內(nèi)容提要
本書是對縮合反應(yīng)基本理論和基本規(guī)律的詳細總結(jié)。包括反應(yīng)類型、反應(yīng)機理、適用范圍,具體應(yīng)用實例等,將理論與實踐相結(jié)合、比較全面、系統(tǒng)地介紹了縮合反應(yīng)。
本書適用于化學(xué)、化工、生化、藥物合成等行業(yè)科技工作者以及高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)師生學(xué)習(xí)使用,也可供其他有機化學(xué)愛好者參考。
縮合反應(yīng)多種多樣,新反應(yīng)屢見報道。本書盡量收集一些新反應(yīng),并從反應(yīng)機理上加以解釋,以反映現(xiàn)代有機合成的特點,內(nèi)容豐富
凡兩個或多個有機化合物分子,通過反應(yīng)以共價鍵結(jié)合釋出小分子而形成一個新的較大分子的反應(yīng),或同一個分子發(fā)生分子內(nèi)的反應(yīng)形成新分子都可稱為縮合反應(yīng) (Condensation Reaction)。釋出的簡單分子可以是水、醇、鹵化氫、氨、胺等;也有些是加成縮合,不脫去任何小分子。兩個有機物分子通過加成形成較大分子的反應(yīng)也稱為縮合反應(yīng),如DielsAlder反應(yīng)等。
按照上述定義,酸和醇反應(yīng)脫去一分子水形成酯類化合物;羧酸衍生物如酰氯和胺(氨)縮合,脫去一分子氯化氫,生成酰胺類化合物;醛、酮的縮合,脫去一分子水,形成,不飽和羰基化合物;酯縮合生成酮酸酯;兩分子醇脫水生成醚等,都屬于縮合反應(yīng)。當(dāng)然,分子內(nèi)具有兩個處于適當(dāng)位置的基團,彼此反應(yīng),失去小分子化合物,形成環(huán)狀化合物,也屬于縮合反應(yīng)。甚至許多取代反應(yīng),如脂肪族鹵素化合物的親核取代、芳香族化合物芳環(huán)上的親電取代等,也屬于縮合反應(yīng)。許多偶合反應(yīng)也失去了一些小分子化合物,也屬于縮合反應(yīng)。由此可見,縮合反應(yīng)的類型很多,可以通過取代、加成、消除等反應(yīng)途徑來完成。從形成化學(xué)鍵的角度來看,通過縮合反應(yīng)可形成碳碳鍵、碳雜原子鍵,如碳氧鍵、碳氮鍵、碳磷鍵、碳硫鍵、碳硅鍵等,本書主要討論一些常見的與碳碳鍵形成有關(guān)的縮合反應(yīng)。
多數(shù)縮合反應(yīng)是在縮合劑的催化作用下進行的,常用的縮合劑是堿、醇鈉、無機酸等。
縮合反應(yīng)是構(gòu)建分子骨架的重要反應(yīng)類型之一,既可生成開鏈的化合物,也可以生成環(huán)狀的化合物,廣泛地用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、染料等化工產(chǎn)品的合成中。
縮合反應(yīng)在有機化學(xué)中是一類非常重要的反應(yīng),各種版本的有機化學(xué)教科書中都毫無例外地介紹了各種不同的縮合反應(yīng)。近年來有機化學(xué)無論在理論研究方面,還是在具體的有機合成實踐方面,都有了長足的發(fā)展?s合反應(yīng)在有機合成中的應(yīng)用越來越廣泛,特別是在藥物和天然產(chǎn)物的合成方面。
本書有如下特點。
1.本書分為五章,主要介紹與碳碳鍵的形成有關(guān)的縮合反應(yīng)。前四章主要介紹通過縮合反應(yīng)合成開鏈化合物的縮合反應(yīng),第五章則是介紹環(huán)加成反應(yīng),包括[4 2]、[3 2]、[2 2]和[2 1]環(huán)加成反應(yīng)。
2.所選擇的縮合反應(yīng)類型,大都是一些經(jīng)典的反應(yīng),同時不乏近年來新發(fā)展起來的新反應(yīng)。對于每一類縮合反應(yīng),從反應(yīng)機理、影響因素、適用范圍、應(yīng)用實例等方面進行總結(jié),以使讀者對該反應(yīng)有比較全面的了解。
3.縮合反應(yīng)多種多樣,新反應(yīng)屢見報道。本書盡量收集一些新反應(yīng),并從反應(yīng)機理上加以解釋,以反映現(xiàn)代有機合成的特點。
4.所選用的合成實例,真實可靠、可操作性強。適當(dāng)選擇了一些國內(nèi)學(xué)者的研究成果。
5.書中附有大量參考文獻,盡量收集一些綜述性質(zhì)的文獻,以便讀者進一步深入了解有關(guān)知識。
本書由孫昌俊、李文保(長江學(xué)者)、王秀菊主編。孫琪、馬嵐、孫風(fēng)云、孫中云、孫雪峰、王乃永、李倩如、張廷峰、張紀(jì)明、辛炳煒、連軍、周峰巖、房士敏、趙曉東、曹曉冉、隋潔、董文亮、魏海舸參加了部分內(nèi)容的編寫和資料收集、整理工作。
編寫過程中,得到山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院陳再成、趙寶祥教授及化學(xué)工業(yè)出版社有關(guān)同志的大力支持,在此一并表示感謝。
本書實用性強,適合于從事化學(xué)、應(yīng)化、化工、生化、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、顏料、日用化工、助劑、試劑等行業(yè)的生產(chǎn)、科研、教學(xué)、實驗室工作者以及大專院校的教師、研究生、本科生使用。
書中的錯誤和不妥之處,懇請讀者批評指正。
孫昌俊
2016年1月于濟南
孫昌俊,山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,濟南圣魯金藥物技術(shù)開發(fā)有限公司 化學(xué)部主任,教授, 1970年畢業(yè)于山東大學(xué)化學(xué)系,并于同年留校任教;謴(fù)研究生招生制度后于1982年獲理學(xué)碩士學(xué)位。
一直從事有機化學(xué)的教學(xué)與科研工作,積累了大量科技資料,尤其在有機合成、藥物設(shè)計、藥物合成、糖化學(xué)、核苷化學(xué)、生物有機、雜環(huán)化學(xué)、藥物反應(yīng)等方面具有豐富的經(jīng)驗。
在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物發(fā)表各種研究論文近200篇,出版了《生物有機化學(xué)專論》(山東科技出版社)、《有機化學(xué)》(山東大學(xué)出版社)、《精編有機化學(xué)教程》(山東大學(xué)出版社,國家十一、五規(guī)劃重點教材)、《藥物合成反應(yīng)---理論與實踐》(2007,化學(xué)工業(yè)出版社) 等多部著作。
目前在濟南圣魯金藥物技術(shù)開發(fā)有限公司任化學(xué)部主任,領(lǐng)導(dǎo)數(shù)十人專職從事有機合成工作。
第一章 -羥烷基化、-鹵烷基化、-氨烷基化、-羰烷基化反應(yīng)
第一節(jié)-羥烷基化反應(yīng)1
一、羰基-位碳原子上的-羥烷基化反應(yīng)(羥醛縮合反應(yīng))1
1.自身縮合1
2.交叉縮合6
3.分子內(nèi)羥醛縮合反應(yīng)11
4.Robinson環(huán)化反應(yīng)17
5.定向羥醛縮合24
6.類羥醛縮合反應(yīng)37
7.不對稱羥醛縮合反應(yīng)40
二、不飽和烴的-羥烷基化反應(yīng)(Prins反應(yīng))46
三、芳醛的-羥烷基化反應(yīng)(安息香縮合反應(yīng))54
四、有機金屬化合物的-羥烷基化反應(yīng)60
1.有機鋅試劑與羰基化合物的反應(yīng)(Reformatsky反應(yīng))60
2.由Grignard試劑或烴基鋰等制備醇類化合物74
第二節(jié)-鹵烷基化反應(yīng)(Blanc反應(yīng))83
一、氯甲基化試劑84
二、鹵甲基化反應(yīng)的催化劑85
三、影響氯甲基化反應(yīng)的因素85
第三節(jié)-氨烷基化反應(yīng)91
一、Mannich反應(yīng)91
二、Pictet-Spengler異喹啉合成法107
三、Strecker反應(yīng)117
四、Petasis反應(yīng)129
第四節(jié)-碳的羰基化反應(yīng)134
一、Claisen酯縮合反應(yīng)134
1.酯-酯縮合135
2.酯-酮縮合152
二、負碳離子;婶驶衔160
參考文獻169
第二章 -羥烷基化、-羰烷基化反應(yīng)
第一節(jié)-羥烷基化171
一、芳烴的-羥烷基化反應(yīng)(Friedel-Crafts反應(yīng))172
二、活潑亞甲基化合物的-羥烷基化反應(yīng)176
三、有機金屬化合物的-羥烷基化反應(yīng)179
第二節(jié)-羰烷基化反應(yīng)185
一、Michael加成反應(yīng)185
二、有機金屬化合物的-羰烷基化反應(yīng)200
1.Grignard試劑與,-不飽和羰基化合物反應(yīng)201
2.有機銅類化合物與,-不飽和羰基化合物反應(yīng)205
3.烴基硼烷與,-不飽和羰基化合物反應(yīng)208
4.有機鋅試劑和,-不飽和羰基化合物的不對稱共軛加成209
5.芳基金屬試劑和,-不飽和化合物的不對稱共軛加成210
參考文獻212
第三章 亞甲基化反應(yīng)
第一節(jié) 羰基的亞甲基化反應(yīng)214
一、Wittig反應(yīng)214
二、鈦的亞甲基化試劑在烯烴化合物合成中的應(yīng)用226
三、鋅試劑、鉻試劑與羰基化合物反應(yīng)合成亞甲基化合物231
第二節(jié)羰基-位的亞甲基化233
一、Knoevenagel反應(yīng)234
二、Stobbe反應(yīng)242
三、Perkin反應(yīng)248
四、Erlenmeger-Plchl反應(yīng)254
第三節(jié)有機金屬化合物的亞甲基化258
一、苯硫甲基鋰與羰基化合物的反應(yīng)258
二、Julia烯烴合成法259
三、Peterson反應(yīng)(硅烷基鋰與羰基化合物的縮合反應(yīng))264
參考文獻275
第四章 ,-環(huán)氧烷基化反應(yīng)(Darzens縮合反應(yīng))
參考文獻285
第五章 環(huán)加成反應(yīng)
第一節(jié)Diels-Alder反應(yīng)286
一、Diels-Alder反應(yīng)的反應(yīng)機理286
二、Diels-Alder反應(yīng)的立體化學(xué)特點297
三、不對稱Diels-Alder反應(yīng)303
四、逆向Diels-Alder反應(yīng)317
五、反電子需求的Diels-Alder反應(yīng)326
第二節(jié)1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)[3 2]環(huán)加成反應(yīng)330
一、含雜原子的1,3-偶極體的環(huán)加成反應(yīng)331
二、全碳原子1,3-偶極體的環(huán)加成反應(yīng)341
第三節(jié) [2 2]環(huán)加成反應(yīng)348
一、烯烴與烯烴的[2 2]環(huán)加成反應(yīng)348
二、乙烯酮與烯烴、醛、酮的環(huán)加成反應(yīng)353
三、烯烴與含炔鍵化合物的[2 2]環(huán)加成反應(yīng)358
四、炔與累積二烯的[2 2]環(huán)加成362
五、Lewis酸催化的含炔鍵化合物的[2 2]環(huán)加成反應(yīng)363
六、炔醇(醚)的[2 2]環(huán)加成反應(yīng)365
第四節(jié)[2 1]反應(yīng)367
參考文獻375
主要參考資料377