贵州省警官职业学院-试卷分析

一 烯醇及其他碳亲核试剂的烷基化
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：NO
2
>C OR>CN~CO
2
R>SO
2
R>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( C
6
H
2
Cl
3
)、LiNPh
2
等
c 有时在反应中加入LiBrLiCl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（NaNH2NH3）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 CH
3
LiDME
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 TMSClR
3
N
b TBDMSClKH
（4）α、β不饱和酮的还原
a LiNH3
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、DM E，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 KHTHF
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EZ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)2
BO
3
SCF
3
(i-pr)
2
NEt→Z 烯醇

②
(c-C
6
H
11< br>)
2
Cl(i-pr)
2
NEt→E烯醇

③
Si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=NR
2
]
+
< [C=OH]
+

2.2.1 Mannich 反应
（1）Eschenmoser
'
s salt----(CH
3
)
2
N
+
=CH
2
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(O
2
COCH
3
)
2
可在羰基α位进行甲酸化
d EtO
2
CCN、O=C(OC
2
H< br>5
)
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、OCH
3
、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CH
3
Li-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- SO
2
CH
2
R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）ROHROLi + ClSO
2
-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）PPh
3
+ Br
2
（CCl
4
Cl
3
CCOCCl
3
等卤离子源） + ROH → 构型完全翻转
（4）Mitsunobu reaction（PPh
3
+ 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 CH
3
I、MeOT s、(CH
3
)
2
SO
2

b CH
3
N
2
、(CH
3
)
3
SiCH N
2

（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 CsFDMF
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CH
2
Cl
2
或CHCl
3< br>
中反应加速
（2）HCl也可由SOCl
2
或(ClCO)
2
在原位产生
（3）另一个条件TMSClH
2
O
（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：NaBH
4
、Na-Hg、t-Bu
3
SnH
（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-SiR
3
、-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 NBSDMSOH
2
O
b NaBrO
3
（HIO
4
） NaHSO
3
H
2
OCH
3
CN
（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：INaHCO
3
CH
2
Cl
2
（CH
3CN）

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 Bu
3
SnHAIBN还原
c 被其他基团取代
4.2.2 硫和硒环化
（1）PhSClEt
3
N
（2）PhSeClEt
3
N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：Br
2
、NBS 、SO
2
Cl
2
、CuBr
2
、CuCl
2
、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
BH
2
Cl、BH
2
Br、BHCl
2
、BHBr
2

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-CH
2
OH、-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）NaBH
4
：较为温和，可还原醛酮，可在质子性溶剂中存在

（2）LiAlH
4
：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H
2
，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AlH
4
-
是比BH
4
-
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(BH
4
)
2
、liBH
4
、
Zn(BH
4
)
2
其活性较NaBH
4
强
b NaBH
4
+ CeCl
3

c NaB H
3
CN活性较NaBH
4
弱（CN
-
的吸电子作用）
d M
+
HB
-
R
3
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
、LiAlH
2
(OR)
2
较L iAlH
4
具有好的溶解性，非常适用于低温
反应
f 此外还有二硼烷（B
2
H
6
）、铝烷（AlH
3
）

（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)
3
H、NaAl(t-Bu)
3
H后者还可将酰氯转化为醛
NaAlH
2
(OCH
2
CH
2
OCH
3
)
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)
2
AlH（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NaBH
3
CN、
NaBH(OAc)
2
，对其他官能团的兼容性较好）
②
Zn(BH
4
)
2
-SiO
4
、Zn(BH
4)
2
-ZnCl
2
联合使用
③
B
2
H
6
、AlH
3
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：①NaBH
4
+ CeCl
3
②DiBAlH
③
9-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 NaBH
4
+ CeCl
3
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)
2
BCl、t-BuIpcBCl、(Epa)
2
BCl
（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）Bu
3
SnH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 LiNH
3
还原
（2）Birch reduction
5.6.2 其他功能基团的还原消除
（1）Nat-BuOH对卤素的还原消除
（2）膦酯的还原R- OOP(OC
2
H
5
)
2
→R-H
（3）羰基α位-OOR酯的还原消除，方法较多：Zn、Ca、Al-Hg、SmI
2
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、SmI
2
）
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：ZnCl
2
、BF
3
、SnCl
4
、AlCl
3
、CH
3
AlH
2、(CH
3
)
2
AlCl
（3）当使用Z- 二烯进行反应时，CH
3
AlH
2
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
Hg
2+
催化

②
H+催化

③
共轭加成-消除

④
Wittig反应
b PdCl
2
也 可催化Claisen重排；AlR
3
、Al(OR)
3
也可催化Clais en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 LDATHF(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I
2
或BrCH
2
CH
2
Br 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
+
Na ph
-
）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、CO
2
、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、NO
2
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) → [R
2
CuLi]
n
+ Li
+
3 RLi + Cu(I) → [R
3
CuLi
2
]
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：(CH
3
)
2
CuLi
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 + BF
3
-O(C
2
H
5
)
2

d 有机铜试剂 + R
3
P
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)3LiBrLiSPh
（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：CuCl
2
,PdCl
2
,O
2
,H
2
O）
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（Ph
2
PCH
2
CH
2
PPh
2
）、dppp
（Ph
2
P(CH
2
)
3
PPh
2
）、dppb（Ph
2
P (CH
2
)
4
PPh
2
）
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）
R
2
BOH R
2
BOR’ 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）
-
:CCl
2
OCH
3

（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、IpcBCl
2
。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TiCl
4
或BF
3
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ope n Flekin TS预测构型
（3）当亲电试剂α-位有烷氧基时，用催化剂为Sn Cl
4
，可进行螯合控制，
而BF
3
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ZnBr< br>2
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SnCl
4


②
缩醛--- 弱酸性条件或Lewis acid

③
烯烃--- Hg
2+


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

③
α-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、OCH
3
、OSiR
3
、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’
3
SnH）→R-H
（2）X-Y = R
3
Sn- H或者Cl
3
C-Cl、Cl
3
C-Br→R-H、R-Cl、R-Br

（3）硫羰（酯）化物（AIBN + R’
3
SnH）
（4）硒氧化物（AIBN + R’
3
SnH），对环化反应较为有效
（5）R
3
B + O
2

（6）RHgX（X = I、Br、Cl、OAc） + NaBH
4

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