有机合成第三章稳定化碳负离子的烃基化和缩合反应1.ppt

有机合成第三章稳定化碳负离子的烃基化和缩合反应1
高共轭效应稳定化作用
当一个带有共轭基团的分子由于不含α-氢或由于结构上的限制无法通过轨道交盖稳定α-碳负离子，而非邻位如β-位碳负离子在角度和空间位置上可与该共轭基团亲核性弱
六***磷酰***
反应介质（溶剂）
各种碳负离子的形成取决于羰基化合物结构（碳氢酸）、碱及溶剂。为保证溶液中碳负离子有足够的浓度，所用碱的共轭酸的pKa值和溶剂的pKa值必须比碳氢酸的pKa值大。有机合成中常用的碱/溶剂组合是：氢氧根离子在水中（pKa≈16）, 烷氧负离子在相应的醇中（pKa≈20，叔丁醇钾），氨基钠在液氨中（pKa≈35），***亚硫酰基***钠在DMSO（pKa≈35）中，碱金属氢化物、***锂或烷基锂在醚或烃溶剂中（pKa＞40）。
***通过烯醇负离子烷基化时产生二烷基化或多烷基化反应的原因是体系中同时存在烷基化物和碱。碱的来源有两种：外加的碱；尚未烃基化的烯醇负离子。解决***的二或多烷基化问题采用的方法：使用等摩尔数的大位阻的强碱（LDA）,使体系中没有过量的或未反应的碱； 提高烃基化反应速度，以尽快把烯醇负离子烃基化。
溶剂性质对烯醇负离子烃基化的速度的影响：
溶剂的类型（质子或非质子）
溶剂的酸碱性
溶剂的极性
溶剂的类型与酸碱性：反应应在无水条件下进行，因为水的酸性（pKa≈16）比羰基化合物的酸性强的多（pKa=20），水的存在会使碳负离子质子化，其次，存在着烯醇负离子从溶剂中获得一个质子形成竞争平衡的可能性，因此，溶剂的酸性要比***的酸性弱的多才行。
溶剂的极性
首先是非质子性溶剂，其次是极性溶剂
O-烷基化与C-烷基化问题
O-烷基化产生醚；C-烷基化为我们的α-烷基化产物
有利于C-烷基化的条件；反应在THF or DME溶剂中进行，同时用烯醇锂盐，用碘代烷或溴代烷做烷基化试剂。
影响O-烷基化与C-烷基化比例的离去基效应可以用软硬酸碱原理解释：烯醇负离子的两个亲核中心中，氧是较碳硬的碱，在SN2亲核取代反应中，如果亲核试剂与离去基团软硬度相似，有利于反应的进行。
软硬碱理论：硬碱是电负性大，半径小，难氧化（不易失去电子），不易变形的原子（N, O, F）.反之为软碱（I- , SCN- , S2- , C- ），在亲核取代反应中，如果，离去基团与亲核试剂软硬度相似有利于反应的进行.
对于磺酸酯和硫酸酯这样的较硬的含氧离去基，则优先发生O-烷基化反应
醛和非对称***的烯醇化及其烷基化的选择性控制
3-3-1 醛的烯醇化及其烷基化
羰基化合物***烯醇负离子烷基化（应用较多）
羰基化合物醛烯醇负离子烷基化（应用较少）：烯醇负离子易于与醛发生羟醛加成反应，为完成醛烯醇负离子烷基化必须快速、完全的形成醛烯醇负离子，醛的烷基化才有好的收率
如果使用特殊的碱,则可得到高收率的碳-烷基化的产物
3-3-2 通过动力学或热力学控制形成特定烯醇盐（非对称的***）
动力学控制-速度控制（低温）：理想条件为快速、完全、不可逆地去质子化，完成的试验条件是低温-干冰-***浴；干冰-异丙醇浴-78℃、使用位阻大的强碱-雷达LDA、在非质子溶剂中使用锂离子作为烯醇负离子的抗衡离子
热力学控制-平衡控制（较高温度）：占主导的烯醇负离子是取代较多的烯醇负离子，碳碳双键取代多、使用较弱碱、质子溶剂、钠和钾离子作为抗衡离子、反应温度较高
3-3-3 烯醇硅醚作为特定烯醇盐的前体
此法特点:首先制备动力学或热力学控制的特定烯醇硅醚,然后使用等摩尔数的***:使用烯醇硅醚可以分别制备热力学或动力学控制的烯醇负离子副产物为惰性四***硅烷
缺点:是否能够得到烯醇硅醚,底物官能团限制(不能使用强亲核性的试剂-***锂),由***锂与烯醇硅醚产生的烯醇负离子在烷基化时活性不高
速度控制产物:
平衡控制产物：
使用苄基三******化铵代替***锂等可以制备比烯醇锂盐更活泼的烯醇铵盐
3-3-3-2 在lewis酸催化下烷基化
通过烯醇硅醚进行烷基化的优点是酸碱条件都行，使用的算为为TlCl4,SnCl4,ZnX2等，酸催化条件下的烷基化试机是叔卤代烃和仲卤代烃（伯卤代烃不行，机理涉及到碳正离子的生成，碱性条件只能使用伯卤代烃
消旋体姜黄***合成
3-3-4 通过α，β-不饱和***的共轭加成形成特 定的烯醇盐
3-3-4-1：通过金属液氨还原形成特定烯醇负离子
trans-cis=20:1
3-3-4-2 :通过共轭加成