合成基本反应总结.doc

有机合成的基本知识和基本反应
【Ⅰ】碳架的形成
一、增长碳链
1.加一个碳原子
例：

2.加多个碳原子

Wittig反应与Michel反应：
3．成环反应
（1）武慈反应
（2）D—A反应及其它协同反应
（3）烃基取代苯的付克烷基化和酰基化反应
（4）二卤代烃与三乙或丙二酸酯等碳负离子反应
（5）双官能团化合物分子内缩合
（羰基、酯基、羧基、羟基酸等）
（6）迈克尔加成产物发生罗宾森关环
4.各类缩合反应
A.羟醛缩合：
有α—Н醛酮在氢氧化钠等稀碱作用下反应生成β—羟基醛酮或α，β—不饱和醛酮。

B.交叉羟醛缩合：
有α—Н和无α—Н的醛酮在氢氧化钠等稀碱作用下反应生成β—羟基醛酮或α，β—不饱和醛酮。

C.克莱森—施密特缩合（Claisen—Schmidt Condensation）：
无α—Н的芳醛和含α—Н的醛、酮在碱催化下反应生成α，β—不饱和醛、酮

D.克莱森缩合 (Claisen Ester Condensation)
（1）有α—Н酯和无α—Н的芳醛在醇钠等强碱作用下反应生成α，β—不饱和酸酯

（2）有α—Н醛酮和无（有）α—Н酯在醇钠等强碱作用下生成β—二酮（醛酮优先去质子）

（3）两分子酯在醇钠等强碱作用下反应缩合生成β—酮酸酯
E.狄克曼缩合(Dickman Condensation)：
至少含一个α—Н的己或庚二酸酯在醇钠等强碱作用下分子内缩合生成五或六员环的β—酮酸酯
F.克脑文盖尔缩合（Knoevengel Condensation）：
含活泼亚甲基的酯和（芳）醛在氨或胺催化下反应生成α，β—不饱和酸或酯。

G.柏金反应(Perkin Reaction)：
芳醛和含两个α—Н的酸酐在相应的羧酸盐或碳酸盐催化下反应生成α，β—不饱和芳香酸

H.达让反应（Darzens Reaction）
有α—Н的酯和α—卤代酸酯和有或无α—Н的醛酮在醇钠等强碱作用下反应生成α，β—环氧酸酯。

I.片呐酮缩合
酮类在金属—汞齐（Na—Hg、Al—Hg、Mg—Hg）作用下，发生双分子还原，生成乙二醇四羟基取代
物（片呐醇）

J.酮醇缩合
两分子酯在Na—非质子溶剂中还原偶合成α—羟基酮

K.斯托贝缩合（Stobbe Condensation ）
（取代）丁二酸酯与无α—Н的酯或芳香醛酮的反应

L.安息香缩合：
两分子芳醛在碱作用下反应生成β— 羟基酮.

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【Ⅱ】、官能团的转换
1.脂肪族化合物

2. 芳香族化合物

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【Ⅲ】、立体化学控制
当希望得到的产物有几种可能的立体异构体时，采用立体化学控制的方法得到所希望的立体化学体。
1．顺反异构

顺-2-丁烯+过氧乙酸
2．D-A反应

3. 亲核取代
（1）SN2反应的立体化学：瓦尔登(Walden)转化
（2）SN1反应的立体化学
反应的立体化学理论上为外消旋化。但由于碳正离子稳定性、邻基参与等因素影响，
实际上并非完全的外消旋化。
4. 消除反应的立体化学
E2:大多E2反应是反式消除的→同平面---反式消除
E1 :由于形成碳正离子中间体，进一步的消去可以顺式和反式消去

5. 羰基加成反应的立体化学
(1).若不对称试剂上下进攻机会均等，则有：
R1 = R2时，上下进攻得同一产物

R1 ≠ R2时，上下进攻得一对对映体

+

(2). 不对称试剂上下进攻空间条件不同：
A.羰基与手性碳原子相连的脂肪羰基化合物，加成的立体化学遵从克拉姆（Cram）规则,生成不等量
的非对映体
Cram法则：
化合物的有利构象是羰基上的R基团与C*上的大基团 (L) 呈重叠式构象，羰基氧则处于中等基团 (M) 与较小基团 (S) 中间，亲核试剂从小的基团这一方进攻为主要进攻方向。

例:写出S-3-苯-2-丁酮与乙基溴化镁反应的产物(标明主次)
B.脂环酮加成的立体化学: 一般,试剂从位阻小的方向进攻

环己酮加成的立体化学讨论:
当试剂体积较小,空间位阻影响不大时,主要得稳定的产物; LiAlH4 90% : 10%
当试剂体积较大时, 主要得试剂从空阻小的方向进攻的产物 12% : 88%
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【Ⅳ】碳负离子和烯醇式的稳定性及其反应
㈠．碳负离子的稳定性
1．{比较下列各组负离子的稳定性}

归纳：
① 杂化态的影响：同一中心原子，其杂化态中Ｓ成分越多，电负性越大，容纳负电荷的能力越强，形成的负离子越稳定。
② 共轭体系能使负电荷得到分散而稳定，烷基的给电子作用使负电荷更集中，稳定性下降。
③ 拉电子基能使负电荷得到分散而稳定，拉电子能力越强，负离子越稳定。
④ 烯醇式及其类似结构，能使羰基的α—碳负离子的稳定性增强（如硝基甲烷假酸式、三乙烯醇式及其螯环）
2．化合物的烯醇式和酮式体系中烯醇式含量（见教材）问题：比较其碳负离子的稳定性
3．不对称酮的α—Ｈ形成烯醇式的活性差异及影响因素
活性差异：

影响因素：
① 结构因素
归纳：一般，酸性大的α—Ｈ易形成烯醇式（易生成α—碳负离子），空阻小的α—Ｈ易形成烯醇式
② 动力学控制和热力学控制
归纳：一般，动力学控制（速度控制）时，取代烃基少的α—碳生成负离子（活化能小，反应速度快）；
热力学控制（平衡控制）时，取代烃基多的α—碳生成负离子（烯醇式稳定）
③ ＰＨ值的影响
归纳：碱性条件下，α—碳负离子生成是决定速度步骤，酸性大的α—Ｈ易离去；
酸性条件下，形成烯醇式是决定速度步骤，由于取代烃基多的烯稳定，故主要是生成含取代烃
基多的烯醇式（酸性小的α—Ｈ形成烯醇式）。
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㈡烯醇与烯胺及其各自烷基化
1.烯醇式的烷基化
(i) 含较活泼α—Ｈ的化合物，可用较弱的碱（RONa、NaOH、NaCO3等）使之烯醇化
(ii) 用过量强碱可使次之活泼的α—碳生成负离子，进行非正常烷基化。
(iii) 分子中只含一个活化基的醛、酮、羧酸、酯、睛等化合物生成负离子是可逆的，故易发生自缩合，避免自缩合方法有：Ａ、用强碱使之完全烯醇化Ｂ、活化α—Ｃ，即生成烯胺，再烷基化。
2.烯胺及其烷基化
a) 制备：至少含一个α—Ｈ的醛酮与钟胺缩合生成烯胺（α，β—不饱和胺）

特点：
① 反应活性 醛＞酮
② 由环仲胺制备的烯胺较脂肪仲胺制备的烯胺稳定。∴常用环仲胺制备烯胺
③ 反应可逆，烯胺水解可还原为醛酮和仲胺
b) 结构特点：
β—Ｃ上电子密度大，可作为亲核试剂与卤代烃、酰卤、酸酐、α—卤代的醛、酮、羧酸及其酯、共轭醛、酮、羧酸及其酯、睛发生反应。

c) 合成应用：

与醛酮碱催化烃化相比，烯胺烃化有以下特点（教材Ｐ61）
① 烯胺烃化条件温和，不需要碱催化剂，可避免醛酮碱中自缩合
② 烯胺烃化优先发生在取代少的α—Ｃ上，醛酮碱催化烃化常得混合物（武大书）

③ 不易发生多烃化
④ 烯胺与α，β—不饱和醛酮发生Micheal加成后，再进行Robinson关环，增环的区域选择性与醛酮碱催化下发生Micheal加成再进行Robinson关环不同。故可根据需要选择不同合成方法。
例

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㈢．迈克尔反应
α，β—不饱和羰基（或其它不饱和的拉电子基团如硝基、睛基、羧酸或羧酸酯基等）化合物与活泼亚甲基化合物在碱中进行的共轭加成。
1.结构分析
烯基与拉电子基相连，拉电子基使烯键缺电子而具有亲电性，可接受碳负离子等 富电子物种的进攻。

2.用Mannich碱或盐作为迈克尔加成反应的受体
（邢上册Ｐ519）很多α，β—不饱和羰基化合物是通过Mannich碱或盐制备的。直接用Mannich碱
反应，Mannich碱经加热即得α，β—不饱和羰基化合物，并马上与碳负离子发生共轭加成。

3．迈克尔反应后再缩合成环（Robinson 关环）
迈克尔反应的重要应用之一，就是用来合成环状化合物。特别是合成六元环系或二并六元环系化合物。
例：

归纳Robinson 关环的条件：
①1，5或1，4—双羰基化合物②至少有一个羰基旁边有甲基或亚甲基。
避免Robinson 关环的方法：用弱碱、催化量的碱、较低温度、较短时间。
练习：利用迈克尔反应后再缩合成环（Robinson 关环）合成下列化合物

㈣．Mannich反应（氨甲基化反应）
含活性氢的化合物和醛类（如甲醛）、一或二级胺的盐缩合成胺甲基衍生物

满氏盐

例：
应用例：
1.阿托品的合成

2.局部麻醉剂 一般认为，具有
结构的化合物具局部麻醉作用。
例

小结：羰基化合物与另一羰基碳负离子反应可以用于合成1，3——二官能团化合物或，β—不饱和羰基化合物

Lemsay 第 9 页 2025-2-26