1、關(guān)于羰基化合物的親核加成和取代反應(yīng)第一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、羰基的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)特性1. 羰基的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 羰基是一個不飽和極性共價鍵，受氧的吸電子作用影響，羰基中碳原子帶部分正電荷，容易接受親核試劑的進(jìn)攻，發(fā)生親核加成反應(yīng)。第二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、羰基的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)特性2. 各種含羰基的化合物(1) Class I -醛和酮主要發(fā)生親核加成反應(yīng)(2) Class II -羧酸及其衍生物,主要發(fā)生親核取代反應(yīng)第三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、羰基的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)特性3. 發(fā)生在羰基上反應(yīng)的類型（親核反應(yīng)）1) 親核加成2) 羰基氧被N取代3

2、) 羰基氧被C取代4) 親核取代反應(yīng)第四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、羰基的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)特性4. 親核反應(yīng)活性 - 醛和酮烷基給電子作用第五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、羰基的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)特性4. 親核反應(yīng)活性 - 醛和酮空間位阻影響第六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、羰基的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)特性4. 親核反應(yīng)活性-羧酸衍生物酰鹵 酸酐 醛 酮 羧酸 酯 酰胺取決于與羰基相連的基團(tuán)的電子效應(yīng)第七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成1. Introduction(1) Nucleophiles負(fù)離子親核試劑（堿性條件）： OH、OR、SR

3、、H、CN、CCR、 CR3（M-R）中性分子親核試劑（中性或酸性條件）： HOH、HOR、HSR、NH3、H2NR、HNR2第八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成1. Introduction(2) Mechanism 堿性條件下 酸性條件下+第九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成1. Introduction(3) Stereochemistry非手性條件下，得外消旋體第十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成1. Introduction(3) Stereochemistry手性條件下，有立體選擇性，遵循Cram法

4、則： 羰基上的 R 基團(tuán)與大的基團(tuán) (L) 呈重疊式構(gòu)象，羰基氧則處于中等基團(tuán) (M) 與較小基團(tuán) (S) 中間，親核試劑從小的基團(tuán)這一方進(jìn)攻為主要進(jìn)攻方向。第十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成2. 含O, S親核試劑 包括H2O, ROH, RSH和NaHSO3。可逆反應(yīng)。(1) H2O（水合反應(yīng)）酸堿催化, 加快反應(yīng)達(dá)到平衡, 但不會影響平衡移動。第十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(1) H2OIR中無C=O吸收峰羰基連有吸電子基團(tuán)的容易形成水合物第十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成2. 含O, S親核試劑(2) R

5、OH酸催化: 固體酸，如TsOH（對甲基苯磺酸） 無水酸，如干燥HCl氣體半縮醛半縮酮縮醛縮酮第十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(2) ROH可逆反應(yīng)，通過油水分離器不斷除去反應(yīng)過程中形成的水，使反應(yīng)完全。縮醛和縮酮在堿性條件下穩(wěn)定，酸性水溶液中加熱又回復(fù)到醛、酮。因此，可利用這一反應(yīng)保護(hù)醛酮的羰基。第十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(2) ROH羰基的保護(hù)，例1第十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 含O, S親核試劑(2) ROH羰基的保護(hù)，例2第十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成2. 含O, S親核試劑(3) RSH

6、第十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Summary: 羰基還原成亞甲基的方法酸性條件堿性條件中性條件第十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成2. 含O, S親核試劑(4) NaHSO3產(chǎn)物為鹽，溶于水，用于將醛酮與其他不溶于水的有機(jī)物分開脂肪甲基酮和環(huán)酮易發(fā)生反應(yīng)(位阻影響活性)第二十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成3. 含N親核試劑(1) RNH2 and NH2Z相當(dāng)于羰基氧被氮所取代，形成亞胺 (imine)第二十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成3. 含N親核試劑(1) RNH2 and NH

7、2Z經(jīng)歷親核加成和脫水兩個步驟。第二十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成3. 含N親核試劑(1) RNH2 and NH2Z可逆，經(jīng)酸水解可得回醛酮。含N親核試劑不同，產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和名稱也各不相同，見下表。第二十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(1) RNH2 and NH2Z表13-1 氨基衍生物與醛酮加成反應(yīng)反應(yīng)物生成物NH2Z名稱結(jié)構(gòu)式名稱NH2R1胺席夫堿（shiff base）NH2OH羥胺肟（oxime）NH2NH2肼腙（hydrazone）NH2NHC6H5苯肼苯腙(phenylhydrazone)NH2NHCONH2氨基脲縮氨脲（semic

8、arbazone）第二十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成3. 含N親核試劑(2) R2NH經(jīng)歷親核加成和脫水兩個步驟脫水發(fā)生在羰基的a-C上，形成烯胺(enamine)第二十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(2) R2NH思考題：寫出2-甲基環(huán)己酮與仲胺反應(yīng)的產(chǎn)物第二十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成3. 含N親核試劑(2) R2NH反應(yīng)可逆，經(jīng)酸水解可得回醛酮。醛酮可以通過烯胺進(jìn)行-烷基化和-酰基化反應(yīng)，合成上應(yīng)用廣泛（見第十四章）第二十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成4. 含C親核試劑(1

9、) CN第二十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成4. 含C親核試劑(2) CCR第二十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成4. 含C親核試劑(3) 有機(jī)金屬試劑格氏試劑、有機(jī)鋰試劑等廣泛用于合成各級醇及羧酸等有機(jī)物格氏試劑的應(yīng)用-由醛酮合成各級醇第三十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 格氏試劑的應(yīng)用-由羧酸衍生物合成醇 格氏試劑的應(yīng)用-其他第三十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月格氏試劑的應(yīng)用總覽低溫和空間位阻作用以及使用不活潑的金屬試劑可能將反應(yīng)控制在酮的階段第三十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 格氏試劑

10、的應(yīng)用-由醛酮合成各級醇第三十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成4. 含C親核試劑(4) Ylide試劑Ylide 試劑是一類化合物，其中兩個相鄰原子具有完整的八隅體電子構(gòu)型，而這兩個原子卻分別帶有不同的電荷，典型的ylide 試劑有磷ylide試劑（ phosphonium ylide）：第三十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月磷Ylide試劑的形成二、羰基的親核加成4. 含C親核試劑(4) Ylide試劑第三十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Wittig反應(yīng)醛酮與磷ylide反應(yīng)形成烯烴 三

11、苯基氧磷第三十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Wittig反應(yīng) -雙鍵的形成位置是確定的，（與E2反應(yīng)不同） 具有一定的立體選擇性 順反烯烴的生成受條件和Ylide試劑的結(jié)構(gòu)、活性等影響很大第三十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Wittig reaction mechanism氧磷四員環(huán)中間體第三十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月The use of Wittig reaction in industryb -胡蘿卜素第四十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月羰基親核加成小結(jié)2. 含O, S親核試劑4. 含C親核試劑 - C-C鍵的形成(4) Ylid

12、e試劑(3) 有機(jī)金屬試劑(2) CCR(1) CN3. 含N親核試劑(1) RNH2 and NH2Z包括H2O, ROH, RSH 和NaHSO31. 概述 - 結(jié)構(gòu)、機(jī)理、反應(yīng)活性、立體化學(xué)(2) R2NH羰基的保護(hù)醛酮的分離純化亞胺及其衍生物的形成烯胺的形成-羥基腈、-羥基酸和-氨基醇炔醇C=C各級醇、醛酮第四十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月例題與習(xí)題 反應(yīng)活性1. 下列化合物用氫化鋁鋰（LiAlH4）還原時活性最高的是A、丙酰胺 B、丙酸酯 C、丙酮2. 下列化合物發(fā)生水解反應(yīng)的速率最快的是CC第四十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月例題與習(xí)題 反應(yīng)活性3.

13、下列羰基化合物中最容易生成水合物的是A、乙醛 B、三氟乙醛 C、丙酮4. 下列化合物中-氫 (紅色) 酸性最弱的是BB第四十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月5. 下列化合物中- 氫 (紅色) pKa值最小的是6. Listing the following esters in order of decreasing reactivity towards hydrolysis (水解)A例題與習(xí)題 反應(yīng)活性b a d c第四十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月Solution of problem 6 Acidity decreasing in the following

14、order Relative basicities of the conjugated bases increasing in the following order and the reactivity decreasing例題與習(xí)題 反應(yīng)活性第四十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月例題與習(xí)題 試劑反應(yīng)特點(diǎn)1. 與化合物A主要發(fā)生1,2-親核加成的試劑是2. 可以將酮羰基還原成亞甲基的方法是 A、鋅汞齊鹽酸 B、硼氫化鈉（NaBH4） C、催化氫化CA第四十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月例題與習(xí)題 試劑反應(yīng)特點(diǎn)3. 能與化合物A發(fā)生親核加成的試劑有(多選)：4. 下列

15、反應(yīng)可以在堿性條件下進(jìn)行的是 A、用羧酸和醇合成酯 B、縮醛的水解 C、酯的水解CBCD第四十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月例題與習(xí)題 試劑反應(yīng)特點(diǎn)5、格氏試劑的制備和使用通常在以下哪種溶劑中進(jìn)行： A. ethyl ether B. THF C. DMSO D. DMF E. acetoneAB第四十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成5. , 不飽和羰基的親核加成Both 1,2-addition and 1,4-addition can happen, they are also called as direct addition (直接加成) a

16、nd conjugated addition（共軛加成）12344第四十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1,2-addition1,4-addition第五十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成影響 1,2- 和 1,4- 加成的因素:親核試劑的堿性和空間位阻。(1) 親核試劑的堿性Nucleophiles that are strong bases, such as RLi and LiAlH4, tend to form direct addition products.Nucleophiles that are relatively weak base

17、s, such as CN, amines, thiols, and X, usually form conjugated addition products.第五十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月影響 1,2- 和 1,4- 加成的因素:(1) 親核試劑的堿性Explanation: - Direct addition is irreversible (不可逆, strong base) or reversible (可逆, weak base). - Conjugated addition is irreversible.第五十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(1)

18、 親核試劑的堿性強(qiáng)堿 - 1,2-加成第五十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(1) 親核試劑的堿性弱堿 - 1,4-加成第五十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月影響 1,2- 和1,4- 加成的因素(2) 空間位阻二、羰基的親核加成第五十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、羰基的親核加成影響 1,2-和1,4-加成的因素(2) 空間位阻第五十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1. Mechanism for nucleophilic substitution三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)堿性條件酸性條件第五十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年

19、6月三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)2. Reaction activityThe weaker the base, the better it is as a leaving groupThe less basic the substituent (Y), the more reactive the carboxylic acid derivative強(qiáng)堿容易取代弱堿第五十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)2. Reaction activity堿性強(qiáng)弱順序?yàn)椋?X RCOO RO HO R2N 反應(yīng)活性順序?yàn)椋旱谖迨艔?，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2

20、022年6月三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)2. Reaction activityFor a carboxylic acid derivative to undergo a nucleophilic acyl substitution reaction, the incoming nucleophile must not be a much weaker base than the group that is to be replaced.A carboxylic acid derivative can be converted into a less reactive carboxylic

21、 acid derivative, but not into one that is more reactive.強(qiáng)堿容易取代弱堿高活性的羧酸衍生物可以轉(zhuǎn)變成低活性的第六十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)The R- and H- in aldehydes and ketones, are the strongest base, so, they cannot take place the nucleophilic substitution reaction.Acyl halide and acid anhydrides are not found i

22、n nature because of their high reactivity2. Reaction activity第六十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)3. Interconvertion of carboxylic acid derivatives (1) hydrolysis(水解) 有時水解反應(yīng)是要避免的反應(yīng)第六十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)3. Interconvertion of carboxylic acid derivatives (2) Alcoholysis (醇解) and

23、aminolysis (氨解)H+第六十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4. Preparation of acyl halide三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)第六十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)5. Preparation of acid anhydride第六十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月羧酸衍生物的相互轉(zhuǎn)化*第六十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月本章主要內(nèi)容一、羰基的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)特性二、羰基的親核加成 1. 概述 2. 含O, S親核試劑 3. 含N親核試劑 4. 含C親核試劑 5. a, b 不飽和羰基的親核加成三、羧酸及其衍生物的親核取代反應(yīng)第六十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月例題與習(xí)題 完成反應(yīng)請在括號中填上必要的試劑或反應(yīng)條件，或?qū)懗龇磻?yīng)的主要產(chǎn)物，必要時，請表示出產(chǎn)物的立體構(gòu)型。第六十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月例題與習(xí)題 完成反應(yīng)