有机化学反应概要
R1O31
R4OOOR1R4OOR3OO-R3O-H+R4OOCH-R3OR4OOO-R3XR2XR2R3~H+OHR1R4OOR3OXR2-O--XR3OR2R1H+R4OOR2R2HR1-H2O+-HOHR3R4OOOH2+R4OOR1
对卤素的α-C进行SN2的是烯醇式的氧负离子而非碳负离子,这是空间的原因。 8. Fischer吲哚合成(Fischer Indole Synthesis) 羰基化合物和苯肼在酸催化下关环生成吲哚:
HNHNH2H3CCH3NH+HN+NHH3CH2CNH移[3,3]-σ迁(CH3)2COH+HH3CN+HNHH3CHN+HH3CNH2HNH2NH-NH3H3CNH
缩合得到的烯胺发生了氮杂的Cope重排,然后N进攻亚氨基。苯环上的吸电子基、邻位基团不利于反应发生。 9. Hantzsch二氢吡啶合成(Hantzsch Dihydropyridine Synthesis)
两分子的1,3-二羰基化合物、一分子醛、一分子氨(或一级胺)缩合成对称的二氢吡啶环系:
OR2NH3H2NR2R1R1OR3CHOOR2R1H2N+OR3OHOR3OR1-HO2R2OH2NR2R1R2NHR2R1R1OOR3OHR1OR2R2R3OR1
偶联的一步涉及烯胺作亲核试剂的共轭加成。
10. Keck大环内酯化反应(Keck Macrolactonization) 在DCC、DMAP·HCl存在下进行的大环内酯化:
RHOO-+HORORRN+ONHRONCNHNRNHRNHRR+DMAP·HHOHNO+NH-H+-DMAPOOOH~H+OOOOHNR
有机化学反应概要
+
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DMAP·HCl是H的给体和受体。DCC的作用在于增强羧酸羟基的易离去性能,同时起到脱水作用。 11. Knorr吡咯合成(Knorr Pyrrole Synthesis)
将酮制成α-亚硝基酮并还原成α-氨基酮,再与活泼亚甲基化合物缩合,得到吡咯衍生物:
OR2OHNO2R1R2R1ONOR3 ~HHR1R2NHR4R3++R2OZn粉R2OR3R4R2OR3R1R2OH2+NH2R3-H2O-H+R1R2NR3R4R1NHR4R1NR4R1NHR4
该反应实际上是以亚胺作为媒介,将两分子的酮进行了互相的加成。 12. Kr?hnke吡啶合成(Kr?hnke Pyridine Synthesis)
将酮的α-位用吡啶基取代,然后在碱催化下与α,β-不饱和化合物和胺缩合,得到吡啶环:
R2ONR1O+H+NR1OCH+-R4R3R1ON+R3O-R2R4NR1O+R3ONH3-H2OR1ON+R3NHONR1+R3R4R2NH2R2R4R2R4R2+R2N+R2-H2O+OH2R3~H-Py~H+R3R3-H+R4NHOHR1R4NHR1R4NR1
羰基和亚胺基同时存在的一步,由于羰基较为缺电子,因而是受体。 13. Larock吲哚合成(Larock Indole Synthesis)
在Pd(0)或Pd(Ⅱ)催化下,α-碘代芳胺与炔烃反应生成吲哚环:
NH2HNR1R1PdR2IR2
反应首先生成的是含Pd的六元环。
14. Madelung吲哚合成(Madelung Indole Synthesis) 邻位有烷基的酰苯胺,在强碱催化下关环生成吲哚:
有机化学反应概要
HCH3O-CH2+33
-HROHR+OHNHRNH-H2ONHRNH
15. Nazarov环化反应(Nazarov Cyclization) 羰基两边都有共轭双键时,可在酸催化下关成五元环:
OHCH2CH2+OH+OHC+OH+O-H+CHCH2CH2CH2CH2
这是一个碳正离子的重排过程,关环在热反应下是顺旋的,在光反应下是对旋的。 16. Nenitzescu吲哚合成(Nenitzescu Indole Synthesis)
用对苯醌和α,β-不饱和-β-氨基酮(酯/酰胺)关环生成5-羟基吲哚:
NHR2OR4R3NOOOR4R3HHOR1OHHOR3NR1OHR2R4R1OOR4R2HOR3NR1R2
反应分为三步:①烯胺作为给体对醌进行1,4-加成;②N的孤对电子对醌进行1,2-加成;③脱水芳构化为吲哚。 17. Paal-Knorr呋喃合成(Paal-Knorr Furan Synthesis) 1,4-二羰基化合物在酸催化下脱水得到呋喃:
R2R3HR1OOR2R3~HR1HOR2OH+++R2R3R2R3R4R1OH+R4OR3-H2OR1H2O+R1OHR2HR1++R4HOR3R2R4OR4OR4R3R1OR4
以下底物也可进行关环:
R2R3HOR1OROR4ORR1R4OHR1OOR4R2R3
18. Paal-Knorr吡咯合成(Paal-Knorr Pyrrole Synthesis)
在呋喃合成中加入一级胺,其首先与羰基缩合,然后发生类似的反应,得到的是吡咯环。 19. Pictet-Spengler四氢异喹啉合成(Pictet-Spengler Tetrahydroisoquinoline Synthesis)
有机化学反应概要
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在酸催化下,用β-芳基胺与醛酮反应,得到四氢异喹啉:
O+R1NH2-H2O,HR2+CNHR1R2+NHHR1R2-H+NHR1R2+
芳环的电子进攻质子化的亚胺,然后脱去H回到芳环,与酰基化有些类似。 20. Pomeranz-Fritsch反应
α-氨基缩醛与芳香醛酮共热,关环生成取代的异喹啉:
ROORROORROOH+ROH2NNH+NR1ORHC-ROHNC++R1ORHHO+R1RH~HN+-ROHN-H+R1R1R1NR1
缩酮通过酸化下ROH离去的机制,体现醛的性质。
21. Skraup和Doebner-Miller喹啉合成(Skraup and Doebner-Miller Quinoline Synthesis) Skraup法用丙三醇与苯胺在酸催化下氧化关环生成喹啉:
++NH2HOOHOHH[O]N
Doebner-Miller法用的是α,β-不饱和醛酮与苯胺在混酸催化下氧化关环:
H2C++NH2OCH3H,L.A.[O]NCH3
该反应的机理是两分子反应物二聚成四元环完成的。 22. Von Pechman反应
苯酚与1,3-二羰基化合物在酸催化下反应关环:
OHOHOH+OH-H+HOHH3COH+H3COEtOH-H2OHO+OEtOEtOH+OHOHH3C-EtOHOH2+OHOEtOOH+CH3O-H+OEtOCH3CH3CH3
有机化学反应概要
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1,3二羰基化合物的共轭烯醇式首先被苯酚的邻位碳原子进行1,4-加成,然后苯酚的氧原子对羰基本体进行1,2-加成。 23. Yamaguchi大环内酯化(Yamaguchi Macrolactonization)
先用2,4,6-三氯苯甲酰氯与待内酯化分子中的羧酸形成混合酸酐,然后加入DMAP作为助剂完成内酯化:
ClClOHClCOClOHNNMe2ClOOClOHOOHO+ClOONMe2NH+OO-H+O
十四、 扩环反应
1. Buchner扩环方法(Buchner Method of Ring Expansion)
用α-重氮酯在光照或加热或Rh催化剂的作用下,生成卡宾对苯环加成,进而发生电开环反应,使苯环扩环:
O-Ohν/Δ/OEtRhCHOEtPhHEtOOCH电开环EtOOCHN+NH
催化剂的作用是脱去N2,且Rh可以和卡宾络合。 十五、 过渡金属催化反应
1. 烯烃换位反应(Alkene Metathesis)
过渡金属(如Mo、Ru)催化,可以发生开环、关环、偶联、聚合、复分解等类型的反应。在复杂化合物的关环中尤其有用。
2. 炔烃换位反应(Alkyne Metathesis) 打断三键、形成三键:
CCCH3C+CH3CCCH3CCCCH3
使用了一种特殊的催化剂:(t-BuO)3W≡C-t-Bu,该物质首先与一个三键发生换位反应,产物再与另一个三键发生换位反应,最后两步反应的另一产物换位,生成目标分子。 该反应可用于合成大环内三键。
3. Buchwald-Hartwig交叉偶联反应(Buchwald-Hartwig Cross-coupling) 在碱及Pd催化剂存在下,活化芳环上的卤素或-OTf基团被胺、醇氧负离子等取代:
XR1R1NR2XR3OR3 +YHNR2L2PdCl2 ;Y +YNaO+-Pd(OAc)2 Y
其中X=Cl,Br,I,OTf;Y=烷基,苯甲酰甲基,氨基,烷氧基。 Pd的作用是被N/O和苯基络合,从而提供反应中心。 4. Castro-Stephens偶联反应(Castro-Stephens Coupling) 在Cu(I)的催化下,卤代烃与炔烃偶联,经历四元环过渡态:
R1R1X+LnCuR2R2CXCuLn-CuXR1R2
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