,药物合成反应,,共 40学时
? 单元反应 15学时
? 药物合成设计 25学时
卤化反应 3学时
烃化反应 自 学
酰化反应
缩合反应
重排反应 3学时
氧化反应 3学时
还原反应 3学时
3学时单元反应
合成设计概论
目标分子考察
反合成分析 3学时 × 5
选择性控制设计
合成路线评价
综合练习 4学时
3学时
药物合
成设计
3学时
反合成分析常用术语
一基团切断合成设计
二基团切断合成设计
非逻辑切断合成设计
杂原子化合物合成设计
环状化合物合成设计
反合成
分 析
第一章 卤化反应
定义,有机化合物分子中引入
卤素原子 (X)的反应称卤
化反应。
用途:
作为特定活性化合物
作官能团转化的中间体
甲苯磺丁脲 t1/2 5.7hr
氯苯磺丙脲 t1/2 33hr
C l S O
2
N H C O N H ( C H
2
)
2
C H
3
H
3
C S O
2
N H C O N H ( C H
2
)
3
C H
3
5-氟尿嘧啶
诺氟沙星
H N
N
H
O
O
F
N
E t
C O O H
O
NH N
F
溴苯那敏
胺碘酮
N
C H C H 2 C H 2 N M e 2
B r
O
C O
C 4 H 9
I
I
O C H 2 C H 2 N
C 2 H 5
C 2 H 5
反应类型
? 亲电加成
? 亲电取代
? 亲核取代
? 自由基反应
?不饱和烃的卤加成反应
?卤取代反应
?卤置换反应
?卤化反应中的重排
第一节 不饱和烃的
卤加成反应
? 和卤素的加成反应
? 和次卤酸 (酯 )的加成反应
? 和 N-卤代酰胺的加成反应
? 和卤化氢的加成反应
? 和硼烷的加成反应及卤解
X
Cl 65% 35%
Br 88% 12%
C C
H
C H
3
P h
H
+
0 ~ 5
X
2
/ C C l
4
X
C
P h
H
C
H C H 3
X
X
C
H
P h
C
H C H 3
X
与卤素的加成
X C C H
B r C H 3
H B r
+X C C C H 3
B r H
H B r
2 ~5
B r 2 / C C l 4
X
H
H C H 3
X=H 88% 12%
X=OCH3 63% 37%
M e
H O
C 1 6 H 3 0
B r 2 / A cO H
A cO N a / E t 2 O
H O
H
B r
M e
Br
20-25?
H O
H
M e
B r
B r
C 1 6 H 3 0
(84~85%)
52%*
69%*
33%*
21%*
13%*
8%*
L i C l添加
+ C H
3
C H C H C
2
H
5
C l
O C O C H
3
C H
3
C H C H C
2
H
5
O C O C H
3
C l
C H
3
C H C H C
2
H
5
C l
C l
C l
2
/ C H
3
C O
2
H
25

C C
H
3
C
H
C
2
H
5
H
+
I 2 / A cO A g / E t 2 O
O A c
I
H
H
80%
98%*
P h C C C H
3
B r
2
/ L i B r
H O A c/ 25

C C
P h
B r
B r
C H
3
+
C C
P h
B r
C H
3
B r
0.2%*
H
2
O
X O H
R
1
R
2
R
3
R
4
X O H
R
1
R
2
R
3
R
4
X
O H
R
1
R
2
R
3
R
4
O H
X
和次卤酸 (酯 )的加成
70~73%
O H
C l
1 5 ~2 0H g C l 2 /
C l 2 / N a O H / H 2 O
70%
C H C H 2 C lH O
,1 5 m i n25

<
t B u O C l / H O A c/ H
2 O
C H C H 2
C C
X
N u
C C
N u
X
N u = H
2
O,R O H,D M S O,D M F
C
C
R C
O H
N H X
与 N-卤代酰胺的加成
82%
P h C H C H
2
25,3 5 m i n
N B S / H
2
O
P h C H C H
2
B r
O H
C
CR
1
H
R
2
H
O S M e
2
B r
O S
M e
M e
C C
R
1
H
R
2
H
B r
N B S / D M S O
C C
R
1
H
R
2
H
Dalton反应
C
C
R
1
H
R
2
B r
O
C
C
R
1
H
R
2
B r
H
O H
H
2
O
( 在干燥 D M S O 中 )
? - 消除
N B S / D M S O
O
A cO C H
2
O A c
O g l u A c
4
r, t
O
A cO C H
2
O g l u A c
4
B r
O
O A c
( 9 0 %)
71%
90%
I
,3 h80

K I / H
3
P O
4
P h C H
2
C H C H
3
B r
0

,1 2 h
A cO H /
g a s,H B r
P h C H
2
C H C H
2
与卤化氢的加成
94%
C H
3
( C H
2
)
5
C H C H
2
1.
2,B r
2
/ M e O N a / M e O H
0

B H
3
,T H F / 0

C H
3
( C H
2
)
7
B r
与硼烷的加成及卤解
78%
(endo/exo=80/20)
B H
3
,T H F
25

H
)
3
B
I
2
/ M e O N a
M e O H / 0

I
(
88%
?
?
?
?
?
?
?
?
C H
2
C O
2
H
I
2
/ K I / N a H C O
3
H
2
O / r, t, 4 h
H
2
C
C
H
O
O
I
O
I
H
O
H
H
不饱和羧酸的卤内酯化反应
69% 少量
C H
C O
2
H
C H P h
B r
B r
+
O
O
B r H
H
P h
r, t, 2 0 m i n

0
B r
2
/ C H C l
3
C C
H
H
P h
C O
2
H
第二节 卤取代反应
一,饱和烃卤取代:自由基历程
反应活性:叔 C-H>仲 C-H>伯 C-H(C.稳定性 )
eg:
降冰片烷 外向型 (exo)
/ 过氧化物高温 / h ?
R X
X 2
R H
h ?
C l 2 / C H 2 C l 2
C l
(X=Cl,Br)
X+N
O
O
或自由基
引发剂
h ?
N
O
O
X
X
或其他
引发剂
X
2
h ?
二、苄位、烯丙位的卤取代
N H
O
O
或H X+C C C
N
O
O
或C C C H X+
C C C
X
+ X
2
N X
O
O
或C C C
X 或 N
O
O
+
48~53%
C H 3
C H 3
2 m o l B r 2 / h ?
1 2 5

,2 h
C H 2 B r
C H 2 B r
C H B r
2
C H B r
2

1 4 0 ~ 1 6 0,6 ~ 1 0 h
C H
3
C H
3
h ?B r
2
/4 m o l
三、芳环卤取代机理
?? ??
X X
或其他卤化剂形式
H
X
H
X
A r H B r 22 A r B r
I 2 I 2 B r
+ + H + B r 3
A r H B r 2 A r B r+ + H ++
(Lewis酸催化,AlCl3,FeCl3,ZnCl2等 )
H
3
C
H
3
C
B r
2
/ I
2
( F e )
0

- 5 ~
C H
3
B r
C H
3
94~97%
O H
B r B r
B r
B r
2
O H
H
2
O
93%
N H
2
N H
2
B r
N B S / D M F
r, t, 2 4 h
89%
O H
C H
3
O H
C H
3
B r
N B S / D M F
r, t, 2 4 h
97%
N O
2
N O
2
C l
C l
2
O / ( C F
3
S O
2
)
2
O
0

/ P O C l
3
56%
N
H
C O
2
C H
3
B r
2
/ H O A c
r, t ( 黑暗 )
N
H
C O
2
C H
3
B r
+
N
H
C O
2
C H
3
B r
23%
四、醛、酮的 ?-卤取代反应
? 酸催化机理
( - H X )
X X
( - BH )

C C
X O
X
2
C C
O H
B,
B,
C C
H O H


H
C C
H O
C O C H 3
B r 2 / ca t, A l C l 3 / E t 2 O
0

C O C H 2 B r
88~96%
?酮的 ?卤取代反应
70~75%
C O C H
3
B r
C O A l C l
3
C H
3

8 0 ~ 8 5
2, 5 m o l
C O C H
3
B r
2
/ A l C l
3
53%
C H
3
C O C H
2
C H
2
C H
3
B r
2
/ K C l O
3
/
H
2
O /
6h
4 0 ~ 4 5

h ?
C H
3
C O C H C H
2
C H
3
B r
C H
2
C O C H
2
C H
2
C H
3
B r
+
32%
83~85%
S O 2 C l 2 / C C l 4
r, t,,2 h
O
C H 3
C l
C H 3
O
55~58%
C H
3
C H
2
C O C H
3
C H
3
C H C O C H
2
B r
B r
< 1 0

2 m o l B r / H B r
2
C
C H
2
B r
O
H
8 5,4 5 m i n

N B S / d i o x
A cO
H
C
C H
2
O A c
H
~70%
?烯醇酯、烯胺醚的 ?卤取代反应
C H
3
C H C P h
O T m s
B r
2
/ E t
2
O
C H
3
C H C O P h
B r
- 80

~100%
O H C C O
2
E t
M e
3
S i C l / E t
3
N
B r
2
/ C C l
4
/ r, t,
1.
2.
C O
2
E tB r
O H C
62%
90%* 9%*
83~85%
O
C H
3
O
C H
3
C l
S O
2
C l
2
/ C C l
4
r, t,,2h
N
C H
3
1.
2.
3.
C l
3
C C O C C l
3
/ T H F /- 78

H C l / H
2
O
N a H C O
3
/ H
2
O
O
C l M e
O
C H
3
C l+
? 碱催化机理
( - X )
(-H
2
O)
O H
X X
C C
O
C C
O

O H

C C
X O
X
2
C C
H O
?卤仿反应 —乙醛 (CH3CHO)或甲基
酮 (CH3CO-)在硷性条件下与过量卤
素作用,?-H全被 X取代生成少一个
碳原子的酸和卤仿。
?-甲基酮
溴仿
+
H C B r
3
( C H
3
)
3
C C O O H
H
2
O
( C H
3
)
3
C C C B r
3
O
或 N a O B r
B r
2
/ N a O H
( C H
3
)
3
C C C H
3
O
五、羧酸衍生物的 ?-卤取代
亲电取代机理
RCOX,RCN,(RCO)2O,
eg,C O O C 2 H 5
C H 2
C O O C 2 H 5
C O O C
2
H
5
C H
C O O C
2
H
5
B r
B r
2
,C C l
4
C O O C
2
H
5
C H
2
C O O C
2
H
5
第三节 卤置换反应
?醇的卤置换
?酚的卤置换
?醚的卤置换
?羧酸的卤置换
?卤化物的卤置换
一、醇的卤置换:亲核取代
? 卤化剂,HX,PX3,PX5,SOCl2等
? 醇羟基活性:
烯丙基醇 >苄醇 >叔醇 >仲醇 >伯醇
? HX活性,HI>HBr>HCl>HF
H 2 O+R X+ H XR O H
亲核取代机理
SN1:
SN2:
伯 醇 过渡态
形成 R+离子,∴ 叔醇、苄醇、烯丙醇为 SN1

X
-
+
+

R O H
2
+
+

+
R XR
+
H
2
OR
+
X
-
R O H
2
+
H XR O H
X - + R O H 2 + X R O H 2
?? ??
X R + H 2 O
? 高活性叔醇、苄醇可用浓 盐酸 或 HCl反

? 伯醇常用 Lucas试剂 (浓 HCl+ZnCl2反应 )
CC H 3 C l
C H 3
C H 3
H C l
CC H 3 O H
C H 3
C H 3
C H 3 ( C H 2 ) 2 C H 2 C l
Z n C l 2
浓 H C l
C H 3 ( C H 2 ) 2 C H 2 O H
二、酚的卤置换
酚羟基活性小,必须用 PCl5,POCl3,而不用
HX,SOCl2
60~70℃,0.5hr
N
C H
3
O H
P O C l
3
,0, 5 h r
N
C H
3
C l
O H
P h
3
P B r
2
C H
3
C N
B r
三、醚的卤置换
1,4-二碘丁烷
eg:
HX,HI,HBr,KI/H3PO4
+ R ' O HR XH XR O R '
I C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 I
K I / H 3 P O 4 / P 2 O 5
O
,3 h r
四、羧酸的卤置换
卤化剂,PX3,PX5,POX3,SOX2
活性:脂肪羧酸 >芳香羧酸
芳香羧酸:推电子取代基 >无取代
>吸电子取代基
R C O H
O
R C X
O
卤化剂
? PCl5活性大,适用于吸电子基芳酸
? PBr3/PCl3活性较小,一般用于脂肪羧酸
O 2 N C O C l
,0, 5 h r
P C l 5
O 2 N C O O H
C O B r
P B r 3
C O O H
? SOCl2是由羧酸制备酰氯常用试剂
对双键、羰基、烷氧基、酯基影响很少
R C O O H S O C l 2+
R C O C l S O 2 H C l+ +
?草酰氯 (COCl) 2用于结构中有对酸
敏感的官能团或结构的羰酸。
O O H
C O
2
K
( C O C l )
2
P h H
r, t
O O H
C O C l
O A c
C O
2
H
C l C C C l / P h H
O O
r, t,1 2 h
O A c
C O C l
~97%
P h C H C H C O
2
H
S O C l
2
P h C H C H C O C l
,6 0 m i n
C H
2
C O
2
H
C H
2
C O
2
M e
C H
2
C O
2
C l
C H
2
C O
2
M e3 0 ~ 4 0

,3 h
( 9 3 % )
S O C l
2
?Hunsdriecker(汉斯狄克 )反应 —羧酸银
盐和溴或碘反应,脱去 CO2,生成比原反
应物少一个 C的卤代烃。
( X = B r,I )
++ C O 2A g XR X+ X
2R C O 2 A g
必须严格无水
O 2 N C O O A g
B r 2 / C C l 4
,3 h r
,0, 5 h r
B r 2 / H g O / C C l 4
O 2 N B r
C l C O O H C l B r
五、卤化物的卤置换
eg:
X=Cl,Br,X=I,FR X + X ' R X ' X+
C l
N O
2
N O
2
N a I / D M F
,1 5 m in
I
N O
2
N O
2
C l
N O 2
K F / D M F
F
N O 2
C B r
3
N O
2
S b F
3
55~ 熔化

C F
3
N O
2
六、芳香重氮盐的卤置换
?Sandmeyer(桑德迈尔 )反应 —用 CuCl或
CuBr在相应 HX存在下,将芳香重氮盐转
化成卤代芳烃。
?Gattermann(盖得门 )反应 —改用铜粉和氢
卤酸
+ N 2A r XA r N 2 + X -
H X / C u X
+ N 2A r XA r N 2 + X -
C u / H X
卤化反应中的重排
20%
23%
P h
3
C C H C H
2
B r
2
C C l
4
P h
3
C C H C H
2
B r
B r
P h
2
C C C H
2
B r
P h
+
不饱和烃卤加成的重排
38%
O H
C C H
2
M e
t B u O C l / C H C l
3
50

O
C C H
2
M e
H
C l
O
M e
C H
2
C l
1
2
6
烯丙醇、叔醇等会发生重排
巴豆醇
86% 14%
(48%HBr/-15℃ )
H
+
C H
3
C H C H C H
2
+
O H
2
H
2
O
C H
3
C H C H C H
2
O H
C H
3
C H C H
+
C H
2
C H
3
C H C H C H
2
+
B r
2
C H
3
C H C H C H
2
B r C H
3
C H C H C H
2
B r
+
60%
C l
( a)
( b)
( a) C
M e
3
C
H
C
H
C M e
2
C l
C
M e
3
C
H
C
C l H
C M e
2
C H
3

0
C C l
4
C l C l
C C
M e
3
C
H
H
C M e
3
40%
C C
M e
3
C
H
H
C M e
3
C l C l
C C l
4

0
C
M e
3
C
H
C
C l H
C M e
2
C H
3
C
M e
3
C
H
C
H
C H
3
C l
C
C H
2
M e
H
( a )
( b )
C l
C
M e
3
C
H
C
H
C H
3
C l
C
C H
2
M e
( b )
P h 3 C C H 2 C H C H 2
N B S / C C l 4
,4 h
P h 3 C C H C H C H 2 B r
h ? /
94%
80%
C C H C H
2
O H
H
3
C
H
3
C
P B r
3
p E / r, t,,1 2 h
C C H C H
2
B r
H
3
C
H
3
C
,我必须找到这该死的车
票,否则,我怎么知道我要去
哪里呢?”
一次,马克 ?吐温坐在火车上,乘
务员向他查票。他翻遍所有的口袋都
没有找到。最后,因为乘务员认识他,
就说:
,没有什么大关系,你回来时给
我票就行了。即使你找不到,也不碍
事。”
,怎么不碍事!”马克 ?吐温嚷
道,
,那么你打算把 它放
在哪里?”
有一个年轻科技工作者对
爱迪生说,他要发明一种能溶
解一切物质的万能溶剂。爱迪
生吃了一惊,答道: