高等有机化学(英文原著第五版精华笔记-适合考博及想阅读原著的同学)

烷基化要考虑的因素：

（1） 碳亲核试剂形成条件

（2） 反应条件对探亲和试剂结构和活性的影响 （3） 烷基化的区域和立体选择性

1.1 烯醇和其他稳定的碳负离子的形成及特性

1.1.1 烯醇的产生 （1）稳定碳负离子能力的顺序：NO2>COR>CN~CO2R>SO2R>SOR>Ph~SR>H>R （2）脱质子要根据物质的酸性选择合适的碱 1.1.2 酮和酯形成烯醇的区域及立体选择性 （1）动力学特征: a 快 b 定量 c 不可逆 （2）形成条件：

a 强碱（锂碱要比钠钾碱好，锂与氧的结合更紧密） b 非质子溶剂（防止质子交换） c 酮不可过量（防止质子交换） （3）底物影响：

a 如果α位有较大的分枝位阻，则难以得到热力学控制的产物

b 如果α位有稳定碳负离子的基团（即-H有一定酸性），则有时难以得到动

力学产物

（4）动力学E-Z选择性： a 在动力学控制中，加入HMPA可提高Z式烯醇的比例，原因在于： 不加HMPA是cyclic TS起主要控制，不加时则为 open TS起主要控制。 b 有时对于大位阻的碱，不加HMPA也可得到较高比例的Z式烯醇， 如LiNH(C6H2Cl3)、LiNPh2等

c 有时在反应中加入LiBr/LiCl可提高E式选择性，原因在于LiX有利 于cyclic TS的形成

d 螯合作用也会影响E-Z选择性

（5）不饱和羰化物

a 动力学易形成α’烯醇化物

b 热力学（NaNH2/NH3）易形成α烯醇化物 （6）利用不对称胺碱可生成手性烯醇化物 1.1.3 烯醇形成的其他方法

（1）烯醇硅醚的消除（硅锂交换） a CH3Li/DME

b 含F季铵盐/THF

（2）乙酰化烯醇的消除（同上） （3）烯醇硅醚的产生 a TMSCl/R3N b TBDMSCl/KH

（4）α、β不饱和酮的还原 a Li/NH3

b 硅氢化合物配合还原催化剂如Pt、B等化合物 c 有机铜锂试剂的加成

1.1.4 溶剂对烯醇化物结构及活性的影响

（1）极性非质子性溶剂：最常用的DMSO、DMF，其他如NMP、HMPA、

DMPU等

a 双电性偶极溶剂，有较强的溶剂化正离子的能力，而对负离子的 溶剂化能力较弱

b 非聚集的烯醇化物反应活性最强，聚集后活性降低，极性非质子 性溶剂可溶剂化正离子而使烯醇化物以非聚集形式存在

（2）极性质子溶剂

a 可溶剂化正离子，也可通过氢键作用溶剂化烯醇化物

b 烯醇化物反应时要先破坏掉氢键，因此需要额外能量

（3）优选溶剂：THF、DME，通常还加入HMPA、DMPU（或其他三级胺、

四级胺）、TMEDA，冠醚等，以配位金属正离子来提高烯醇化物反应活性

1.2 烯醇烷基化

1.2.1 高度稳定烯醇（一般连有两个EWG）的烷基化

a 常用醇作溶剂，金属烷氧化物作碱 b 属于Sn2进程

c 烷基化试剂：伯卤、伯醇的磺酸酯 d β-羰酯脱羧 1.2.2 酮烯醇的烷基化

尤其注意立体选择性问题：不管是环状烯醇还是开链烯醇（包括可螯合

的αorβ烷氧酮）都可尝试以位阻偏好来确定产物构型

1.2.3 醛、酯、酰胺、腈的烷基化 （1）醛： 由于在碱性条件下易于Aldol加成，所以很少进行醛的烷基化，

但在以下条件下可进行：

a KH/THF

b 烯胺（最常用）

（2）酯：常在强胺碱条件下进行，注意酯缩合

（3）酸：可用两分子胺碱，形成双负离子（烯醇碳要比羧酸负离子具有

更强的亲核性）

1.2.4 双负离子的产生及烷基化 β-酮醛、β-酮酯、β-二酮等 1.2.5 烯醇的分子内烷基化

其产物立体构型由烯醇的构型及进攻方向决定 1.2.6 烯醇烷基化的不对称烷基化控制 手性辅剂

1.3 亚胺、烯胺

二 碳亲核试剂与羰基化物的反应

Aldol reaction Robinson annulations Claisen condensation Carbon acylation Wittig reaction Olefination methods Conjugate additopn

2.1 Aldol加成及缩合反应

2.1.1 机理

2.1.2 醛酮Aldol缩合的区域及立体选择性控制 （1）锂烯醇化物的Aldol反应 a 一般经历 cyclic TS

b E-烯醇→anti产物，Z-烯醇→syn产物

c 有些反应不一定按b进行：nonchair TS 或者内部螯合

d 锂烯醇化物动力学Aldol反应的一般总结：具有大位阻取代基酮 的chair TS 模型可预测产物的立体构型；无位阻取代基时选择性较低； Z-烯醇比E-烯醇有更高的立体选择性

e 有时加入一些其他物质可提高E/Z的比例，如LiTMP-LiBr （2）硼烯醇化物的Aldol反应

a 其机制同锂烯醇化物，但比锂烯醇化物有更高的立体选择性，原 因在于：O-B键要比O-Li键更短，使得过渡态结构更紧密，这在一定程 度上放大了基团间的立体相互作用

b ①(n-Bu)2BO3SCF3/(i-pr)2NEt→Z烯醇 ②(c-C6H11)2Cl/(i-pr)2NEt→E烯醇

③Si烯醇（E或Z式均可）+9-BBN-Br→Z烯醇（Si-B交换） c 硼烯醇的另一个特点是它不会形成内部螯合 （3）钛、锡、锗烯醇的Aldol反应 2.1.3 酯和其他羰基衍生物的Aldol反应

2.1.4 Mukaiyama Aldol反应（Lewis酸催化的硅烯醇化物的Aldol反应） （1）TiCl4、SnCl4、BF3、其他复合催化剂 （2）可与缩醛反应

2.1.5 Aldol及Mukaiyama Aldol 反应的面选择性控制 （1）利用醛进行立体化学控制

a 立体控制：若无配位作用（如BF3），仅按Felkin考虑；若有配位

作用，（如Li、Ti、Sn等）则Felkin+CyclicTS联合考虑

b 螯合控制：醛的α、β位有烷氧基，先对醛进行螯合，烯醇再由

醛位阻小的一侧进攻

c 极性控制：利用极性基团与羰基间的电性排斥作用 （2）利用烯醇及其等价体进行立体化学控制

类（1）

（3）（1）+（2）共同控制

（4）利用手性辅剂进行立体化学控制 （5）利用不对称催化剂进行立体化学控制 对（1）、（2）均无较好结果是可考虑

2.1.6 分子内的Aldol反应及Robinson 环合

2.2 亚胺及亚胺离子的加成反应

活性顺序：C=NR < C=O < [C=NR2]+ < [C=OH]+ 2.2.1 Mannich 反应

（1）Eschenmoser's salt----(CH3)2N+=CH2 可直接与烯醇进行反应 （2）Mannich 胺甲基化产物通过消除可进一步转化为甲烯羰化物

（3）在不对称催化时可进行手性合成 2.2.2 N-酰化亚胺离子的加成

（1）活性顺序：

（2）产生

2.2.3 胺催化的缩合反应（Knoevenagel Condensations）

2.3 碳亲核试剂的酰化

2.3.1 Claisen和Dieckman 缩合反应 2.3.2 烯醇及其他碳亲核试剂的酰化

（1）产用的酰化剂：酸酐、酰氯及羰基咪唑 （2）亲核试剂： a

b

c Mg(O2COCH3)2可在羰基α位进行甲酸化

d EtO2CCN、O=C(OC2H5)2可在羰基α位进行甲酸酯化

e 酮酯缩合时，酮和酯其中之一的活性要尽量高

2.4 稳定碳亲核试剂的烯反应

2.4.1 Wittig 及相关反应

（1）磷叶立德参与的烯反应

a 卤代烷基三苯磷是弱酸，需强碱脱质子，产生的叶立德为不稳定

叶立德，活性较高

b 当含有α-EWG时，为稳定叶立德，活性降低

c 使用NaNH2或NaHMDS可给出较锂碱更高产率的Z-烯 d 稳定叶立德与醛反应可给出较好的trans双键

e 对于有位阻的酮进行甲烯化时，用t-BuOK可给出较高产率 f Schlosser 改进：不稳定叶立德在低温、过量碱条件下给出E-烯 g 叶立德中可含有的官能团：CO、COOH、OCH3、OPh等，其中后

两个还可进一步水解得醛

h 在多官能团化合物合成时，使用CH3Li-LiBr可得到较好结果 （2）膦负离子参与的烯反应（HWE烯化） a 一般得E-不饱和烯

b 使用KHMDS、18-crown-6可得Z-不饱和烯

2.4.2 α-三甲基硅碳负离子与羰化物的反应（Peterson反应） （1）

（2）酸性条件下得E-烯（反式消除）；碱性条件下得Z-烯（四元环消除）

2.4.3 Julia烯反应（硫砜-SO2CH2R稳定的碳负离子与羰化物的反应）

2.5 环化加成

2.5.1 硫叶立德 （1）

（2）二甲硫叶立德与α、β不饱和酮反应时，在羰基上环氧化；二甲亚

砜叶立德与α、β不饱和酮反应时，在α、β双键上环丙化

2.5.2 Darzens 反应

2.5 碳亲核试剂的共轭加成（Michael加成）

（1）F离子可促进反应进行 （2）共轭加成与烷基化的串联 （3）烯醇等价体的共轭加成

三 通过取代反应进行的官能团转化

3.1 醇转化为烷基试剂

3.1.1 磺酸酯

（1）-OTs、-OMs、-OTf

（2）ROH/ROLi + ClSO2-R → 3.1.2 卤代物

（1）ROH + HX → 条件苛刻，较少适用 （2）ROH + 草酰氯/氯化亚砜/三卤化磷 →

a 有非质子溶剂（如二氧六环）参与时，产物构型保留 b 无溶剂参与时得消旋体

（3）PPh3 + Br2（CCl4/Cl3CCOCCl3等卤离子源） + ROH → 构型完全翻转 （4）Mitsunobu reaction（PPh3 + DEAD） （5）其他温和条件（对于易重排结构有效） a

b

3.2 通过亲核取代在饱和碳上引入官能团

3.2.1 溶剂效应

（1）烷烃、卤烃、醚等不适合作有机金属盐参与的反应溶剂

（2）丙酮、乙腈有一定的极性，但是对离子化合物的溶解性较低，可加 入想转移催化剂来提高

（3）醇对盐的溶解性较好，溶剂化现象较严重，所以对hard anions解 性较低

（4）DMF、DMSO等极性非质子溶剂最符合反应条件，但水溶性大、沸 点高，后处理困难 3.2.2 腈亲核试剂

- 卤烷/磺酸酯 + CN (质子醇溶剂、加热) 3.2.3 氧亲核试剂

（1）苄卤经水解得苄醇 （2）羧酸甲酯化条件：

a CH3I、MeOTs、(CH3)2SO2 b CH3N2、(CH3)3SiCHN2

（3）羧酸盐反应顺序：Na+ < K+ < Rb+ < CS+（其中CS+对负离子溶解性高， 离子对效应低） a 丙酮/RI

b CsF/DMF

c 羧酸盐法对有位阻的酯效果明显 （4）Mitsunobu reaction 3.2.4 氮、硫、磷亲核试剂 （1）Gabriel reaction （2）Mitsunobu reaction

四 碳碳多键的亲电加成

4.1 烯的亲电加成

4.1.1 卤化氢的加成

（1）末端烯及双取代烯与HCl反应较快，但加入硅或铝在CH2Cl2或CHCl3 中反应加速

（2）HCl也可由SOCl2或(ClCO)2在原位产生 （3）另一个条件TMSCl/H2O

（4）在亲核试剂中一般会得到混合物，应用价值不大 （5）如果产生carbocation，可能会发生重排 4.1.2 羟化及其他酸催化的O亲核试剂的加成 （1）羟化可在强的酸性质子溶液中进行

（2）亲核试剂如醇、酸等的加成可在强酸催化下完成 4.1.3 羟汞化还原 （1）机制

（2）亲核试剂：水、醇、羧酸离子、过氧化物、胺、腈 （3）汞的还原试剂：NaBH4、Na-Hg、t-Bu3SnH

（4）区域选择性：末端烯 > 非末端烯、二取代末端烯 > 单取代末端烯 （5）烯丙位有 –OH或-SiR3、-OAc时，会有协同效应导致过渡态成一定

构型，进而使终产物有立体选择性

4.1.4 烯烃的卤化

（1）机制：经历三元桥状中间体，亲核试剂再以反式进攻

（2）如果烯键连有能稳定carbocation的基团，则产物的立体选择性可能 会发生变化，最终立体型会与按机制预测的不太一样；否则反式立体专 一性较为严格

（3）由于Cl的尺寸和极性都较小，故其anti专一性不如Br （4）羟-卤加成

a NBS/DMSO/H2O

b NaBrO3（HIO4）/ NaHSO3/H2O/CH3CN （5）其他常用卤化试剂

4.1.5 其他亲电试剂的加成（机理类似） 4.1.6 硫及硒亲电试剂的加成（机理类似）

4.2 亲电环化

能作为分子内亲电环化的基团包括：羧酸（盐）、羟基、氨基、羰氧基。成 环大小的难易顺序：5 > 6 > 3 > 4

4.2.1 卤环化

（1）溴和碘最为常见 （2）碘内酯化

a 最常用条件：I/NaHCO3/CH2Cl2（CH3CN） b 反式内酯化 c 有位阻偏好 d

e

f

g –OTBS、-OPh也可直接环化 h酰胺也环内酯化

（3）碘内酯化后余下的碘可做以下处理： a 强碱DBU消除成烯 b Bu3SnH/AIBN还原 c 被其他基团取代 4.2.2 硫和硒环化 （1）PhSCl/Et3N

（2）PhSeCl/Et3N或(PhSe)2或

4.2.3 汞环化（一般用在多步反应中）

4.3 羰基α位的亲电取代

4.3.1 卤代

（1）酮在酸性条件下单取代，在碱性条件下多取代（甲基酮在碱性条件 下可进一步转化为少一个碳原子的酸）

（2）卤化剂：Br2、NBS、SO2Cl2、CuBr2、CuCl2、2,4,4,6-四溴环己二烯酮 （3）烯醇式的卤化

烯醇硅、烯胺、烯醇锂可区域选择性地进行卤化 4.3.2 环化和硒化

一般由烯醇式制备

4.4 连烯和炔的加成 4.5 硼有机中间体的加成

4.5.1 硼氢化

（1）BH3一般以二聚体形式存在，是活性电对受体 （2）在非质子溶剂中（如醚、三级胺等），BH3可作为电子对供体

（3）硼氢化是高度区域及立体选择性的反应，一般加成在烯醇取代基较 少的位置上，为亲电性试剂 （4）硼试剂：

a 硼烷（顺式加成）

b 硼卤

BH2Cl、BH2Br、BHCl2、BHBr2 c 硼氧

4.5.2 有机硼反应 （1）成醇

（2）成羰基 （3）成胺

（4）成卤

4.5.2不对称硼氢化 4.5.2 炔的硼氢化

4.6 铝氢、铝碳、锗氢化

五 碳碳多键、羰基及其他功能基团的还原

5.1 碳碳多建的氢化加成

5.1.1 非均相催化加氢

（1）一般有固体支持物 （2）区域和立体选择性不好

（3）立体选择性有位阻偏好，但也有较多例外

（4）烯丙位上的极性基团会影响立体选择性，尤其是-CH2OH、-CH=O 5.1.2 均相催化加氢

（1）复合催化剂先与烯形成大的π complex，金属中心再接受H，H再转 移到烯上 （2）Rh催化剂被称为wilkinson,s catalyst；Ir催化剂被称为crabtree catalyst 5.1.3 不对称氢化 5.1.4 炔的不完全还原

5.1.5 Diimide（二酰亚胺）类氢转移

5.2 羰基及其他官能团的催化氢化 5.3 第三主族供氢体试剂

5.3.1 常用供氢体氢化试剂

（1）NaBH4：较为温和，可还原醛酮，可在质子性溶剂中存在

（2）LiAlH4：活性很强，可还原大多数羰基化合物，强碱性，与质子溶剂 剧烈反应放出H2，故应在无水THF或醚中参与反应。原因：Li+比Na+路 易斯酸性更强，同时AlH4-是比BH4-更强的供氢体

（3）其他改进的供氢体：影响供氢体活性的因素有①金属正离子②配体 ③供氢数目

a Ca(BH4)2、liBH4、Zn(BH4)2其活性较NaBH4强 b NaBH4 + CeCl3

c NaBH3CN活性较NaBH4弱（CN-的吸电子作用） d M+HB-R3其中R为大位阻的分支烷基，此类试剂具有较好的立体选 择性

e LiAlH(OR)3、LiAlH2(OR)2较LiAlH4具有好的溶解性，非常适用于低温 反应

f 此外还有二硼烷（B2H6）、铝烷（AlH3）

（4）应用：

a 羧酸衍生物的部分还原

① 将酯或内酯转化为醛或缩醛

α LiAl(t-Bu)3H、NaAl(t-Bu)3H后者还可将酰氯转化为醛

NaAlH2(OCH2CH2OCH3)2（又名Red-Al）

原因：由于大位阻，将产物停留在醛阶段而避免二次还原 β (i-Bu)2AlH（又名DiBAlH）

原因：形成的半缩醛中间体具有一定的稳定性，在后处理水解时才被释放出来 γ N-甲氧基-N-甲酰胺

原因：中间体螯合结构具有一定稳定性，在后处理时才被释放出来

② 腈→亚胺→醛（DiBAlH）

b 亚胺和酰胺还原为胺

① 醛/酮 + 胺 → 亚胺（还原为） → 胺（弱的还原剂如NaBH3CN、NaBH(OAc)2，对其他官能团的兼容性较好） ② Zn(BH4)2-SiO4、Zn(BH4)2-ZnCl2联合使用

③ B2H6、AlH3可还原酰胺，而酯腈基不受影响

c α,β不饱和羰化物的还原

1,2还原：①NaBH4 + CeCl3②DiBAlH③9-BBN等，配合路易斯酸 5.3.2 不对称氢化还原

（1）环状酮（steric approach control） a 从位阻小的一侧进攻

b 如果位阻差别不明显，可提高氢化试剂的位阻 c NaBH4 + CeCl3更偏向于形成空间上更稳定的醇 （2）非环酮（Felkin模型）

（3）螯合控制（先螯合，再由位阻小的一侧进攻） 5.3.3 羰基化合物的不对称还原 （1）手性硼试剂的还原

(Ipc)2BCl、t-BuIpcBCl、(Epa)2BCl

（2）CBS还原（α位连有共轭芳环的反应物，过渡态中芳环尽可能远离 该催化剂中的二苯基，此规则不完全准确）

5.3.4 其他官能团的供氢体还原

（1）供氢体试剂还可还原消除 a 卤素：I > Br > Cl b –OTs等磺酸酯 c 环氧丙烷

（2）在极性非质子溶剂中较为有效 （3）以自由基进行，无立体选择性

5.4 第四主族供氢体试剂

5.4.1 硅氢化物参与的反应（可还原碳正离子）

5.4.2 碳上的氢转移（Meerwein-Pondorff-Verley reduction）

5.5 氢原子供体参与的还原反应

锡氢化物还原消除卤素 （1）Bu3SnH最常用 （2）属于自由基反应 （3）I > Br > Cl > F 硫羰酯法

5.6 溶金属还原

5.6.1 氢化加成还原

（1）酮和烯醇的还原 a 属于自由基反应 b Li/NH3还原 （2）Birch reduction

5.6.2 其他功能基团的还原消除

（1）Na/t-BuOH对卤素的还原消除 （2）膦酯的还原R-OOP(OC2H5)2→R-H

（3）羰基α位-OOR酯的还原消除，方法较多：Zn、Ca、Al-Hg、SmI2 5.6.3 羰基化合物的还原偶联

（1）Ti催化的Mcmurry偶联（同分子或分支内醛或酮成烯） （2）Na参与的酯偶姻缩合

（3）二醇的形成（Mg-Hg、SmI2）

5.7 羰基的脱氧还原

5.7.1 还原为亚甲基

（1）Clemmensen还原 （2）Wolff-Kishner还原 （3）磺酸腙被氢化物还原

（4）硫缩醛酮被Raney Ni还原

六 协同环加成、单分子重排、热力学消除

6.1 Diels-Alder反应

6.1.1 一般特征

6.1.2 取代基对D-A反应的影响 （1）前线轨道解释

（2）取代基影响

（3）位阻影响

6.1.3 Lewis acid催化的D-A反应

（1）Lewis acid与亲烯体作用，使其更具亲电性，并且可加强区域和立体 选择性

（2）常用的催化剂有：ZnCl2、BF3、SnCl4、AlCl3、CH3AlH2、(CH3)2AlCl （3）当使用Z-二烯进行反应时，CH3AlH2最有效 （4）极性溶剂效应影响 a 传统的为非极性溶剂

b 水和其他高极性溶剂可加速D-A反应，原因在于：氢键网状结构 将非极性溶质排斥出来，增加了其有效反应浓度及TS的相对稳定性 （5）可设计分子间氢键，以利于D-A反应 6.1.4 D-A反应的适用范围及合成应用 （1）Danishefsky’s diene

（2）

（3）Pyrones

（4）Masked functionality a

b

c D-A反应后的磷叶立德还可进行Wittig反应

d

（5）合成应用（二烯的2位（-）效应） a 热力学

b Lewis acid催化

6.1.5 手性辅剂参与的D-A反应 6.1.6 不对称催化

6.1.7 分子内的D-A反应

6.4 [3,3]-δ重排

6.4.1 Cope重排（chair TS） （1）Theral Cope

a 形成稳定的共轭结构 b 释放环张力 （2）Anionic Cope

a 烯丙位连有游离羟基，在base条件下脱羟基质子 b K+ > Na+ > Li+

（3）Siloxy Cope （烯丙位连有硅氧基） 6.4.2 Claisen及改进的Claisen重排

（1）烯丙基乙基醚的Claisen重排 a 烯丙基乙基醚的形成 ① Hg2+催化 ② H+催化

③ 共轭加成-消除 ④ Wittig反应

b PdCl2也可催化Claisen重排；AlR3、Al(OR)3也可催化Claisen重排，

R基团越大，越有利于Z异构体

c 芳香族Claisen重排

（2）原甲酯Claisen重排（→γ,δ不饱和酯） a 弱酸催化

b 一般在110~140℃下进行

（3）烯醇硅酯重排（→γ,δ不饱和酸,又名Ireland- Claisen重排,比原甲 酯重排的条件更温和） a Z → syn，E → ant

b E、Z可通过烯醇条件制备 c LDA/THF(pure) → E-enolate

d 加入HMPA或DMPU → Z-enolate

e 立体构型还可通过分子内相互作用或者螯合作用控制 （4）烯胺及亚胺的Claisen重排

七 第一二主族金属有机化合物

7.1 有机金属镁和锂试剂的制备及合成

7.1.1 镁试剂

（1）在乙醚或THF中制备，格氏试剂可溶在其中（镁离子与氧形成Lewis acid-base 复合物） （2）RI > RBr > RCl

（3）反应再镁金属表面进行，故要除去可能覆盖的Mg(OH)2

（4）以自由基形式发生，加入I2或BrCH2CH2Br有利于反应的进行 7.1.2 锂试剂

（1）有金属锂制备

a 简单的可进行卤锂交换

RX + 2 Li → RLi + LiX（R为烷、烯、芳） ①无立体化学选择性

②加入DTBB或者萘锂（Li+Naph-）有利于某些反应的进行 b 硫醚还原

R-SPh + Li → RLi

①此反应对形成α-Li醚特别有用

②锂试剂也可以为：Li+Naph-、DTBB、LDMAN

③简单的锂试剂在烷烃溶剂中常以六聚体存在，而在醚中则以四 聚体存在，加入TMEDA、DMPU、HMPA可减少聚合 （2）锂化（BuLi最为常用） a 影响锂化位置的因素

①H的酸性:苄位、烯丙位、末端炔

②取代基的定位效应如果取代基能和锂原子形成配位，则有利 于锂化，如O、N、S等（6、5、3元环） b 影响锂化速度的因素

①附近电子对（配位锂原子）

②取代基极性（稳定carbanion）

③几何构型（与锂原子形成共平面环时有利）

c F原子的邻位定位效应比较强 d 烷基基团也可烷化

e Shapiro reaction

（3）卤锂交换（烯/芳卤 + BuLi → ）低温下进行

7.2 有机金属镁和锂试剂的反应

7.2.1 与烷化剂的反应 7.2.2 与羰基化合物的反应 （1）格氏试剂

a 反应类型（与甲醛、环氧丙烷、醛、酮、酯、腈、CO2、酰胺反应） b 可兼容烯、醚、缩醛，-OH、-NH、-SH会参与反应 c 对立体位阻敏感，可发生消除或还原反应

d 由于格氏试剂为强碱，可使酮烯醇化而发生副反应

e 烯丙格氏试剂可发生重排，CN、NO2会使某些反应复杂化 （2）锂试剂

a 锂试剂与酮反应时不会像格氏试剂那样发生竞争反应 b 羧酸→酮

c N-甲基-N-甲氧胺基→酮

（3）酮加成的立体选择性

7.3 第二副族和第三副族有机金属化合物

7.3.1 有机锌化合物

Reformatsky reaction

八 过渡金属参与的反应

8.1 有机铜中间体

8.1.1 有机铜中间体的制备与结构 （1）通常由锂试剂制备

（2）RLi + Cu(I) → [RCu]n + Li+

2 RLi + Cu(I) → [R2CuLi]n + Li+

3 RLi + Cu(I) → [R3CuLi2]n + Li+

其中2:1（又名cuprate）和3:1的用的最多

（3）两种不同铜配体的cuprate 8.1.2 有机铜试剂及中间体参与的反应

（1）和带有离去基团化合物的反应（包括Sn2及Sn2’） a 机制：

b 离去基团包括：-X、-OTs、–OAc、–OOP(OR)2等 c 离去基团一般连在芳、烯、烯丙，α-羰卤也适用 d 烯丙基卤通常会发生Sn2及Sn2’两种反应，-OTs、–OAc、–OOP(OR)2

通常烯键移位（正常取代为α位，移位取代为γ位）

（2）环氧开环

a 最常用的试剂：(CH3)2CuLi b 从位阻小的一侧进攻

c 烯丙环氧化物同样可发生烯键移位 （3）共轭加成

a 有机铜试剂（直接使用） b 有机铜试剂 + TMSCl

c 有机铜试剂 + CuCN + BF3-O(C2H5)2 d 有机铜试剂 + R3P

e 该反应对环状酮尤为使用，立体选择性较好，有位阻偏好

f 质子化之前，还可进行烷基化，即串联的共轭加成-烷基化反应 （4）铜催化的反应

a 常用于格氏试剂参与的反应，如烷基化及共轭加成 b 催化剂：Li2CuCl4、CuX、CuBr-S(CH3)3/LiBr/LiSPh （5）有机铜-锌试剂（具有较好的官能团兼容性）

（6）有机铜-镁试剂（即Normant reagents，与末端炔反应） （7）不对称反应

8.1 有机钯中间体参与的反应

注意：①通常需要磷配体；

②可能的β-H消除；

③钯中间体上两个取代基可能的偶联

8.2.1 钯催化的亲核加成及取代反应 （1）Wacker及相关反应 a 机制：

b 末端烯可形成甲基酮（条件：CuCl2,PdCl2,O2,H2O） c 钯可像汞一样进行分子内亲核加成环化

（2）π-Allyl钯复合物的亲核取代 a 机制：

b 最常用的是烯丙基乙酰酯 c 还可在分子内进行反应（β-Sulfonyl esters可作为潜在的亲核中心） 8.2.2 Heck 反应

（1）芳/烯卤（或-OTf） + 烯 →

（2）配体：DINAP、dppf（二茂铁类）、dppe（Ph2PCH2CH2PPh2）、dppp

（Ph2P(CH2)3PPh2）、dppb（Ph2P(CH2)4PPh2）

8.2.2 钯催化的交叉偶联

（1）有机锂、镁、锌试剂

（2）Sonogashira 反应（芳/烯卤（或-OTf） + 末端炔 → ） （3）烯醇芳化

（4）Stille偶联

芳/烯卤（或-OTf）/ArCOCl + 芳/烯锡化物 →

（5）Suzuki偶联

芳/烯卤（或-OTf）/ArCOCl + 芳/烯硼化物 →

a 硼化物包括：硼酸、硼酯、硼烷（RBBN最常用，不会发生β消除）

九 有机硼、硅、锡化物参与的碳碳键的形成

9.1 有机硼化合物

9.1.1 有机硼化合物的合成

（1）a

b

c

d

（2）

R2BOH R2BOR’ RB(OH)2 RB(OR’)2 B(OH)3 B(OR’)3

Borinic acid borinate boronic acid boronate boric acid borate 9.1.2 羰化及其他单碳的同系化反应 （1）CO

（2）-CN

（3）-:CCl2OCH3

（4）以上物种可形成醇、酮、醛

（5）常用的硼试剂有：三硼烷、9-BBN、己（氯）硼烷、IpcBCl2。其中后

两种可形成不对称酮

9.1.3 与α-卤进行的同系化反应 （1）常用的有α-卤酯/酮/腈

（2）α-偶氮酯/酮也可发生类似反应 9.1.4 烯的立体选择性合成 9.1.5 烯丙基硼化物的亲核加成 （1）与醛反应最常见

（2）经历环状过渡态，终产物为高烯丙醇 （3）

（4）硼配体反应活性

（5）其他功能化的烯丙基硼化物

9.2 有机硅化合物

9.2.1 有机硅化合物的合成

9.2.2 有机硅化合物参与碳碳形成反应的一般特征

（1）由于硅对β-碳正离子的稳定作用，使得反应能够进行

（2）反应机理

（3）大多数反应需要强的碳亲电试剂，常用的有羰化物、烯胺离子以及

亲电性的烯

（4）催化剂多为Lewis acid以及F-

9.2.3 与醛和酮的加成反应

（1）Sakurai reaction----亲电性的催化剂为TiCl4或BF3时的反应

（2）与硼化物不同，反应历程为非环状过渡态，原因是：硅原子只显示

出很弱的路易斯酸性，可依据open Flekin TS预测构型

（3）当亲电试剂α-位有烷氧基时，用催化剂为SnCl4，可进行螯合控制，

而BF3则不行

（4）缩醛也可进行此类反应 （5）当通过改变硅原子上的取代基，如换为三氟或三氯或者引入其他氧、

氮等吸电子基，来增强硅的路易斯酸性，使其经历与硼化物类似的环状或螯合的过渡态，从而达到反应的立体选择性

9.2.4 与烯胺的反应（烯丙基硅化物，通常用来构筑含氮的环状化合物） 9.2.5 酰化反应（与酰氯的反应） 9.2.6 共轭加成反应（烯丙基硅化物）

（1）与α,β不饱和羰化物反应通常形成δ,δ不饱和羰化物 （2）环状α,β不饱和羰化物参与反应时通常有立体偏好

9.3 有机锡化合物

9.3.1 有机锡化合物的合成

9.3.2 碳碳键的形成反应

（1）锡化物比硅化物的反应活性强，原因是：C-Sn键比较弱，C显示部

分负电性

（2）亲电试剂一般为醛（应用最多）、酮，锡化物常用的有三烷基烯丙基

锡化物、卤代烯丙基锡化物

十 碳正离子、卡宾及自由基中间体参与的反应

10.1 碳正离子中间体参与的反应及重排

10.1.1 碳碳键的形成

（1）碳正离子反应常见的两个问题 a 多聚 b 重排

（2）解决方案：以硅或锡化物来终止反应（见第九章） （3）硅烯醚及硅烯缩醛的参与也有利于反应的终止

此反应可在羰基α-位引入三级烷基基团而防止碱性条件下的消除

反应，类似的反应还可用于ZnBr2催化下的二级苄溴、烯丙基溴以及α-氯酯

（4）烯丙基离子的烷基化

（5）多烯环化

a 反应的引发（多在温和条件下进行） ①烯丙醇---甲酸/SnCl4

②缩醛---弱酸性条件或Lewis acid ③烯烃---Hg2+

④环氧丙烷---Lewis acid b 终止

①末端是烯烃时，可形成末端碳正离子（临位脱氢成烯；H+溶液

或极性溶剂终止碳正离子）

②末端是烯丙型乙酰酯时，可形成环氧碳正离子

③末端是锡或硅化物，可脱除

④末端是炔时，条件不同可成酮或连烯

（6）Ene及Carbonyl---Ene反应（后者又称Prins反应,得高烯丙醇） a 亲烯体：醛、缩醛、Michael受体

b 末端双键优先反应

c 两类：热力学的和Lewis acid催化的 d 分子内的反应一般经历chair TS

e 可与Mukaiyama、Sakurai进行串联反应

（7）酰基正离子与烯的反应（类似于Friedel---Crafts） 10.1.2 碳正离子的重排反应 （1）Pinacol重排 a 反应类型：

①邻二醇---酸性条件

②邻二醇单磺酸酯（可由α-OH酮制备）---碱性条件 ③α-硅醚环氧丙烷---Lewis acid （2）与Carbonyl---Ene的串联反应

（3）偶氮离子参与的Tiffeneau---Demjanov反应 10.1.3 其他重排反应 （1）Favorskii重排

（2）Ramberg---Backlund反应

（3）碎片化反应（即Grob fragmentation）

Y：OH、OCH3、OSiR3、O-、NR、O= A：常为C

X：常为磺酸酯，也可为卤素、环氧丙烷（开环）

10.2 卡宾及相关中间体参与的反应 10.3 自由基中间体参与的反应

10.3.1 自由基中间体的产生

（1）R-X（AIBN + R’3SnH）→R-H

（2）X-Y = R3Sn-H或者Cl3C-Cl、Cl3C-Br→R-H、R-Cl、R-Br

（3）硫羰（酯）化物（AIBN + R’3SnH） （4）硒氧化物（AIBN + R’3SnH），对环化反应较为有效 （5）R3B + O2

（6）RHgX（X = I、Br、Cl、OAc） + NaBH4 10.3.2 自由基中间体与取代乙烯的加成反应

（1）机理：Z为吸电子取代基，取代的乙烯类似于Michael受体

（2）该反应类似于Michael加成

（3）烯丙基锡化物在进行该反应时，烯丙基双键会移位至末端 10.3.3 自由基中间体的环化反应

（1）成环顺序：5-exo > 6-endo; 6-exo > 7-endo; 8-endo > 7-exo （2）卤代的环化通常会以吸收氢原子或卤原子转移而终止