上海有机所合成讲义第1讲

nullnull有机合成反应唐 勇 金属有机化学国家重点实验室 电话： 54925156 (办公室) tangy@mail.sioc.ac.cn 地址： 新楼 519null内容 基本有机合成反应 重要反应的发现、发展与现状重要性 复杂分子合成的基础 了解反应研究的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 与思路 体会并享受有机化学的乐趣与神奇null 以官能团为线索 通过对有机物共同特性(官能团)的分析去解析有机合成反应，掌握反应的共性与规律，理解并记忆有机合成反应基本思路 C-C 键的形成反应 官能团的相互转化 重点：立体化学null参考文献： 1. 许杏祥,有机合成讲义， 2. Boger, D. L. Modern Org. Chem. 3. Carey, F. A. Advanced Organic Chemistrynull1、分析下述化合物的结构特性并推测其可能发生的化学反应2. 请在括号中填写适当的化学试剂或结构式null1、分析下述化合物的结构特性并推测其可能发生的化学反应nullnull第一章  概述第一节 基本概念构象 (conformation)：由于单键的‘自由’旋转使分子中的原子或基团在空间上产生不同的排列，这种排列形式称为构象。由单键旋转产生的异构体称构象异构体或旋转异构体 －《基础有机化学》邢其毅，徐瑞秋，周政，裴伟伟编，高等教育出版社， 1993。特征：通过单键简单旋转即可相互转化，不可分离null构型(configuration)：由于共价键的方向性使分子中的原子或基团在空间上所产生的、不能通过单键的简单旋转而重叠的不同排列，这种排列形式称为构型。由此产生的异构体称构型异构体。特征：可分离null在某些特定条件下，构象和构型并没有明显的界限。一些化合物的优势构象也具有大的刚性，从而失去自由旋转的能力，这种刚性的构象也可以称它具有一定的构型。－《基础有机化学》邢其毅，徐瑞秋，周政，裴伟伟编，高等教育出版社， 1993。null化学选择性(Chemoselectivity)：指同一试剂与反应底物分子中不同官能团的反应性能差异。 －《有机合成中的选择性》R. S. Ward 著，王德坤等译，科学出版社：北京，2002。nullnull区域选择性(位置选择性，Regioselectivity)：指在一个分子中(某些键形成或断裂)多个可能的反应位置上选择性地进行反应，优先生成一个(多个)异构体。－《有机合成中的选择性》R. S. Ward 著，王德坤等译，科学出版社：北京，2002。nullHassner, A. J. Org. Chem. 1968, 33, 2684.Bull Soc. Chim. Fr. 1970, 2707. & Chem. Commun. 1974, 253.null 立体选择性(Stereoselectivity)：指反应优先生成一个(多个)仅仅是构型不同的产物的现象。－《有机合成中的选择性》R. S. Ward 著，王德坤等译，科学出版社：北京，2002。J. Am. Chem. Soc. 1963, 85, 3878 & Anorg. Chem. Org. Chem. 1980, 1455.null对映选择性(enantioselectivity)：指反应选择性地生成（一对对映体中的)某个对映异构体的现象。－《有机合成中的选择性》R. S. Ward 著，王德坤等译，科学出版社：北京，2002。对映体(enantiomer): 指成镜像但互不重合的立体异构体。表示方式：对映体过量(ee) = (E1-E2)/(E1 + E2) x 100%null非对映选择性(diastereoselectivity)：指反应选择性地生成(非对映体中的)一个(多个)非对映异构体的现象。非对映异构体(diastereomer)：具有两个或多个不对称中心但互不成镜像的立体异构体。表示方式：非对映体过量(de) = (D1-D2)/(D1 + D2) x 100% 或 dr ＝ 非对映异构体二者的相对比例De ＝ 84%; dr = 92:8 null第二节 影响反应的一些因素 § 1.2.1 电子效应的影响电子效应(Electronic effects)指反应物（试剂）的电子特性对化学反应的影响，包含共振效应(与不饱和体系相连接时)和场效应(通过键和空间)。 例如： 反应的决速步骤是OH-对羰基的进攻, 在过渡态中羰基碳的电荷密度明显增加，因此当芳基带有吸电子基团时将分散其负电荷，降低其过渡态的能量从而提高反应的速度。因此，带有吸电子基团的活性高而带有供电子基团的活性低。nullLi, A. H. et al. J. Org. Chem. 1996, 61, 4641. null§ 1.2.2 立体效应的影响 立体效应(Steric effect) 是指进攻试剂接近底物时选择空间位阻较小一面的趋势（非键斥力）对反应性能的影响。 有时，反应的加速或减缓很难通过电子效应解释，此时往往是由于位阻效应的缘故。例如， 上述反应速度的减缓主要是由于立体位阻效应的缘故。null 位阻效应不一定是降低反应速率，有时也可以加速反应的进行。例如在卤代烷通过SN1 反应水解中，反应中心碳从SP3到SP2, 大位阻可以促进这一过程的进行。Np 新戊基nullt-Bu 0 Morton, D.; Pearson, D.; Field, R. A.; Stockman, R. A. Org. Lett. 2004, 6, 2377. null§ 1.2.3 立体电子效应的影响立体电子效应(Stereoelectronic effect 或称构象效应conformational effect)是指构象对反应性能的影响。构象效应不仅会影响反应的立体化学也会影响反应活性，在构象不能满足反应 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 的情况下甚至会完全阻止反应的发生。 null构象效应有时会影响反应的活性，在构象不能满足反应要求的情况下甚至会完全阻止反应的发生。nullCorey, E. J; Asneen, R. A. J. Am. Chem. Soc. 1950, 6292.null溶剂效应(solvent effect) 主要指作为反应介质的溶剂对反应方向、速度及立体化学的影响。溶剂对反应活性的影响与溶剂的极性和反应的类型相关，具体的影响见表1－2－1。§ 1.2.4 溶剂效应的影响nulla11 mol% ligand 1, 10 mol% Cu(OTf)2. Zhou et al. J. Org. Chem. 2004, 69, 1309.nullZhou et al. J. Org. Chem. 2004, 69, 1309.nullnull第三节 有机合成反应的几个重要问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 § 1.3.1 选择性的控制 有机反应热力学主要涉及化学反应平衡的问题，即反应能否发生，有多少可以转化为产物的问题，与反应速度无关。 对于一个可逆反应，其平衡常数与自由能的关系可表示为：G = -RTLnK 其中 DG = DH - TDS DH 为在 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 条件下生成物与反应物的焓差，可近似于所有形成新键的键能之和减去所有断裂键键能之和。 反应物与生成物的能量差DE 在反应体积不变(DV = 0， DE = DH) 时可近似地认为与反应焓变相等，此时若反应物与生成物分子数相等，此时反应的焓变与生产物反应物的能差以及反应的自由能变化可近似于相等，由此可以对一些反应的平衡常数进行估算。 利用一个反应的动力学或/和热力学行为的差异可以控制反应的选择性nullOverall reaction is exothermic. -ΔG  -17 kcal/mol, so reaction is favorable, spontaneous. null 有机反应的热力学研究仅能提供反应进行的可能性以及进行的程度，并不代表实际能够发生。有机反应的动力学的研究可以提供这一反应的反应速度以及发生反应所需条件。Molecule rate (experimentally) = 1012 molecules/sec Without catalyst : Keq = 2.8 x 1012nullEReaction coordinate—— catalyzed reaction …… Uncatalyzed reactionΔG‡ = - RT ln k‡ ΔG‡ uncat.= 33.9 kcal/mol; Kuncat. = 1.0 x 1012 mol/sec ΔG‡ cat. = 20 kcal/mol; Kcat. = 1.0 x 1022 mol/secnull催化反应与非催化反应的能量关系图nullReaction coordinate△GC ‡ △GB ‡ △△ G ‡ △GBKinetic productThermodynamic product△△G△GCFree E of ActivationE有机反应的热力学与动力学控制Thermodynamic product More favorable ΔG Kinetic product More favorable ΔG‡ 反应不可逆，B 反应可逆， CnullBoger JACS, 1997, 119, 311.nullnull§ 1.3.1.1 化学选择性控制: 反应涉及两个或多个活性官能团时选择性地使其中某一官能团反应Case 1 利用不同试剂(或在不同条件下)反应活性的差别可实现化学选择性的控制nullnullCase 2 官能团相同时，利用立体或(和)电子效应可实现化学选择性的控制nullnullCase 3 官能团相同时，利用底物与试剂作用实现化学选择性的控制null作用机理示意图nullCase 4null通过上述一些策略的应用，可以实现一些反应化学选择性的任意控制nullnullH. Yamamoto, JACS 1994, 116,4131. null§ 1.3.1.2 区域选择性控制: 使反应选择性地在某个官能团的特定部位进行Case 1 利用反应试剂性能的差别可实现区域选择性的控制Hassner, A. J. Org. Chem. 1968, 33, 2684. Brown， H. C. Organic Synthesis via Boranes, Wiley: Newyork, 1975.nullCase 2 利用电子或(和)立体效应可实现区域选择性的控制JACS, 1968, 90, 4464 ; JOC, 1969, 34, 2324 & JOC, 1971, 36, 2324.nullBrown, JOC 1981, 46, 3810.Synthesis，1979，921。nullnull利用上述一些策略，有时可以实现一些反应区域选择性的任意控制Chem. Commun. 1982, 33.nullnullnullTetrahedron, 1992, 48, 3303