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03 缩合反应.ppt

页数:53页文件大小:1.19 MB来源: 药物合成反应ppt课件

本课件为药物合成反应课程的缩合反应部分,围绕活泼氢化合物与羰基化合物之间的缩合展开,依次介绍α-羟烷基化、α-卤烷基化、α-氨烷基化、β-羰烷基化、亚甲基化、α,β-环氧烷基化及环加成反应。

药物合成反应第四章缩合反应封面页,标示英文名称Condensation Reaction与缩合反应的基本含义
缩合反应定义页,说明两个分子作用失去一个小分子生成较大分子的反应,并限定本章讨论活泼氢化合物与羰基化合物的缩合
Aldol羟醛缩合定义页,说明含α-H的醛或酮在碱或酸催化下生成β-羟基醛或β-羟基酮
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第1页:第四章 缩合反应章节封面

第四章 缩合反应 Condensation Reaction

本章讨论具有活泼氢的化合物与羰基化合物之间的缩合反应。

第2页:缩合反应的定义

缩合反应
两个分子作用,失去一个小分子,生成较大的分子。
本章范围
讨论具有活泼氢的化合物与羰基化合物之间的缩合反应。

第3页:Aldol缩合(羟醛缩合)的定义

第一节 α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应:一、α-羟烷基化,1、Aldol 缩合(羟醛缩合)

定义
含有 α-H 的醛或酮,在碱或酸的催化作用下生成 β-羟基醛或 β-羟基酮的反应(醛、酮之间的缩合)。

第4页:Aldol缩合的碱催化机理

Aldol 缩合机理 a:碱催化

  • 无机碱:NaOH、Na2CO3。
  • 有机碱:EtONa、NaH。

第5页:Aldol缩合的酸催化机理

Aldol 缩合机理 b:酸催化

  • 常用酸催化剂:H2SO4、HCl、TsOH。

第6页:醛酮的自身缩合

1)自身缩合:同种醛或酮分子间的缩合,一般用碱性催化剂。本页以反应式图示给出自身缩合产物,建议对照原课件图片补充。

第7页:自身缩合的应用:异辛醇生产

自身缩合的应用:本页以反应流程说明 2-乙基己醇(异辛醇)的生产,是 Aldol 自身缩合在工业上的典型应用,建议对照原课件图片补充流程细节。

第8页:不同醛酮之间的缩合:羟甲基化

ii)不同的醛酮之间的缩合:a 与含 α-H 醛酮的反应(羟甲基化 Tollens):本页以反应式图示给出不同醛酮之间的交叉缩合,建议对照原课件图片补充。

第9页:不同醛酮缩合的应用

不同醛酮缩合的应用:本页以反应式图示给出交叉 Aldol 缩合在药物及中间体合成中的应用,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第10页:Claisen-Schmidt缩合

b 苯甲醛与含 α-H 醛酮的反应(Claisen-Schmidt):本页以反应式图示给出苯甲醛与含 α-H 醛酮缩合并脱水生成 α,β-不饱和羰基化合物的过程,建议对照原课件图片补充。

第11页:Claisen-Schmidt缩合(续)

Claisen-Schmidt 缩合(续):本页继续以反应式图示给出不同芳醛与醛酮底物的缩合产物,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第12页:LDA定向生成动力学盐

iii)含不同 α-H 醛酮之间的反应:a 与 LDA 作用定向生成动力学盐:利用低温强碱条件生成动力学控制的烯醇盐,实现定向缩合。本页以反应式图示呈现,建议对照原课件图片补充。

第13页:烯胺法定向Aldol缩合

b 烯胺法:想让哪个 α-H 活化,就让它先形成烯胺再参与反应,从而实现区域定向缩合。本页以反应式图示呈现,建议对照原课件图片补充。

第14页:Prins反应:不饱和烃α-羟烷基化

2、不饱和烃 α-羟烷基化(Prins 普林斯反应):烯烃与甲醛在酸催化下发生 α-羟烷基化,可得到 1,3-丙二醇或其缩醛。本页以反应式图示呈现,建议对照原课件图片补充。

第15页:Prins反应以HCl催化的产物

Prins 反应(HCl 催化):如果用 HCl 作催化剂,则生成相应的氯代产物。本页以反应式图示给出产物结构,建议对照原课件图片补充。

第16页:安息香缩合的反应机理

3、芳醛的 α-羟烷基化(安息香缩合):芳醛在含水乙醇中,以氰化钠(钾)为催化剂,加热后发生双分子缩合生成 α-羟基酮。机理的关键在于如何制造一个碳负离子。本页以图示呈现,建议对照原课件图片补充。

第17页:不对称安息香缩合

不对称安息香缩合:当 R 为吸电子基团时有利于反应,但不能生成对称的 α-羟基酮,而能与苯甲醛反应生成不对称的 α-羟基酮。本页以反应式图示给出实例,建议对照原课件图片补充。

第18页:Reformatsky反应

4、Reformatsky(雷福尔马特斯基)反应:醛或酮与 α-卤代酸酯和锌在惰性溶剂中反应,经水解后得到 β-羟基酸酯。本页以反应式图示呈现,建议对照原课件图片补充。

第19页:Reformatsky反应机理

Reformatsky 反应机理:本页以图示给出锌插入碳卤键生成有机锌试剂、再对羰基亲核加成的历程,建议对照原课件图片补充。

第20页:Reformatsky反应的应用

Reformatsky 反应应用:本页以维生素 A 的合成路线为例说明该反应的应用,源文件仅给出提示,建议对照原课件图片或教材补充具体路线。

第21页:Blanc氯甲基化反应机理

二、α-卤烷基化(Blanc 反应,氯甲基化反应)

  • 机理:属亲电反应,苯环上有供电子基有利于反应。
  • 作用与意义:本页以图示给出该反应在引入氯甲基方面的用途。

第22页:Blanc反应延长碳链

Blanc 氯甲基化反应可用于延长碳链:本页以反应式图示给出氯甲基化产物经取代或转化实现碳链延长的路线,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第23页:Blanc氯甲基化反应(续)

Blanc 氯甲基化反应(续):本页继续以反应式图示给出不同芳环底物的氯甲基化结果,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第24页:Mannich反应的定义

三、α-氨烷基化反应(Mannich 反应)

定义
含有 α-活泼氢的醛、酮与甲醛及胺(伯胺、仲胺或氨)反应,结果一个 α-活泼氢被胺甲基取代,又称胺甲基化反应,所得产物称为 Mannich(曼尼奇)碱。

第25页:Mannich反应机理

Mannich 反应机理:本页以图示给出胺与甲醛先形成亚胺正离子、再由烯醇进攻的历程,建议对照原课件图片补充。

第26页:Mannich反应影响因素

Mannich 反应影响因素:本页以图示给出醛酮、胺的结构及反应条件对 Mannich 反应的影响,建议对照原课件图片补充。

第27页:Mannich反应实例

Mannich 反应实例:本页以反应式图示给出不同醛酮与胺的胺甲基化产物,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第28页:Mannich反应实例(续)

Mannich 反应实例(续):本页继续以反应式图示给出胺甲基化产物及反应条件,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第29页:抗疟疾药常洛林的合成

Mannich 反应的应用:抗疟疾药常洛林:本页以合成路线图示给出 Mannich 反应用于抗疟疾药常洛林合成的环节,建议对照原课件图片补充结构。

第30页:Mannich改性阳离子絮凝剂

Mannich 反应改性聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂:本页以图示给出用 Mannich 反应对聚丙烯酰胺进行胺甲基化改性、制备阳离子絮凝剂的过程,建议对照原课件图片补充。

第31页:芳烃的β-羟烷基化

第二节 β-羟烷基、β-羰烷基化反应:一、β-羟烷基化反应(芳烃的 β-羟烷基化):本页以反应式图示给出芳烃的 β-羟烷基化过程,建议对照原课件图片补充。

第32页:Michael加成反应

二、β-羰烷基化反应:1、Michael(迈克尔)加成:α,β-不饱和羰基化合物和活性亚甲基化合物在碱催化下进行共轭加成,称为 Michael 加成。

  • 电子给体:活泼亚甲基化合物、烯胺、氰乙酸酯类、酮酸酯、硝基烷类、砜类等碳负离子。
  • 碳负离子接受体:α,β-不饱和醛、酮、酯,不饱和腈、不饱和硝基化合物以及易于消除的曼尼希碱。
  • 催化剂:醇钠(钾)、氨基钠、吡啶、三乙胺、季铵碱。

第33页:不对称酮的Michael加成

不对称酮的 Michael 加成:本页以反应式图示给出不对称酮进行 Michael 加成时的区域选择性及产物分布,建议对照原课件图片补充。

第34页:Michael反应的应用

Michael 反应的应用:本页以反应式图示给出 Michael 加成的合成应用实例,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第35页:Michael反应的应用(续)

Michael 反应的应用(续):本页继续以反应式图示给出 Michael 加成用于成环与增长碳链的合成实例,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第36页:Wittig试剂与叶立德

第三节 亚甲基化反应:一、羰基烯化反应(Wittig 反应)

叶立德(Ylide)
硫和磷与碳结合时,碳带负电荷,硫或磷带正电荷且彼此相邻,这种结构的化合物称为 Ylide;由磷形成的 Ylide 称为磷 Ylide,又称 Wittig 试剂。
Wittig 反应
Wittig 试剂与醛、酮的羰基发生亲核加成反应,形成烯烃。

第37页:Wittig试剂的制备

Wittig 试剂的制备

  • RX:常用 RBr。
  • 溶剂:Et2O、苯、DMF、DMSO。
  • 碱:NaNH2、RONa、n-BuLi。

第38页:Wittig反应机理

Wittig 反应机理:本页以图示给出 Wittig 试剂与羰基加成、经环状中间体分解生成烯烃的历程,建议对照原课件图片补充。

第39页:Wittig反应增长碳链的应用

Wittig 反应的应用(增长碳链):本页以反应式图示给出由醛、酮经 Wittig 反应制备烯烃的实例,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第40页:Wittig反应应用(续)

Wittig 反应的应用(续):本页继续以反应式图示给出烯烃合成实例及顺反构型选择性,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第41页:Knoevenagel反应

二、羰基 α位的亚甲基化:1、活性亚甲基化合物的亚甲基化(Knoevenagel):含活泼亚甲基的化合物与醛或酮在弱碱性催化剂(氨、伯胺、仲胺、吡啶等有机碱)存在下缩合,得到 α,β-不饱和化合物。

  • 碱性催化剂:氨、胺、吡啶、哌啶、二乙胺、氢氧化钠等。

第42页:Knoevenagel反应的位阻影响

位阻影响:醛比酮反应好,位阻小的酮比位阻大的酮好。本页以图示比较不同底物的反应难易,建议对照原课件图片补充。

第43页:酸性很强的活性亚甲基化合物

①酸性很强、活性高的活泼亚甲基化合物:本页以反应式图示给出该类底物与醛酮的 Knoevenagel 缩合实例,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第44页:活性稍弱的亚甲基化合物

②活性稍弱的活泼亚甲基化合物:本页以反应式图示给出该类底物的缩合实例与所需条件,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第45页:用醇钠强碱作催化剂的底物

③用醇钠强碱作催化剂的活泼亚甲基化合物:本页以反应式图示给出活性较低底物在醇钠强碱作用下的缩合实例,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第46页:丙二酸与醛缩合制不饱和酸

丙二酸与醛的缩合:丙二酸与醛的自行缩合物受热即自行脱羧,是合成 α,β-不饱和酸的较好方法之一。本页以反应式图示给出实例,建议对照原课件图片补充。

第47页:Darzens反应章节标题

第四节 α、β-环氧烷基化(Darzens 达秦斯反应)

本节讲述醛、酮在强碱作用下与 α-卤代羧酸酯缩合生成 α,β-环氧羧酸酯(缩水甘油酯)的反应。

第48页:Darzens反应的通式

反应通式
醛、酮在强碱作用下与 α-卤代羧酸酯缩合,生成 α,β-环氧羧酸酯(缩水甘油酯);R1、R2 最好有一个是芳基。

第49页:Darzens反应机理

Darzens 反应机理:本页以图示给出 α-卤代羧酸酯生成碳负离子、对羰基加成后分子内取代关环形成环氧的历程,建议对照原课件图片补充。

第50页:Darzens反应实例

Darzens 反应实例:本页以反应式图示给出不同醛、酮底物生成缩水甘油酯的实例,源文件未提取到文字,建议对照原课件图片补充。

第51页:Diels-Alder反应

第五节 环加成反应:Diels-Alder 反应(双烯合成):本页以反应式图示给出共轭双烯与亲双烯体环加成生成环己烯衍生物的过程,建议对照原课件图片补充。

第52页:Diels-Alder反应物活性

反应物活性:反应中电子从丁二烯流向乙烯,因此带有吸电子基团的亲双烯体活性高。本页以图示给出不同取代亲双烯体的活性比较,建议对照原课件图片补充。

第53页:本章结束页

本章结束:本页为第四章缩合反应的结束页,源文件仅提取到结束用语,无具体教学内容,建议对照原课件图片补充。

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