基础有机化学人名反应

基础有机化学人名反应

第四章狄尔斯–阿尔德反应（Diels –Alder reaction ）（140）

1921 年，狄尔斯和其研究生巴克（Back）研究偶氮二羧酸二乙酯（半个世纪后因光延反应而在有机合成中大放光芒的试剂）与胺发生的酯变胺的反应，当他们用2- 萘胺做反应的时候，根据元素分析，得到的产物是一个加成物而不是期待的取代物。狄尔斯敏锐地意识到这个反应与十几年前阿尔布莱希特做过的古怪反应的共同之处。这使他开始以为产物是类似阿尔布莱希特提出的双键加成产物。狄尔斯很自然地仿造阿尔布莱希特用环戊二烯替代萘胺与偶氮二羧酸乙酯作用，结果又得到第三种加成物。通过计量加氢实验，狄尔斯发现加成物中只含有一个双键。如果产物的结构是如阿尔布莱希特提出的，那么势必要有两个双键才对。这个现象深深地吸引了狄尔斯，他与另一个研究生阿尔德一起提出了正确的双烯加成物的结构。1928 年他们将结果发表。这标志着狄尔斯

- 阿德尔反应的正式发现。他们也因此获得1950 年的诺贝尔化学奖

含有一个活泼的双键或叁键的化合物（亲双烯体）与共轭二烯类化合物（双烯

体）发生1,4- 加成，生成六员环状化合物：

这个反应极易进行并且反应速度快，应用范围极广泛，是合成环状化合物的一个非常重要的方法。

带有吸电子取代基的亲双烯体和带有给电子取代基的双烯体对反应有利 常用的亲双烯体有：

下列基团也能作为亲双烯体发生反应：

常用的双烯体有：

a. 反应机理

这是一个协同反应，反应时，双烯体和亲双烯体彼此靠近，互相作用，形 成一个环状过渡态，然后逐渐转化为产物分子：

反应是按顺式加成方式进行的，反应物原来的构型关系仍保留在环加成产

物中。例如：

正常的Diels-Alder 反应主要是由双烯体的HOMO最（高已占轨道）与亲双烯体的LUMO最（低未占轨道）发生作用。反应过程中，电子从双烯体的HOM“O流入”亲双烯体的LUMO。也有由双烯体的LUMO与亲双烯体的HOMO作用发生反应的。

b. 反应实例

本反应具有很强的区域选择性，当双烯体与亲双烯体上均有取代基时，主 要生成两个取代基处于邻位或对位的产物：

当双烯体上有给电子取代基、亲双烯体上有不饱和基团如：

第五章

1. 傅克反应( Friedel －Crafts reaction )(159)

芳烃在Lewis 酸( 无水氯化铝、氯化锌、三氯化铁、三氟化硼等)存在下发生的酰基化和烷基化反应。Friedel-Crafts 反应常用的催化剂有AlCl3 、FeCl3、H2SO4等，目前，对Friedel-Crafts 反应已经开发出多种新型催化剂，如三氟甲磺酸盐、杂多酸、离子交换树脂等。

1、酰基化反应：在无水氯化铝存在下，苯与酰氯或酸酐反应生成芳基酮。

2、烷基化反应：在无水氯化铝或无水三氯化铁存在下，苯与卤代烷反应生成烷基苯。

卤代烃反应的活泼性顺序为：RF > RCl > RBr > RI ; 当烃基超过3 个碳

原子时，反应过程中易发生重排。

a. 反应机理

首先是卤代烃、醇或烯烃与催化剂如三氯化铝作用形成碳正离子：

所形成的碳正离子可能发生重排，得到较稳定的碳正离子：

2. 伯奇还原反应( Birch reduction reaction

)( 185)

Birch 还原是指用钠和醇在液氨中将芳香环还原成 1,4- 环己二烯的有机还 原反应，在 1944年由澳大利亚化学家 Arthur John Birch (1915-1995) 发表。

可用锂或钾替代反应中的钠，使用的醇通常为甲醇或叔丁醇。

碳正离子作为亲电试剂进攻芳环形成中间体 络合物，然后失去一个质子

得到发生亲电取代产物：

b. 反应实例

a. 反应机理首先是钠和液氮作用生成溶剂化点子，然后苯环得到一个点子生成自由基负离子（Ⅰ），这时苯环的电子体系中有7 个点子，加到苯环上的那个电子处于苯环分子轨道上的反键轨道上，自由基负离子仍是个环状共轭体系，（Ⅰ）表示的是部分共振式。（Ⅰ）不稳定而被质子化，随即从乙醇中夺取一个质子生成环己二烯基（Ⅱ）。（Ⅱ）再取得一个溶剂化电子转变成环己二烯基负离子（Ⅲ），（Ⅲ）是一个强碱，迅速再从乙醇中夺取一个电子生成1,4- 环己二烯。

环己二烯基负离子（Ⅲ）在共轭链的中间碳原子上质子化比在末端碳原子 上质子化快，原因尚不清楚，

b. 反应实例

第七章

1. 威廉姆逊合成法 Williamson reaction （240）

卤代烃与醇钠在无水条件下反应生成醚 :

如果使用酚类反应 , 则可以在氢氧化钠水溶液中进行 :

卤代烃一般选用较为活泼的伯卤代烃 （ 一级卤代烃 ） 、仲卤代烃 （ 二级卤代烃 ） 以及烯丙型、苄基型卤代烃，也可用硫酸酯或磺酸酯。

本法既可以合成对称醚，也可以合成不对称醚 .

a. 反应机理

反应一般是按 S N 2 机理进行的：

b. 反应实例

2.科里-豪斯合成 Corey –House reaction 二烃基铜锂（吉尔曼试剂）与卤代烃反应，偶联为烷

烃。 这个反应是有机合成中的常用反应。 反应的名称来源于对反应研究做出较 大贡献的四位美国化学家：哈佛大学的 E. J. Corey 、约翰·霍普金斯大学的 Gary H. Posner 、麻省理工学院的 George Whitesides 以及佐治亚理工学院的

Herbert O. House

反应机理：

反应一般分为三步进行。首先是用金属在中处理卤代烃（ R-X ），将其转变 为烃基锂化合物（ R-Li ）。此处的卤代烃可以是一级、二级或三级卤代烃。

第二步是用（ CuI ）处理上述烃基锂化合物，得到反应中用到的试剂二烷基 铜锂

（R2CuLi）。二烷基铜锂试剂最早是由美国化学家亨利·吉尔曼（Henry Gilman）制得的，故通常称为。

最后用二烷基铜锂与另一分子卤代烃（R'-X ）进行反应，偶联生成含新生成的碳－碳键的产物（R-R' ）。

若第二分子卤代烃与第一分子卤代烃不同（R ≠ R' ），那么该反应可以视为一种。第二分子卤代烃为甲基卤、卤、伯卤代烃和环状仲卤代烃时反应进行得较为顺利。

3. 乌尔曼反应Ullmann reaction

卤代芳香族化合物与Cu 共热生成联芳类化合物的反应称乌尔曼反应

（Ullmann ）。这个反应是德国化学家Fritz Ullmann 在1901 年发现的，是形成芳- 芳键的最重要的方法之一。如果不同的之间发生这个反应则理论上有四种新的联芳类产物，所以在合成上一般都只采用相同的卤代芳烃来实现这个反应。

经典的Ullmann 反应一般需要剧烈的条件（高于200 °C），过量的Cu 粉。伴随着金属有机化学的发展，Ullmann 反应的条件和适用范围得到了扩展。比如，除了最常用的碘代芳烃，溴代芳烃、氯代芳烃也可用于反应。催化剂除了Cu外，Ni 催化的偶联也有报道。

这个反应的应用范围广泛，可用来合成许多对称和不对称的联苯类化合

物。芳环上有吸电子取代基存在时能促进反应的进行，尤其以硝基、烷氧羰基在卤素的邻位时影响最大，邻硝基碘苯是参与Ullmann 反应中最活泼的试剂之

a. 反应机理

本反应的机理还不肯定，可能的机理如下：

另一种观点认为反应的第二步是有机铜化合物之间发生偶联：

b. 反应实例

当用两种不同结构的卤代芳烃混合加热时，则有三种可能产物生成，但常 常只得到其中一种。例如， 2,4,6- 三硝基氯苯与碘苯作用时主要得到 2,4,6- 硝基联苯：

第九章

科尔伯施密特反应 Kolbe-Schmitt reaction

酚钠和二氧化碳在加压下于 125－150 oC 反应，生成邻羟基苯甲酸，同时

有少量对羟基苯甲酸生成：

反应产物与酚盐的种类及反应温度有关，一般来讲，使用钠盐及在较低的 温度下反应主要得到邻位产物，而用钾盐及在较高温度下反应则主要得对位产 物：

邻位异构体在钾盐及较高温度下加热也能转变为对位异构体：

a. 反应机理

反应机理目前还不太清楚

b. 反应实例

11.3.2

Oppenauer 氧化

1说明

沃氏氧化反应（Oppenauer氧化），也译作欧芬脑尔氧化，是伯醇、仲醇在叔丁醇铝或异丙醇铝和丙酮作用下，氧化成为相应的酮，而丙酮则还原为异丙

醇。这个反应相当于的逆向反应。

2 反应机理

3 实例

11.3.3

Rosenmund 还原

1说明

罗森蒙德还原反应Rosenmund reduction reaction

罗森蒙德还原反应是催化氢化还原反应，指在催化剂作用下，氢气将酰氯还原为醛的反应，反应中使用的催化剂称为罗森蒙德催化剂（Rosenmund catalyst ），是附着在硫酸钡（BaSO?）上的钯粉并加入中毒剂（2,6- 二甲基吡啶、喹啉- 硫等）制成。罗森蒙德反应可制备几乎所有醛类，反应需较高温度，常在煮沸二甲苯中进行。

氯用受过硫－喹啉毒化的钯催化剂进行催化还原，生成相应的醛：反应物分子

中存在硝基、卤素、酯基等基团时，不受影响。

Gattermann-Koch 反应

1说明

加特曼- 科赫反应Gattermann-Koch reaction

2 实例

11.3.4

加特曼- 科赫反应属于傅- 克酰基化反应( Friedel-Crafts acylation )的一种，指芳环与和作用形成的反应，该反应需使用和催化或在10～25MPa由氯化铝催化进行，在有机合成上有一定应用

2 机理

3 实例

11.6.2

Reformatsky 反应

1说明

雷福马茨基反应（瑞弗尔马斯基反应） Reformatsky reaction ，是在锌（Zn）的参与下，α -溴代酸酯与醛、酮加成，在惰性溶剂中反应, 经水解后生成β -羟基酸酯的加碳反应。在操作中，通常将锌粉直接加入反应物中引发反应，产物在酸性条件下水解即可。

2 机理

首先是a- 卤代酸酯和锌反应生成中间体有机锌试剂，然后有机锌试剂与醛酮

的羰基进行加成，再水解：

3 实例

Wittig 反应

1说明

Wittig 反应 （叶立德反应、维蒂希反应 ）。 与醛、酮的羰基发生亲核加成反 应，形

成烯烃：

2 机理

11.6.3

Claisen-Schmidt 反应

1说明

克莱森反应是 一个无 氢原子的醛与一个带有 氢原子的脂肪族醛或 酮在稀氢氧化钠水溶液或醇溶液存在下发生缩合反应 , 并失水得到 不饱 和醛或酮 :

2 机理

3 实例

3 实例

Perkin 反应

1说明

Perkin 反应 , 又称普尔金反应， 由 William Henry Perkin 发展的，由不含有 α-H 的芳香

醛（如苯甲醛）在强碱弱酸盐（如碳酸钾、醋酸钾等）的催化下， 与含有α-H 的酸酐（如乙酸酐、丙酸酐等）所发生的缩合反应，并生成α ,β- 不 饱和羧酸盐，后者经酸性水解即可得到

α , β-不饱和羧酸。

2 机理