wittig-Horner反应与传统 Wittig 反应比较
O CHCO2C2H5
O (C2H5O)2P CH CO2C2H5 Ph3P CH CO2C2H5 70% 25%
CH3 I CH3 Li Et2O CH3 Li CH3 1.CH3CHO 2.H+ CH3 OH CHCH3 CH3
位阻较大
合成：
OH C
O C
+ Li
有机镁和有机锂试剂比较：
O Me3C-C-CMe3 + Me3CMgBr Et2O
O Me3C-C-CMe3 + Me3C-Li Et2O (Me3C)3C-OLi
OH O
OH
OH Me OH
Me2CuLi
+
OH Me
85%
15%
4、与卤代烃反应
R2CuLi
+
R'
X
R
烷烃
R'
+
RCu
+
LiX
亲核性较弱
Corey – House 烷烃合成法
(n-C4H9)2CuLi
+
n-C7H15Cl
CH3(CH2)9CH3
(n-C4H9)2CuLi
+
Br
Ph 双键构型不变
Ph
CH3 H2C C 2 CuLi + Br CH3
CH3 H2C C CH3
对比: Wurtz反应（1885）
2 R X + Na R R + 2 NaX
对称烷烃
混合卤代烃的反应产物复杂
Na RX + R'X R R + R R' + R' R'
Wurtz反应只能制备对称烷烃，不同卤代烷反应生 成混合产物
CH CHCH3
（2013年四川大学真题）
CH
CHCH3
COOC2H5 COCH2CH3
NaOEt
O
5.4 膦叶立德
5.4.1 膦叶立德的结构和制备
Ph3P
C
R1 R2 Ph3P C
R1 R2
Wittig试剂
邻位两性离子，有亲核性
制备：
R1 R2
CHBr
+ R3P
R1 R2
碱
CHPR3Br
R3P
C
R1 R2
R1，R2=苯基、吸电子基或烷基
5.4.2 膦叶立德的活性和分类
R2CuLi + LiI
二烷基酮锂
烃基锂化合物活性大，它可以和有机铜化合物形成一种双 金属化合物-二烃基铜锂（铜锂试剂、吉尔曼试剂 ）
5.3.2 有机铜试剂的反应
1、共轭加成反应
R2CuLi +
C
O
碱
R
C
OCuRLi
α, β-不饱和羰基化合物
H2O
R
C
OH
R
C
O
R：烷基、芳基、烯基、烯丙基、苄基
O H3C
+ (CH3)2CuLi
H3C CH3
O
O t-Bu CH CCH3 + (CH3)2CuLi t-Bu
H2 C CH3
O CCH3
CH3
H3C OCOCH3 CH3
Me2CuLi
O H
OCOCH3
O
H
O H3C CuLi H 2
O
+
H
CH3 H H
2、与酰卤反应
O I Cl (CH3)2CuLi I O CH3
二烷基铜化锂与伯卤代烷能顺利反应，仲卤代烷次 之，叔卤代烷几乎不能反应。
反应物顺反异构，优先得到双键构型保持不变的产 物。
C6H5 H H C6H5 C6H5 C6H5 H
C6H5CH CHBr + (C6H5)2CuLi 顺式 反式
H3C H H
+
H
<1% 90%
H3C H H
73% <2%
CuLi 2
H3O+
O R C R
Li
CO2
O C OLi
Li
OLi C OLi
H3O
+
O C
区别于格氏试剂与CO2的反应
CO2 H3O
C6H5MgBr
C6H5COOH
羧酸
CO2 H3O O C6H5CC6H5
C6H5Li
酮
………………………..
(3) 与羧酸酯反应
(CH3)3C-CH-C(CH3)3 OH