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文檔簡介

提問烯丙位或芐位的鹵取代的機理是什么?該位置上的取代基的吸電子性和推電子性對取代有何影響?羰基位的鹵取代機理是什么?要經(jīng)歷的什么中間體形式?在堿催化過程中,一個典型的反應叫什么?提高不對稱酮的區(qū)域選擇性有幾種方法?羧酸-鹵取代一般是直接進行嗎?第四節(jié)醇、酚和醚的鹵置換反應醇的鹵置換反應(重點)酚的鹵置換反應(自學)醚的鹵置換反應(次重點)醇的鹵置換反應面臨的一些問題構(gòu)型保留與構(gòu)型反轉(zhuǎn);雙鍵異構(gòu)或重排或消除等副反應(某些仲醇、叔醇、位有季碳取代基的醇、烯丙醇);對于酸不穩(wěn)定的、帶有敏感基團的醇的鹵取代,因為有的反應中會產(chǎn)生鹵化氫,對產(chǎn)生的鹵化氫怎么辦?伯羥基、烯丙位、芐位羥基的選擇性鹵化;缺電子體系的羥基的鹵置換。醇的鹵置換反應

—按照鹵化劑分類醇和鹵化氫或氫鹵酸的反應(重點)醇和鹵化亞砜的反應(重點)醇和鹵化磷的反應(次重點)醇和有機磷鹵化物的反應(了解)

醇和鹵化氫或氫鹵酸的反應醇和HX的反應屬于酸催化的可逆平衡反應,其反應難易程度取決于醇和HX的活性以及平衡點的移動方向。在親核取代反應中醇羥基的活性順序:芐醇、烯丙醇>叔醇>仲醇>伯醇,歸因于碳正離子的穩(wěn)定性;活性大的芐醇、烯丙醇和叔醇按照SN1機理進行;而其它按照SN2進行;鹵化氫的活性:按照鹵素負離子親核能力大小排列:HI>HBr>HCl>HF醇和鹵化氫或氫鹵酸的反應加速鹵置換反應和提高收率的方法移走水:加入脫水劑(濃硫酸、磷酸、無水氯化鋅、氯化鈣等)或采用共沸劑(苯、甲苯、環(huán)己烷、氯仿等)帶水;蒸出反應生成的低碳鹵代烷;用過量很多的HBr或HCl濃水溶液;用氣態(tài)的HCl或HBr;改用活潑的鹵化劑例如PCl3、PCl5(PCl3+Cl2)、SOCl2、PBr3(2P+3Br2)、PI3(2P+3I2)等醇和與碘化氫置換的反應與碘化氫置換反應速度快,但生成的碘代烴易被HI還原,反應需及時蒸去碘代烴,同時不能直接采用碘化氫,需用KI和95%磷酸或多聚磷酸。醇和與溴化氫(HBr)的置換也可將濃硫酸慢慢滴入溴化鈉和醇的水溶液中進行反應;也可加入添加劑如LiBr醇和氯化氫置換而伯醇(活性不大)常用Lucas試劑(濃鹽酸-氯化鋅),氯化鋅起催化作用(Lucas試劑作為伯、仲、叔醇的鑒別及氯化鋅的催化原理詳見《有機化學》)注:伯醇與Lucas試劑在室溫下不反應。必需加熱,為SN2過程。醇與氫鹵酸作用兩點注意1)反應是酸催化的,HX雖然是強酸,但在H2SO4或Lewis酸存在時,反應會加速進行;2)除了一般的伯醇外,仲醇、叔醇、烯丙位醇等,在它們與HX作用生成的鹵代烴產(chǎn)物中,因為涉及到碳正離子,重排產(chǎn)物的生成是普遍的現(xiàn)象。(見有機化學)醇和鹵化亞砜的反應氯化亞砜SOCl2氯化(重點)溴化亞砜SOBr2溴化(價格較貴,應用不及前者廣泛)亞硫酰氯,thionylchloride,無色發(fā)煙液體,有刺激性,溶于苯、四氯化碳、氯仿醇和氯化亞砜(SOCl2)的反應缺點:反應中大量的HCl和SO2氣體易出會污染環(huán)境需進行吸收利用或無害化處理;氯化亞砜易水解,需在無水條件下反應。優(yōu)點:產(chǎn)物純:因為反應中生成的氯化氫和二氧化硫均為氣體,易揮發(fā)除去而無殘留,經(jīng)直接蒸餾可得純的氯代烴。SOCl2沸點低(79℃),易蒸餾回收。被廣泛用來將羧酸和醇轉(zhuǎn)化成對應的酰氯和氯化烴。和其他試劑(如五氯化磷)相比,氯化亞砜往往是首選試劑,因其反應產(chǎn)物易于分離。與手性醇置換時:選用不同溶劑,可得到指定構(gòu)型的產(chǎn)物。氯化亞砜與手性醇置換時:

溶劑對構(gòu)型的影響氯代亞硫酸酯分子內(nèi)親核取代這個手性氯代烷的構(gòu)型到底是保留還是消旋還是反轉(zhuǎn),跟溶劑有關氯化亞砜與手性醇置換:

二氧六環(huán)作為溶溶劑時構(gòu)型保留二氧六環(huán)的氧原子上孤對電子從酯基的反位與酯碳原子形成微弱的鍵,增加了反位方向的位阻。108分解過程中氧原子帶著碳氧鍵的一對成鍵電子發(fā)生鍵的異裂,這時帶有部分負電荷的氯原子恰好位于缺電子碳的前方并與之發(fā)生分子內(nèi)的親核取代反應(SNi);當碳氯鍵形成時,分解反應完成并放出SO2,由于發(fā)生親核攻擊的氯原子所處方位與將要離去的SO2是同側(cè),所以醇的α-碳原子在反應過程中是構(gòu)型保持的,沒有發(fā)生反轉(zhuǎn)。

氯化亞砜與手性醇置換時—

無溶劑,Lewis酸催化時無溶劑,Lewis酸如氯化鋅催化(幫助氯離子的離去)時,108直接分解為離子對,按SN1機理得到外消旋產(chǎn)物光學活性2-正辛醇添加了氯化鋅催化劑后,反應速率明顯加快,從SNi機理轉(zhuǎn)化為SN1機理氯化亞砜與手性醇置換實例醇和氯化亞砜(SOCl2)的反應—

有機堿的作用之二作用之二:醇本身分子內(nèi)存在氨基等堿性基團,可與產(chǎn)生的氯化氫結(jié)合成鹽不溶,可提高鹵代反應速度。醇和氯化亞砜(SOCl2)的反應—

極性非質(zhì)子溶劑的作用溶劑作用:DMF,HMPA((CH3)2N)3PO六甲基膦酰胺催化效應:極性非質(zhì)子溶劑提高反應活性、反應速度提高選擇性的作用(應用于很多反應提高選擇性)中和作用:能及時有效地結(jié)合反應中生成的HCl故特別適用于某些特殊要求的醇羥基氯置換反應,也可作為良好的羧羥基氯置換試劑。醇和鹵化磷的反應這是一類比較經(jīng)典的鹵置換反應;鹵化試劑:五氯化磷:活性高,主要用于對酚羥基和羧羥基的置換。三鹵化磷:比較常用,其中PBr3比PCl3更常用,可由Br2和赤磷在反應中直接生成,使用方便。三鹵化磷與醇的反應機理:大多屬于SN2立體選擇性最強,利于光學活性這兩個立體選擇性較弱,產(chǎn)生一定比例外消旋。醇和鹵化磷的反應優(yōu)點:與鹵化氫相比,該類試劑具有重排反應少、收率高等優(yōu)點,尤其在吡啶等有機堿等存在下,效果更好。PBr3比PCl3效果好。對于某些易發(fā)生重排的醇(仲醇、位具有叔碳取代基的伯醇等),應選擇此類鹵化試劑。但是還有有相當量的重排發(fā)生。三鹵化磷與醇的反應——重排Petrolether醇和有機磷鹵化物的反應鹵化試劑:三苯膦鹵化物:Ph3PX2,Ph3P+CX3X-(如Ph3P/CCl4)亞磷酸三苯酯鹵化物(PhO)3PX2,(PhO)3P+RX-(典型的有(PhO)3P+CH3I)反應特點:(1)反應活性大,反應條件溫和(2)經(jīng)SN2反應,生成的鹵化物發(fā)生構(gòu)型反轉(zhuǎn)。(3)常以DMF和HMPA作為溶劑,在溫和條件下將光學活性醇轉(zhuǎn)化為構(gòu)型反轉(zhuǎn)的鹵代烴,適合對某些對酸敏感醇的鹵化。醇和有機磷鹵化物的反應—反應機理1三苯基鹵素為鹵化劑時三苯基鹵素為鹵化劑實例HMPA三苯基鹵素為鹵化劑的特點1.常以DMF或HMPTA為溶劑2.反應條件溫和3.適用于對酸敏感的體系醇和有機磷鹵化物的反應—反應機理2亞磷酸三苯酯鹵代烴為鹵化劑時這里所選擇的RX比R?X更加活潑。SN2亞磷酸三苯酯鹵代烴為鹵化劑實例由此可見,(PO)3PCH3I還具有一定的選擇性。課本上還有更好的選擇性試劑。醇的鹵置換—總結(jié)與提示可以選擇鹵化劑有哪些?選擇鹵化劑時要考慮鹵化劑的活性或選擇性;選擇鹵化劑時要考慮可能出現(xiàn)的副反應;當我們選定鹵化劑后,如何使收率提高。4.2酚的鹵置換反應(自學)酚羥基不活躍,需要活性更高的鹵化劑,如五鹵化磷或與氧鹵化磷合用。4.3醚的鹵置換反應醚類化合物特性:對堿、氧化劑、還原劑比較穩(wěn)定,但酸可以使醚鍵斷裂。醚鍵在酸性條件下的斷裂:醚鍵斷裂后首先生成一分子的醇和一分子的鹵代烴,在過量氫鹵酸的作用下,生成的醇可被置換成鹵代烴。醚鍵斷裂的一般規(guī)律對于不對稱的脂肪醚,則首先是較小的烴基得到鹵代烴,較大的烴基得到醇;對于芳香脂肪醚,則生成鹵代烴與酚。醚的鹵置換反應—鹵化試劑醚鍵斷裂要求苛刻,需要在較高溫度下,使用濃的氫碘酸(或KI/H3PO4)或濃的氫溴酸。SeeLewis酸存在的條件下,see醚的鹵置換反應實例-采用濃氫鹵酸醚的鹵置換反應實例-采用相轉(zhuǎn)移催化劑可避免油水兩相之間的傳質(zhì)障礙醚的鹵置換反應實例-采用路易斯酸催化醚的鹵置換反應的應用醚置換反應的應用在官能團保護中脫去醚類保護基;制備鹵代烴及酚類化合物

醚置換反應的應用之1—脫去醚類保護基抗高血壓藥甲基多巴雌激素類藥己烯雌酚

醚置換反應的應用之2—脫去醚類保護基利用環(huán)醚開環(huán)制備二鹵代烷或鹵代醇類。氫化可的松及甲地孕酮的中間體抗瘧藥伯胺喹的中間體醚鹵置換反應—提示在酸性(質(zhì)子酸或路易斯酸存在下,醚鍵是個敏感基團)。構(gòu)型保持和構(gòu)型反轉(zhuǎn)的概念單分子親核取代SN1第一步:在堿性溶液中,叔丁基溴離解成穩(wěn)定的叔碳正離子,速度慢,為控制步驟,反應速度僅與叔丁基溴的濃度有關。第二步:叔碳正離子快速與羥基負離子結(jié)合。雙分子親核取代S

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