1、第五章 形成長鏈烯烴的反應消除反應消除反應 醇、鹵代烴脫醇、鹵代烴脫 H2O、HX，熱消除反應，熱消除反應還原反應還原反應縮合反應縮合反應 羰基烯化、羰基烯化、 醇醛縮合、醇醛縮合、 羰基羰基 -位的烯化位的烯化第一節第一節 消除、還原法制備烯烴消除、還原法制備烯烴1. Dehydrohalogenation of Alkyl Halide2. Dehydration of Alcohols3. Dehalogenationof Vicinal Dihalides4. Reduction of Alkynes1. Dehydrohalogenation of alkyl halide CHCX

2、CCKOHKXH2OalcoholEase of dehydrohalogenayionof alkyl halides 3o2o1o+Examples:CH3CH2CH2CH2Cln-Butyl chloride1-ButeneKOH(alcohol)CH3CH2HCCH2KOH(alcohol)CH3CH2CHClCH32-Butene80%1-Butene20%CH3CH2HCCH2CH3HCCHCH3sec-Butyl chloride2. Dehydration of alcoholsCHCOHCCH2O+acidEase ofdehydrogenationof alcohols3o

3、2o1oExamples:2-ButeneCH3HCCHCH3acidCH3CH2CH2CH2OHn-Butyl alcohol1-ButeneCH3CH2HCCH2Chief productacidChief productCH3CH2CHOHCH32-Butene1-ButeneCH3CH2HCCH2CH3HCCHCH3sec-Butyl alcohol3. Dehalogenation of vicinal dihalides Example:CH3CHBrCHBrCH32-ButeneCH3HCCHCH32,3-DibromobutaneZn4. Reduction of alkyne

4、s 第二節第二節 羰基烯化反應羰基烯化反應此反應經歷此反應經歷四元環過渡態四元環過渡態 Wittig 反應反應一Ph3PCR1R2+R3R4COCCR3R4R1R2+Ph3P=OPh3PCR1R2+COCC+Ph3P=OCCPh3P+O CCPh3POPh3PC +(1) 磷葉立德磷葉立德 (phosphorus ylide)Ph3P+XCHR2PH3PCHR2XbasePh3PCRRPh3PCRR需含有氫原子需含有氫原子 在鹵代烴中，在鹵代烴中，RI 活性最高，活性最高，RCl 活性較低，通常用活性較低，通常用RBr。一般而言，制得的磷葉立德不需分離，保存在溶液中，或直一般而言，制得的磷葉立

5、德不需分離，保存在溶液中，或直接進行下一步反應。接進行下一步反應。穩定的穩定的Wittig試劑試劑-活性低活性低 R-吸電子基團吸電子基團-羧基、酯基、?；?、氰基等。 則烴基三苯基磷鹽的去質子化可以在較弱的堿性條件較弱的堿性條件下實現，并且產生的Ylide較穩定，可以分離，其活性相對較弱，一般需與親電性較強的羰基反應。當產物有主體異構存在時，E-異構體通常占優。 活潑的活潑的Wittig試劑試劑-活性高活性高 R-供電子基團供電子基團-烷基、環烷基。 則烴基三苯基磷鹽的-H 酸性較弱，需較強的堿（常用BuLi或PhLi）才能生成Ylide，剛生成的Ylide活性很高，是類似格氏試劑那樣強的親核

6、試劑，能迅速地在溫和條件下與醛或酮起反應給出加成物，反應不可逆。加成物可自發分解給出烯烴。產物如有立體異構，則一般得到 E 和 Z 的混合物。如用苯基鋰制備Ylide，并且使反應在較低溫度下進行，則產物以 E 異構體為主。 半穩定的半穩定的Wittig試劑試劑-活性居中活性居中 R-烯基、芳基、炔基。(2) 醛或酮醛或酮 (Aldehyde or ketone) 醛醛 酮酮 酯酯(極難反應）極難反應） 脂肪族或芳香族的醛、酮；羰基組分中可以含有脂肪族或芳香族的醛、酮；羰基組分中可以含有雙鍵、三鍵、羥基、烷氧基、鹵素、酯基等。雙鍵、三鍵、羥基、烷氧基、鹵素、酯基等。 磷葉立德中也可以帶有雙鍵、三

7、鍵及其它官能團，磷葉立德中也可以帶有雙鍵、三鍵及其它官能團，在反應的時候不受影響。在反應的時候不受影響。OPPh3BrNaH(3) Wittig反應的特點反應的特點：a. 高選擇性高選擇性，只和醛、酮反應；條件溫和，收率高；，只和醛、酮反應；條件溫和，收率高；b. 具有高度的具有高度的位置專一性位置專一性，合成的雙鍵位置固定，能處在能量不利，合成的雙鍵位置固定，能處在能量不利位置位置(如在環外如在環外)； c. 對對,-不飽和羰基物，不飽和羰基物，不發生不發生1,4-反應反應，合成共軛多烯化合物；，合成共軛多烯化合物；d. 能控制反應條件，合成能控制反應條件，合成立體專一性立體專一性產物產物

8、(Z或或E) ； 一般，在非極性溶劑中，穩定的磷一般，在非極性溶劑中，穩定的磷 Ylide 優先生成反式烯烴，優先生成反式烯烴， 不穩定的磷不穩定的磷 Ylide 優先生成順式烯烴。優先生成順式烯烴。e. Wittig試劑易制備者，活性低?；钚愿哒撸y制備。試劑易制備者，活性低?；钚愿哒撸y制備。OHC4H9Ph3P=CHCH=CH2HC4H9HC4H9OHO3OOHHC4H9OOHH2C=PPh3HC4H9OHHC4H9OH+h維生素維生素D2的合成的合成CHO+Ph3PPh3P=CHCO2Et+OHCCHOCHOHHEtOOCPh3P=CHEt+OCHOOHHEtO2POCRR磷酸酯碳負離

9、子 歷程經過歷程經過四元環過渡態四元環過渡態：幾乎立體專一性生成：幾乎立體專一性生成 E Wittig-Horner 反應反應二 1958年，年，Horner首先報道：首先報道：-位連有吸電子基的磷位連有吸電子基的磷酸酯與酸酯與RONa作用，生成的作用，生成的C-具有與磷具有與磷Ylide相似的性相似的性質，與羰基化合物反應，高產率地生成烯烴及磷酸根質，與羰基化合物反應，高產率地生成烯烴及磷酸根負離子。負離子。MeOCHO + EtO2POCHCH2PhCCHCH2PhHMeOE 100%PhCHCHCHO+EtO2POCRRPhCHCHCHCHRR（1）試劑制備）試劑制備 磷酸酯極易由亞磷酸

10、酯與磷酸酯極易由亞磷酸酯與RX反應制得。反應制得。EtO3P+X CHRREtO2POCHRR 強堿EtO2POCRR亞磷酸酯對 H2O， O2 不敏感， R，R可為 OMe, CN 等。（2） 醛、酮醛、酮 活性活性： 醛醛 酮酮 （3） 反應特點反應特點 a. 磷酸酯碳負離子易制備、成本低、磷酸酯碳負離子易制備、成本低、碳負離子穩定性好碳負離子穩定性好； b. 碳負離子碳負離子親極性強親極性強，比相應的磷，比相應的磷ylide強，能在溫和的條強，能在溫和的條件下與多種類型羰基化合物反應，生成烯烴；件下與多種類型羰基化合物反應，生成烯烴； c. 生成的磷酸鹽易溶于誰，生成的磷酸鹽易溶于誰，產

11、物易分離產物易分離，操作簡單；，操作簡單； d. 此反應的立體化學受取代基的立體因素、電子效應及溶此反應的立體化學受取代基的立體因素、電子效應及溶劑效應的影響較小，幾乎立體專一地生成劑效應的影響較小，幾乎立體專一地生成反式反式產物。產物。COPhPhwittigPh3P=CHCOOEt(EtO)2P-CHCOOEtOHorner-emmonsno reactionCCHCOOEtPhPhO(EtO)2POCH2CO2Et+NaHC6H6,650CCHCO2Et+(EtO)2POONa67-77% 砷葉立德砷葉立德 Arsonic ylide 活性：活性：Arsenic ylide Phosph

12、orus ylide 產物：以反式為主。產物：以反式為主。回首頁信息結束Ph3As=CRR 砷內砷內鎓鎓鹽的羰基烯化反應鹽的羰基烯化反應三R3SiCRR+OCRRCCRRRR 硅Ylide，1968年由Peterson首次報道其與醛酮的反應。反應可看作兩步：R3SiCRR+OCRRR3SiCRRCRROB消除CCRRRR回首頁信息結束 Peterson反應反應四四此反應主要用來合成烯烴：此反應主要用來合成烯烴：R3SiCRH+OB消除CRRMe3SiCHCOOEtOCHCOOEt+-R3SiCRH的制備：R3SiCl+BrMgCHRRR3SiCHRRNaHR3SiCRR即 XCHRR+MgXM

13、gCHRR羰基烯化試劑羰基烯化試劑： WittigPhosphorus ylideHorner-Emmons磷酸酯砷內嗡鹽Arsonic ylidePeterson碳負離子CPPh3RRCPPh3RR活性低大多數為E式受SOLVENT影響大CP(OEt)2ORR活性高E式受SOLVENT影響小CAsPh3RRCAsRRPh3活性高E式CSiR3RR活性高E，Z混合物第三節第三節 羥醛縮合反應羥醛縮合反應指含活潑指含活潑-H的醛、酮之間的縮合。的醛、酮之間的縮合。RCOR+CH2CORRHorOHRCCHROHCRORB羥基酮RCCCORR Ra,B不飽和酮反應類型反應類型： a 自身縮合自身縮

14、合 b 不同醛酮之間的縮合不同醛酮之間的縮合反應條件反應條件：H+ 或或 OH 均可，但產物不同（一般用堿）均可，但產物不同（一般用堿）CCHHOCCHO OH CCHHOCCHHCO CHOH2OCCHHCOHCHOOH CCHHCOHCO CCHHCCO OH 一、反應機理一、反應機理堿催化機理堿催化機理 酸催化機理酸催化機理 CCHOHCCHH+OHCCHHOCCHH+OHH+ H CCHHCOHCH+OH H2OCCHHCOHCHOCCHHCCO H H+CCHHC+OH2CHOCC+HHCCHO H 2CH3CH2CH2CHONaOHCH3CH2CH2C CHOHHCHOCH2CH3

15、heatingCH3CH2CH2CH C CHOCH2CH386%H COCH2CHC3H7CH2CH2COHOHCH C COHCH2CH2CHC3H762%注意C 的形成注意注意：（1）反應前后分子結構的變化）反應前后分子結構的變化（2）反應需要）反應需要-氫的參與氫的參與（3）至少含有兩個）至少含有兩個-氫時才會發生脫水氫時才會發生脫水CH3CCH2CH2CH2CH2CCH3OOOHCH3COCH3成五元環成七元環穩定性： 5，6元環 7 元環2 CH3CH2COCH321OHheatingCH3CH2COHCH2CH2CCH2CH3OheatingH2O.穩定性 1 2二、交叉羥醛縮合

16、二、交叉羥醛縮合 OPhOHB +HOHOOHOHPhPhOHOOPhOHPhOHOPhOOHPhPh+OHOPh親親電電體體親親核核體體O HO PhO Ph醛、酮反應差異性控制醛、酮反應差異性控制 1. 使用不含使用不含-H 的醛、酮的醛、酮 CH3CHO + HCHO(HOCH2)3CCHOC(CH2OH)4HCHOOHOH注意注意： 不含不含-氫的醛、酮作為親電體的活性應高于含氫的醛、酮作為親電體的活性應高于含-氫的醛、酮氫的醛、酮 親電體活性:高于OHPhO+OHPhO10 % NaOHPhO苯基和羰基的雙重活化作用苯基和羰基的雙重活化作用 親電體活性:高于OHOPhPhOH+OHO

17、PhPhHOOHPhOHPh無六六氫氫吡吡啶啶74 %PhCHO + PhCH2COCH3PhCH=CCOCH3Ph動力學控制動力學控制的實驗條件：低溫、位阻大的強堿、非質子型溶的實驗條件：低溫、位阻大的強堿、非質子型溶 劑、酮不過量、劑、酮不過量、Li+為抗衡陽離子。為抗衡陽離子。熱力學控制熱力學控制的實驗條件：較高的溫度、相對較弱的堿、質子的實驗條件：較高的溫度、相對較弱的堿、質子型型 溶劑、溶劑、Na+ 或或 K+ 為抗衡陽離子。為抗衡陽離子。 B +R2CHCOCH2RR2CCO CH2RR2CHCO CHR熱熱力力學學控控制制產產物物動動力力學學控控制制產產物物2. 動力學控制和熱力

18、學控制動力學控制和熱力學控制 動力學控制動力學控制 分子內縮合:OOOOHOHOO熱力學控制熱力學控制 動力學和熱力學控制動力學和熱力學控制 堿堿催催化化: :OOH+OH HHO85 %酸酸催催化化: :OOH+H+HO80 %脫水形成穩定的共軛體系脫水形成穩定的共軛體系+OHPhO堿堿堿堿O PhOOPhO OHPhOOPhO PhO堿B OPhO PhO解釋反應機理解釋反應機理三、實例三、實例（一）不同醛、酮之間的縮合（一）不同醛、酮之間的縮合 1.醛醛-醛醛 縮合縮合 （產物復雜，最終由產物的（產物復雜，最終由產物的穩定性決定穩定性決定）CH3CHO+CH3CH2CHOheating

19、OHCH3COHCHHCHOCH3H2OCH3CCHCH3CHOCH3CH2COCH3+RCROOHheatingCH3CH2COCH2COHRR heatingH2OCH3CH2COCHCRR 2. 酮酮-酮酮 縮合縮合 a. 至少有一種甲基酮或脂環酮才能反應至少有一種甲基酮或脂環酮才能反應 b. 活性較低，不如醛活性高活性較低，不如醛活性高3. 酮酮-醛醛 縮合縮合 （ 注意注意醛易自身縮合醛易自身縮合）CHCH3CH3CHO+ CH3COCH2CH3heatingOHCHCH3CH3CHCHCOCH2CH3酮甲基成 C思考如何合成下列兩種化合物思考如何合成下列兩種化合物 CCCCCOCC

20、CCCOCC（由（由 Corey法分析法分析 ，并由，并由烯胺烯胺解決難以合成步驟）解決難以合成步驟）四、四、 Claisen- Schmidt -芳醛芳醛 與含與含-H的醛酮反應的醛酮反應 CHO +CH3CHOPhCHOHCH2CHOheatingH2OPhCHCHCHO（一般得到反式產物。（一般得到反式產物。有機合成中常用的一種方法，因為芳醛中無有機合成中常用的一種方法，因為芳醛中無-H ， 組合產物組合產物少，易分離。）少，易分離。）CHO+CH3COCH2CH3OHCHCHCOCH2CH3HCHCCH3COCH3酸堿催化產物不同。OCHOONaOHOO+水 溶 液第三節第三節 醛、酮

21、與羧酸衍生物之間的反應醛、酮與羧酸衍生物之間的反應一一 、Knoevenagel反應反應CORR+CH2COOEtX氨及其 鹽（弱堿）CCRRCOOEtX+H2O其中：XNO2，CN，COR，COORE式 醛或酮在弱堿（胺、吡啶等）催化下，與具有活潑-氫原子的化合物縮合的反應。反應特點：反應特點：a. 氨、胺、酰胺、羧酸銨、吡啶、哌啶等弱堿催化氨、胺、酰胺、羧酸銨、吡啶、哌啶等弱堿催化 b. 反應機理兩種提法（一為碳負離子機理，一為亞反應機理兩種提法（一為碳負離子機理，一為亞胺機理），具體取決于反應物的活性及反應條件。胺機理），具體取決于反應物的活性及反應條件。OCH2COOEtCOOEt+R

22、NH2heatingCCOOEtCOOEtBrCHOCH2COOEtCOOEt+NHheatingBrCHCCOOEtCOOEt+NHCH2(CN)2OCHOOCH=C(CN)2+NHCH=CHCHOCH2COOC2H5CNCH=CHCH=CCOOC2H5CNOO+NH 100 %CH2COOC2H5CNCCOOC2H5CNO+NH, 苯苯CHOCOOC2H5COOC2H5COOC2H5COOC2H5+ CH2(COOH)2CHOO2N吡吡啶啶CHO2NCHCOOH+NHCHOOHOCOOC2H5OCH2(COOC2H5)28090 %+NHCHOOHOCOCH3OCH3COCH2COOC2H

23、5 100 %+NHCHONH2NCOOC2H5CH3CH3COCH2COOC2H5OMeMgBrOHMeKHSO4MeO3OCHOCH2(COOH)2OC(COOH)2-CO2OCOOH1.2. H2O1.2. Zn-H2O蜜蜂信息素蜜蜂信息素9-氧代氧代-2E-癸烯酸癸烯酸 CHOO2NCNCH2COOEtCHO2NCNCOOEt+Zn(OAc)22H2O以醋酸鋅為催化劑，在室溫及無溶劑條件下，能使一系列芳以醋酸鋅為催化劑，在室溫及無溶劑條件下，能使一系列芳醛與活潑亞甲基化合物發生醛與活潑亞甲基化合物發生Knoevenagel縮合反應，生成較高縮合反應，生成較高產率的丙烯酸類衍生物。產率的

24、丙烯酸類衍生物。二、二、 Stobbe反應反應CORR+CH2COOEtCH2COOEtCCRRCOOEtCH2COOH強堿 丁二酸酯在強堿性催化劑存在下與醛（酮）發生羥醛縮合，丁二酸酯在強堿性催化劑存在下與醛（酮）發生羥醛縮合，生成生成-亞烴基丁二酸單酯。亞烴基丁二酸單酯。（用來制備用來制備,- -不飽和單酯及不飽和單酯及 酮酸，可酮酸，可增加增加3個碳原子個碳原子）（常用的催化劑：常用的催化劑：RONa、ROK、NaH）反應特征反應特征：1. 有丁二酸酯參與反應有丁二酸酯參與反應 2. 強堿既是催化劑又是反應物強堿既是催化劑又是反應物 3. 亞甲基亞甲基形成碳負離子形成碳負離子 4. 其中一酯基形成羧基其中一酯基形成羧基 -亞烴基丁二酸單酯鹽在稀酸中可以酸化成羧酸酯，如果在亞烴基丁二酸單酯鹽在稀酸中可以酸化成羧酸酯，如果在強酸中加熱，則可發生水解并脫羧的反應，產物為比原來的醛強酸中加熱，則可發生水解并脫羧的反應，產物為比原來的醛酮多三個碳的酮多三個碳的, -不飽和酸。不飽和酸。CH2COORRCOOEtH+CH2COOHRRCOOEtCH2COOHRRH-H3O+,-CO2COPhPh+CH2COOEtCH2COOEtCCCOOEtCH2COOHPhPh強堿ZnCl