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1、精细有机合成反应,李郁锦 ,第十四章 环合反应,14.1 概述14.2 一些常见碳环的合成14.3 常见杂环的合成,在有机化合物分子中形成新的碳环或杂环的反应叫做环合反应，也叫做闭环或成环缩合反应。,14.1 概述,1+2三元环2+2四元环2+3五元环2+4六元环,分子间环合,Diels-Alder,亲电反应亲核反应 自由基反应,分子内环合,+,+,+,阴离子环化亲核反应,碳负离子、N、O、S负离子,双键、卤素、TMS（三甲基硅）、OMs（甲磺酰基）等,自由基环合,14.2 常见碳环的合成,六元环五元环四元环三元环,六元环合成,Diels-Alder reaction六元环是有机化合物中最主要
2、的单元结构之一合成六元环和1，6-双官能团化合物的主要方法可逆反应，加热可使反应向逆反应方向进行顺式反应，构型保持,双烯体含有供电基，亲双烯体含有吸电基，反应活性高,反电子需求的Diels-Alder当双烯体缺电子时，亲双烯体含有供电基反而对反应有利,邻对位产物为主,生成 S-顺式构象是Diels-Alder反应先决条件,不反应,顺-1-取代双烯体s-顺式不稳定，活性低；反-1-取代双烯体和2-取代双烯体活性高。,反-1,3-戊二烯 4-甲基-1,3-戊二烯,反应速度 =1000 ： 1,反应速度 1000 ： 1,Diels-Alder反应的立体化学,顺式加成规则：,杂Diels-Alder
3、反应合成杂六元环,Robinson Annulation,Intramolecular Ene Reactions,Intramolecular Aldol Condensation of 1,5-Diketones,缩合反应也是合成六元环的主要方法,Polyene Cyclization,五元环的合成,3+2 反应1，3偶极子,卤素作为离去基的构环反应,Intramolecular Aldol Condensation 5-exo-trig:intramolecular aldol condensation of 1,4-diketones,Intramolecular Michael Ad
4、dition 5-exo-tet,4 to 5:,6 to 5,自由基环化反应,引发体系双键,四元环的合成,光化学2+2成环,acyloin reaction 偶姻反应,三元环的合成,Cyclopropanes,杂环化合物的合成,杂环化合物的重要不仅仅在于药物中的应用据统计，在现今已知的有机化合物中，杂环化合物的数量，占总数的65%以上并且杂环化合物具有广泛应用价值,杂环的合成,杂环的形成必须形成碳原子与杂原子之间的键（CN，CS，CO）,杂环的种类: 五员环、六员环和稠杂环,杂环化合物的形成主要是通过缩合反应,1、五元杂环化合物的合成,吡咯和呋喃的一般合成方法A、2+3型环合反应可以有三种方
5、式，但共同之处在于：采用含有杂原子的取代基和活泼的羰基化合物反应,Knorr反应，a-氨基酮和含活泼亚甲基的羰基化合物的缩合反应,a-氨基酮,乙酰乙酸乙酯,具有a-氨基酸结构3-氨基-2-氧代丁酸乙酯,a-卤代醛（或酮）与b-羰基酯的缩合反应,a-羟基酮（或a-氨基酮）与炔二酸酯缩合,a，b-不饱和醛（酮）与a-氨基酸酯缩合,B、1+4型环合反应1，4-二羰基化合物与氨、碳酸铵、烷基伯胺、芳胺、杂环取代伯胺、肼、取代肼和氨基酸等发生关环得相应的吡咯或取代吡咯。,Paal-Knorr环化反应,1，4-二羰基化合物本身在浓硫酸等脱水剂的作用下，生成相应的呋喃化合物。,含氮1，4-二羰基化合物进行类
6、似Paal-Knorr型的环化反应，是合成咪唑及其衍生物的最好方法。,二唑及其衍生物的一般合成方法A、4+1型环合反应含氮1，4-二羰基化合物直接与脱水剂反应得噁唑及其衍生物。,B、3+2型环合反应合成异唑类的通用方法,吲哚（苯并吡咯）及其衍生物的合成方法A、Fischer合成法某些醛或酮与芳香肼作用，经过苯腙在酸催化下加热,经过了一个分子内重排,B、Bischler-Mohlau合成法a -卤代酮和一个芳香胺一起加热，经过a-氨基酮中间体后再环化,靛蓝,苯并二唑及其衍生物的合成方法A、由邻位二取代的两个取代基之间发生反应并同时脱去一个小分子而关环,消痛静,B、由取代苯发生分子内的亲核或亲电取
7、代环合,苯并咪唑及其衍生物的合成方法由邻位二取代苯和另一个分子反应，从而插入一个环碳原子,驱虫药：甲苯咪唑,噻唑（Hantzsch）合成法:,2、六元杂环化合物的合成,吡啶及其衍生物的合成方法A、工业方法羰基化合物和氨反应,B、Hantzsch反应及其类似合成法两分子的b-酮酸酯与一分子醛和一分子氨进行缩合，得到二氢吡啶，还经氧化脱氢，得到对称的产物。,2+2+1+1,反应机理,C、类似Hantzsch反应的合成法1，5-二羰基化合物和氨的反应b-二羰基化合物与a-氰基乙酰氨反应,3+3,5+1,嘧啶:,重要环合反应举例,蒽醌的制备 （1）邻苯二甲酸酐缩合法,活泼芳环对苯二酚对氯苯酚,（2）苯乙烯法,原料易得，三废少，反应条件复杂、苛刻,（3）萘醌法,（4）苯与一氧化碳缩合羰基合成法,香豆素及其衍生物,3-甲基香豆素,6-甲基香豆素,4-羟基香豆素,有机合成,有机合成是有机化学的中心,有机合成是有机反应及其组合的应用。所谓有机合成组合就是利用几步以至多步过程完成某一指定的有理论意义或实用价值的有机化合物。,20 世纪上半叶， 近代有机合成首推 英 R. Robinson,复杂天然产物的全合成,1917年仿生合成托品酮,金雀花碱 合成,C60的合成进展：,TM,青霉素的全合成,