有機化學(xué)增長和縮短碳鏈的反應(yīng)_第1頁
有機化學(xué)增長和縮短碳鏈的反應(yīng)_第2頁
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文檔簡介

1、碳鏈增長和減短反應(yīng)的總結(jié)有機合成中,碳骨架的構(gòu)建是極其重要的一步,這就涉及到了碳鏈的增長。有機化學(xué)的碳鏈增長的反應(yīng)眾多,適用場合不一,若無法很好的理解各個反應(yīng)的優(yōu)缺點,便很難得心應(yīng)手的完成有機合成。因此,我們對幾個常見的碳鏈增長反應(yīng)進行了總結(jié)。1、自由基聚合烯在高壓下,在體系少量氧的引發(fā)下可進行自由基加成的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),最后形成大分子聚合物,共軛雙烯尤其容易聚合。改反應(yīng)可制備高聚物,是合成塑料、橡膠的基礎(chǔ)。該反應(yīng)無法合成特定碳鏈個數(shù)的小分子。 2、 炔鈉的應(yīng)用缺氫具有一定的酸性,可以與活潑金屬,如鈉,或氨基鈉反應(yīng),生成炔負離子。 炔負離子具有較強的親核性,可以與鹵代烴發(fā)生親核取代。反應(yīng)所用的鹵代烴

2、必須是伯鹵代烴,仲鹵、叔鹵與炔鈉反應(yīng)主要生成相應(yīng)的消除產(chǎn)物。乙烯型鹵也不與炔鈉反應(yīng)。該反應(yīng)是由低級炔制備高級炔的重要方法,之后可由炔烴的還原,制備立體專一的順式烯烴或反式烯烴。還可以直接水合成酮。如果是乙炔,還可以生成第二個炔鈉進行第二次親核取代。3、炔烴的親核加成反應(yīng) 由于炔烴與烯烴相比,采用的雜化不同,炔烴為SP雜化,其中S軌道占有的成分高,對電子的吸引能力強,所以炔烴可一發(fā)生親核加成而烯烴不能,利用這個性質(zhì),可以用來延長碳鏈這里以乙炔為例。Nu為帶有碳鏈的親核基團利用炔烴可以進行親核加成的特性可以讓炔與羧酸反應(yīng)制備無法用烯醇直接酯化制得的酸烯酯。還可是讓炔與氫氰酸生成烯腈,烯腈再水解就可

3、以得到,不飽和酸,以此衍生制備各種,不飽和不飽和化合物。4、狄-阿(DielsAlder)反應(yīng)共軛雙烯與親雙烯體生成環(huán)己烯的反應(yīng)。狄爾斯阿爾德反應(yīng)可以合成帶有不飽和鍵六元環(huán)和橋環(huán)化合物,是有機化學(xué)合成反應(yīng)中非常重要的碳碳鍵形成的手段之一,也是現(xiàn)代有機合成里常用的反應(yīng)之一。該反應(yīng)條件所需條件不嚴(yán)格,只需加熱便可進行。親雙烯體上帶有吸電子基可以更好的進行D-A反應(yīng)。以此制備含側(cè)鏈官能團的六元環(huán),側(cè)鏈上的官能團還可以進行其他碳鏈增長的反應(yīng)。5、傅-克(Friedel-Crafts)烷基化和傅克酰基化在路易斯酸存在下芳烴與烷基鹵和酰鹵的反應(yīng)叫傅克反應(yīng)。可分為烷基化和酰基化兩類。5.1傅-克(Fried

4、el-Crafts)烷基化氯乙烷在三氯化鋁催化下與苯發(fā)生取代反應(yīng),生成乙苯,放出氯化氫。反應(yīng)歷程經(jīng)過碳正離子中間體,以碳正離子為親電試劑進攻苯環(huán),故可能發(fā)生重排。三氯化鋁是傅-克反應(yīng)的催化劑,起的是路易斯酸的作用,F(xiàn)eCl3、BF3、HF等也可作為催化劑,同時,可以產(chǎn)生碳正離子其他物質(zhì)也可作為烷基化試劑,如醇和烯。烷基是個活化基團,因此,傅-克烷基化經(jīng)常會得到多取代產(chǎn)物,且伴隨著碳正離子的重排,因此反應(yīng)很難得到單一的產(chǎn)物,故應(yīng)用并不是很廣泛。而傅-克酰基化剛好可以克服烷基化的以上缺點,因此應(yīng)用得較為廣泛。5.2傅-克酰基化苯與酰鹵或酸酐在三氯化鋁的催化下反應(yīng)成芳酮: 該反應(yīng)不發(fā)生重排,且酰基是

5、個鈍化基團,也防止了多取代的發(fā)生。是個苯環(huán)側(cè)鏈延長碳鏈的好方法。反應(yīng)生成的羰基可以通過克萊門森(Clemmensen)還原成亞甲基,也可以由氫化試劑還原成羥基再進行其他官能團的反應(yīng)。最后仍需注意的是,苯環(huán)側(cè)鏈上有鈍化基團的是無法進行傅-克反應(yīng)的。6、Williamson合成法Williamson(威廉森)合成法(synthesis)是用醇鈉和鹵代烷在無水條件下的反應(yīng):RONa + R'X ROR' +NaX這個方法即可合成對稱醚,有可合成不對稱醚。該反應(yīng)是SN2反應(yīng),兩個試劑中的烷基結(jié)構(gòu)對反應(yīng)很有影響。若烷基是三級烷基,不利于進行SN2反應(yīng),而有利于E2消除反應(yīng),得到烯烴。因此

6、如欲得醚,最好用一級鹵代烴。(CH3)3CO-Na+ + CH3I (CH3)3COCH3 + NaISN2反應(yīng)中間體(CH3)3CBr + CH3ONa (CH3)2C=CH2 + CH3OH + NaBr除用鹵代烷以外,磺酸酯、硫酸酯也可用于合成醚:芳香醚可用苯酚與鹵代烷或硫酸酯在氫氧化鈉的水溶液中制備:苯甲醚(茴香醚)7、武茲反應(yīng)(Wurtz Reaction) 武茲反應(yīng)使兩個烴基互相相連為長鏈,用來合成高級烷烴。2RX+2Na R-R+2NaX武茲反應(yīng)僅限于合成對稱烷烴。如果將兩種不同的鹵代烴放在一起反應(yīng)會產(chǎn)生兩種不同的烷烴,分離十分困難。反應(yīng)含有自由基還會產(chǎn)生烯烴的副產(chǎn)物,當(dāng)鹵代烴的無鹵連接碳太大時,這個副反應(yīng)便顯得更為突出。8、二烴基銅鋰二分子烴基鋰與一分子鹵化亞銅在醚中、低溫下與氮氣流和氬氣流中進行反應(yīng),可以形成二烴基銅鋰。二烴基銅鋰也是一個反應(yīng)適用范圍很廣的試劑。RLi+CuXRCu+LiXRCu+RLiR2CuLi二烴基銅鋰可與鹵代烴發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),反應(yīng)如下:鹵代烴中的烴基可以是一級、二級烷基,也可以是乙烯烴、芳烴、烯丙基和苯甲基,二烴基銅鋰中的烴基可以是一級烷基,也可以是其它烴基如乙烯基、芳基和稀丙基等,因此這個偶聯(lián)反應(yīng)選用范圍很廣。9、格氏試劑“格氏試劑”是含鹵化鎂的有機金屬化合物,是一類親核試劑,在有機合成中應(yīng)用十分廣泛。格氏試劑可以合成氘代烴:

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