高选择性有机合成试剂.ppt

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1、高选择性有机合成试剂,反应选择性的种类,化学选择性 不同官能团或不同化学环境中的相同官能团区域选择性 不对称的官能团立体选择性 对映选择性、非对映选择性举例：羟基丙酮的aldol反应,化学反应中的选择性,8,1,2,化学选择性（1+1、1+2）、区域选择性（2-7或8）、非对映选择性（8）、对映选择性（7、syn和anti-8）,几类重要试剂,取代试剂氧化试剂还原试剂偶联试剂、烷基化试剂元素有机试剂,一、高选择性取代试剂,卤化硝化磺化胺化其他,氯化试剂,1.N-氯代丁二酰亚胺（NCS）,2.氯化亚砜（SOCl2）,3.氯硅烷 TMSCl/DMSO,JOC 1995,60,2638,反应机理,4

2、.四氯化碳/三苯基膦（CCl4/PPh3）,5.甲磺酰氯/氯化锂（MsCl/LiCl）,适用于对酸敏感的底物,6.2,3,4,5,6,6-六氯-5,6-二氢苯醌,J.Am.Chem.Soc.2004,126,4108-4109,7.三聚氯氰（TCT）,伯、仲、叔醇均可反应加入KBr，可得到溴化产物,8.N-氯代二异丙胺,选择性好、操作简单,溴化试剂,1.N-溴代丁二酰亚胺（NBS）,4.溴/三苯基膦（Br2/PPh3）,5.过溴型季铵盐（R4 N+Br3-）,6.四溴环酮（TBCO）,芳胺、酚,硝化试剂,常用硝化剂：浓硝酸和浓硫酸或三氟甲磺酸等强酸的混酸。优点：普适性强。缺点：酸性太强、腐蚀性

3、强、操作危险、后处理困难、选择性差。改进：以氮氧化物、稀硝酸或硝酸盐替代浓硝酸，或者以催化剂来替代浓硫酸。,磺化试剂,硫酸、浓硫酸、发烟硫酸、硫酸钠（钾）、三氧化硫及其复合物、氯磺酸等反应的选择性不强反应温度、稀释剂等调节,胺化试剂,氨基化合物活动途径：硝基化合物、重氮化合物、腈、酰胺的还原，卤代烃胺解，不饱和烃的氨基加成，烃的氨基取代胺化试剂：氨基钠、羟胺、偶氮二甲酸酯、氯（溴）胺-T,1.氨基钠,2.羟胺碱性条件下，羟胺可作为喹啉、吡啶、硝基苯等的氨基化试剂。其衍生物酰羟胺、磷酰羟胺、磺酰羟胺、烷（酚）氧基胺、N-氯代胺等可作为氨基化试剂取代羰基或腈类化合物的活性a-氢。,3.偶氮二甲酸酯

4、,4.氯胺-T、溴胺-T,其它取代试剂,二、氧化试剂,无机氧化剂：氧气（空气）、过氧化氢、臭氧、含高价原子的无机化合物有机氧化剂：硝基苯、有机过氧化物、二甲亚砜（DMSO）等,1.氧气（空气）,2.过氧化氢（H2O2）,3.高锰酸钾,4.三氧化铬及铬酸衍生物,重铬酸吡啶嗡盐氯铬酸吡啶嗡盐,5.二氧化硒（SeO2）,6.四氧化锇（OsO4）,7.过硫酸氢钾（KHSO5，Oxone）,四醋酸铅 将邻二醇裂解为两个羰基化合物高碘酸钠 氧化裂解邻二醇、a-二羰基化合物、a-羟基羰基化合物等的C-C键次氯酸钠 卤仿反应：氧化甲基酮碘 在TEMPO催化下，能将烯丙醇、苄醇以及仲醇氧化为芳甲醛或酮。,1.过

5、氧叔丁醇（TBHP）,2.间氯过氧苯甲酸（m-CPBA）,酮的Baeyer-Villiger氧化、烯烃的环氧化、胺和硫化物的氧化,3.2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧化物(TEMPO),4.二醋酸碘苯PhI(OAc)2,5.二甲亚砜（DMSO）,Swern氧化：DMSO/(COCl)2，Et3N,J.Org.Chem.,Vol.43,No.12,1978,6.过氧化酮（Dioxirane）,三、还原试剂,活泼金属（包括合金）金属氢化物醇铝硼烷硅烷。,碱金属氨溶液 还原剂：Li、Na、K的液氨溶液Birch还原剂 产物：二氢化、四氢化、全氢化（芳环上取代基）锌汞齐/盐酸 将羰基还原成亚甲基Cl

6、emmensen还原锡或氯化亚锡/盐酸 将硝基还原为氨基铁或硫酸亚铁 还原硝基为氨基,锌 不同介质中，可还原硝基、亚硝基、氰基、羰基、C=C、C-X、C-S等。不同介质中，还原产物不同。,二碘化钐(SmI2)醛、酮的还原，卤代烃脱卤,金属氢化物还原,氢化铝锂 广谱性还原剂 醛、酮、酰氯、内酯、环氧化物、羧酸、酯、酰胺、腈、硝基 稀酸或稀碱分解产物 氢被烷氧基逐步取代后，活性下降，选择性提高,双(2-甲氧乙基)氢化铝钠（Red-Al）溶解性好、反应速度快、易操作等优点，可替代LiAlH4,硼氢化钠 硼氢化钠、硼氢化钾、硼氢化钡、硼氢化锌 还原酰氯、羰基化合物，速度较快 还原酯，速度很慢 不还原羧

7、基、酰胺、硝基、烯烃、炔烃 不还原脱卤、脱硫 在碘、三氯化铟、三氯化铝、氯化镍、氯化钴、三氟化硼、醋酸等催化下，活性提高 分子中氢被其他基团逐步取代后，活性增强,醇铝 Meerwein-Ponndorf-Verley还原 在醇铝催化剂，异丙醇等醇类化合物能将醛、酮还原成醇 只能还原羰基成醇，选择性好 醇钠、醇镁、膦胺钌配合物。,氢化铝 还原性与氢化铝锂类似 引入烷基能提供选择性 二异丁基氢化铝（DIBAl-H）,DIBAl-H的制备,三丁基氢化锡 能将醛、酮、亚胺还原成醇、胺 能选择性脱卤、脱硫、脱氧、脱硝基、脱氰基等。,硼烷试剂,还原醛、酮、亚胺、羧基、酰胺、叠氮等B2H6有利于还原,-不饱

8、和酮BH3.NH3或BH3.tBuNH2有利于还原饱和酮硼烷/手性配体、手性烷(氧)基硼氢化物,硅烷试剂,烷基硅烷、烷氧基硅烷、氯硅烷还原醇、醛、酮、醌、亚胺、烯烃、炔烃不还原酸、酯、酰胺、硝基、磺酸酯、卤代烃等加入Lewis酸，还原性增强,硫化物,硫化钠、二硫化钠、多硫化钠、硫氢化钠用于硝基的还原水或醇为溶剂（提供质子），硫化物提供电子,含氧硫化物,亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、连二硫酸盐、次亚硫酸盐将硝基、亚硝基、偶氮还原为胺将叠氮还原为肼,联氨还原剂,Wolff-Kishner-黄鸣龙还原KOH或KOH为碱、乙二醇或二乙二醇为溶剂、水合肼为还原剂还原醛、酮羰基为亚甲基,甲酸盐,甲酸钠、甲酸铵、叔

9、胺甲酸盐、季铵甲酸盐醛、酮还原为醇，亚胺还原为胺，酰卤还原为醛甲酸铵可对醛、酮进行还原胺化,四、偶联及烷基化试剂,形成C-C、C-N、C-O、C-等键的反应偶联反应：不饱和键如芳烃、烯烃、炔烃之间的C-C键形成反应，N、O、S、P等杂原子的芳基化反应烷基化反应：分子中C、N、O、S等原子上引入烷基Pd、Cu、Ni等偶联剂,钯偶联剂,钯、醋酸钯、氯化钯、三苯基膦-钯、二氯乙腈钯、1，1-二苄基丙酮(dba)钯、1,4-双(二苯基膦)丁烷-氯化钯(dppb)、1,1-双(二苯基膦)二茂铁-氯化钯(dppf)等,铜偶联剂,镍偶联剂,活性比钯偶联剂低，但价格便宜,烷基化试剂,卤代烷 RX磺酸酯、磺酰氯

10、 TsOR、MsOR、TfOR TsCl、MsCl、TfCl,硫酸酯,甲醛（多聚甲醛）,元素有机试剂,包含金属有机试剂含P、Mg、Cu、Si、B、Li、Na、K、Sn、Pb、Bi、Te等元素的有机合成试剂BuLi、LDA、LiHMDS、Grignard试剂、PR3、P叶立德。,丁基锂,用于夺取芳环或胺上的非活性氢制备方便、活性适中可用于制备其他烷基锂或芳基锂活性顺序：丁基锂乙基锂戊基锂苯基锂甲基锂,制备方法,在无氧氮气存在下，在装有搅拌器、低温温度计、气体导管、氯化钙干燥管和滴液漏斗的500毫升干燥的三颈烧瓶中，加200毫升无水乙醚和剪碎的86克(125摩尔)锂丝，在搅拌下滴加30滴由685克

11、(0.50摩尔)正溴丁烷与100毫升无水乙醚配成的溶液。在冰盐浴中冷到-10oC，见溶液变浑浊且锂丝上呈现金属光泽的亮斑时，表示反应开始进行。在30分钟内滴加余下的正溴丁烷溶液。慢慢升温到0-10，并继续搅拌l一2小时。在氮气存在下，通过塞有玻璃毛的玻璃管过滤，将丁基理溶液转移到事先用氮气冲洗过的容器内贮存。,双滴定法,吸取5(或10)毫升丁基锂溶液，加10毫升水水解，用酸滴定(酚酞作指示剂)法测出总碱量。然后再取同样体积的溶液，加到l毫升苄氯的10毫升无水乙醚溶液中。静置1分钟，再加10毫升水水解，以酸滴定法(近终点时激烈振荡)测出丁基锂以外的其它形式的碱量。前后二者之差即为正丁基锂的含量。

12、,单滴定法,滴定试剂：1mol/L 的仲丁醇/二甲苯溶液（仲丁醇和二甲苯均须用活化过的5A分子筛干燥）指示剂：2,2-联二吡啶溶剂：二甲苯（须用活化过的5A分子筛干燥）操作方法：在氩气保护下，往带一个翻口塞的100ml的三口瓶中加入磁子，20ml二甲苯，很少量指示剂，然后用一个带精确刻度2ml注射器准确量取2ml丁基锂快速转移到瓶中（注射器中的空气需要用氩气置换，且抽取丁基锂时需排除针筒中的氩气，并在丁基锂溶液中来回抽排几次，以免针筒中微量的水和空气影响滴定的准确度），体系变为紫红色，然后将同一个针筒（用同一个针筒的目的是为了减小滴定误差）洗干净，吹干，用滴定剂洗涤两至三次，准确量取滴定剂滴定

13、之体系突变为黄色，此为滴定终点.重复滴定一次，两次误差在2%以内，则可认为结果准确。滴定结果：滴定剂量（ml)/2即为丁基锂的摩尔浓度.,二异丙氨基锂（LDA）,非亲核性强碱丁基锂与二异丙胺反应制得活性介于氨基锂和烷基锂之间,在干的250毫升圆底烧瓶或干燥的250毫升Schlenk管上配一橡胶隔膜，在橡胶隔膜上安装一减压阀和插入一注射用针头。将容器置冰浴中冷却，通过针头用无氧氮气吹扫，在反应过程中使容器稍稍保持正压，先从注射器把2.53克(3.60毫升，25.0毫摩尔)纯二异丙胶溶于25毫升无水乙醚的溶液注入瓶中。然后在电磁搅拌下从注射器滴加含2.53毫摩尔甲基锂的乙醚溶，在此加料过程中有甲烷

14、激烈放出，当二异丙氨基锂在0搅拌5-10分钟后，检查甲基锂的Gilman颜色试验呈负性反应。,六甲基二硅氨基锂（LiHMDS）,夺取羰基的a-氢，不影响氨基,Grignard试剂,与含有极性双键或三键的化合物进行加成反应，如烯烃、炔烃、醛、酮、酯、腈、砜等能够与含活泼氢的化合物如水、醇、酚、硫酚、氨、胺、亚胺、羧酸、黄色、酰胺、羟胺、乙炔等反应,三烃基膦,单膦：PPh3、P(o-Tol)3、PBu3双膦：BINAP、DPPB与Pd、Ni、Pt、Ru、Rh等配位偶联反应、缩合反应、加氢还原、氢甲酰化等,磷叶立德,R3P+-C-R类化合物，P-C键介于单键和双键之间亲核能力强与羰基化合物、卤代烃、酰卤、环氧化物、不饱和键等亲电试剂反应,烃基铜或二烃基铜锂,制备：烃基锂或格氏试剂与卤化铜作用烃基铜较二烃基铜锂选择性好通常不与羰基、酯基、氨基等反应,芳基硼酸,芳基化试剂，反应条件温和在Pd、Ni、Cu等催化下与卤代烃、烯烃、炔烃等发生C-芳基化反应与含N-H、O-H、S-H、P-H等化合物发生N、O、S、P芳基化。,芳基锡,不易吸潮，在空气中稳定Stille反应：与卤代芳烃的交叉偶联反应也可与含N-H、O-H、S-H的化合物反应,