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1、关于有机合成作业第1页，讲稿共27张，创作于星期二 锌作为30号元素，处在元素周期表的B 族，为过渡金属元素，单质锌的熔点为419，沸点为907，在干燥的空气中稳定。由于它廉价易得，无毒，锌在有机合成中有着广泛的用途。锌原子的电子排布式为3d104s2，其最外层的s电子非常容易失去，其独特的电子结构决定了其独特的反应活性。第2页，讲稿共27张，创作于星期二n n锌是一种强还原剂，它在中性，酸性和碱性条件下均具有较强的还原能力，它可以还原硝基，亚硝基，氰基，羰基，碳碳重键，碳卤键，碳硫键等多种官能团，在不同的介质和催化剂作用下，得到的产物不同。有机锌在有机合成中有着广泛的应用第3页，讲稿共27张
2、，创作于星期二锌在有机合成中的应用n n1.碳碳重键的还原n n2.碳氧双键的还原n n3.碳氧单键的还原n n4.碳卤键的还原n n5.碳氮键的还原n n6.碳硫键的还原n n7.杂原子间的化学键还原第4页，讲稿共27张，创作于星期二1.碳碳重键的还原n n1.1碳碳三键的还原碳碳三键的还原 当碳碳三键与吸电子基团相邻存在时，用锌粉可以高选择性地还原炔键成烯键。而且还可以防止过度还原第5页，讲稿共27张，创作于星期二1.碳碳重键的还原n n1.21.2碳碳双键的还原碳碳双键的还原 使用锌粉在醋酸的介质中直接发生还原反应，可以用使用锌粉在醋酸的介质中直接发生还原反应，可以用于合成多种药物的中间
3、体哌啶酮及其衍生物。该方法转化于合成多种药物的中间体哌啶酮及其衍生物。该方法转化率最高可达率最高可达9595，条件简单，而且还有效地避免了羧基，条件简单，而且还有效地避免了羧基被还原被还原 第6页，讲稿共27张，创作于星期二2.碳氧双键的还原n n用金属锌为还原剂还原羰基化合物，在不同的催化剂及反映条件下，一般可以得到不同的产物或基团。简单还原生成醇，羰基碳间的偶合生成频哪醇，脱氧生成亚甲基。另外，在无质子的溶剂中，或有有机硅等Lewis酸的作用下，还会产生碳碳偶联反应。第7页，讲稿共27张，创作于星期二2.碳氧双键的还原n n2.12.1羰基化合物还原生成醇羰基化合物还原生成醇 利用锌粉和水
4、还原这一类化合物的反应机理是金属利用锌粉和水还原这一类化合物的反应机理是金属锌提供电子，而质子来自被活化的水分子锌提供电子，而质子来自被活化的水分子第8页，讲稿共27张，创作于星期二2.碳氧双键的还原n n2.22.2还原生成频哪醇还原生成频哪醇 利用锌和铜还原混合酮反应生成频哪醇的方法，与经典的钠和镁还利用锌和铜还原混合酮反应生成频哪醇的方法，与经典的钠和镁还原的方法相比，不仅试剂廉价易得，而且操作简单。在醋酸和超声原的方法相比，不仅试剂廉价易得，而且操作简单。在醋酸和超声波声波作用下，可以获得波声波作用下，可以获得8787的产率的产率第9页，讲稿共27张，创作于星期二2.碳氧双键的还原n
5、n2.3clemmensen2.3clemmensen还原 利用锌汞齐在盐酸存在下，把羰基还原成亚甲利用锌汞齐在盐酸存在下，把羰基还原成亚甲基，这就是基，这就是clemmensenclemmensen的还原的还原第10页，讲稿共27张，创作于星期二2.碳氧双键的还原n n2.42.4碳碳偶联反应碳碳偶联反应 在无水条件和非质子溶剂中，以三氯化铝为催化在无水条件和非质子溶剂中，以三氯化铝为催化剂，可以使醛或酮发生交叉偶联反应，生成烯烃。剂，可以使醛或酮发生交叉偶联反应，生成烯烃。第11页，讲稿共27张，创作于星期二3.碳氧单键的还原n n在盐酸中，不饱和的-位羟基很容易被锌汞齐还原脱除，生成亚甲
6、基或发生偶联反应，烯丙基和苄基醚，酯和醇也能用锌粉还原，这是因为烯丙基和苄基的高反应活性，会与亲电试剂发生偶联反应。当烯丙基化合物与易离去基团相连时，用锌粉做还原剂，很容易生成丙二烯中间体，利用这个中间体，派生出一系列的烯丙基化反应。第12页，讲稿共27张，创作于星期二3.碳氧单键的还原n n在零价在零价pd催化剂的存在下，断开的碳氧键中的碳可以发催化剂的存在下，断开的碳氧键中的碳可以发生偶联反应，即自身偶合，也可以作为亲和试剂进攻活化生偶联反应，即自身偶合，也可以作为亲和试剂进攻活化的羧基碳，形成新的碳碳单键。的羧基碳，形成新的碳碳单键。第13页，讲稿共27张，创作于星期二4.碳卤键的还原n
7、 n在不同的反应条件下，利用锌粉作为还原剂，可以成功地还原卤代烷基和卤代烯基化合物。在醋酸介质中，这一反应会产生有机基，然后自由基生成新的碳碳键，或者进一步还原。第14页，讲稿共27张，创作于星期二4.碳卤键的还原n n4.14.1还原脱卤还原脱卤 在醋酸和水的混合溶剂中实现了对三氯噻吩的还原脱卤在醋酸和水的混合溶剂中实现了对三氯噻吩的还原脱卤生成一氯代噻吩，其转化率可以达到生成一氯代噻吩，其转化率可以达到9090第15页，讲稿共27张，创作于星期二4.碳卤键的还原n n4.2烯丙基化反应 如果在脱卤过程中，体系中存在亲电基团，就会产生自由基的加成反应。笨乙酰卤代物会与环己基烯加成发生偶联反应
8、，对不饱和的环己酮可以发生1,4加成。烯丙基溴是一个非常有用的合成子，首先生成的自由基进攻羧基碳，生成各种醇。第16页，讲稿共27张，创作于星期二4.碳卤键的还原n n利用烯丙基溴，锌粉在碱性的碳酸氢钠水溶液中，进攻亚胺的碳原子，效果很好。第17页，讲稿共27张，创作于星期二4.碳卤键的还原n n4.34.3烷基化反应 在含水介质和超声波作用下，锌铜可以促进烷基卤与不饱和羧基化和物的烷基化反应。第18页，讲稿共27张，创作于星期二4.碳卤键的还原n n4.44.4脱卤偶联反应脱卤偶联反应 对于芳基卤化合物，用锌粉和质子溶剂还原，如果有零价对于芳基卤化合物，用锌粉和质子溶剂还原，如果有零价pdp
9、d的存在，很容易发生的存在，很容易发生ullmannullmann偶联，生成联笨类化偶联，生成联笨类化合物。合物。第19页，讲稿共27张，创作于星期二4.碳卤键的还原n n杜邦公司药物研究人员在开发抗艾滋病的药物研究中，杜邦公司药物研究人员在开发抗艾滋病的药物研究中，利用金属锌还原卤这一反应，用一锅法从醛开始制备利用金属锌还原卤这一反应，用一锅法从醛开始制备二氯代末端烯，获得二氯代末端烯，获得858595的产率，这是一种替的产率，这是一种替代代witting反应合成该类化合物的有效手段之一。反应合成该类化合物的有效手段之一。第20页，讲稿共27张，创作于星期二5.碳氮键的还原n n在酸性环境中
10、，锌可以还原氰，亚胺，还原胺腈为胺，在酸性环境中，锌可以还原氰，亚胺，还原胺腈为胺，还原酰基腈为还原酰基腈为-氨基酮的衍生物，芳基酰胺可以用锌氨基酮的衍生物，芳基酰胺可以用锌还原生成醛。还原生成醛。第21页，讲稿共27张，创作于星期二5.碳氮键的还原n n生物化学中保护氨基酸，多肽和低聚核苷酸等化合物中氮基的重要方法就是转化为氨基甲酸酯。Duncah等利用电解法，成功脱除了保护基。他们在室温下以金属锌为电极，在DMF溶剂中加入10的二价镍作催化剂，中性条件下点解。第22页，讲稿共27张，创作于星期二5.碳氮键的还原 多种氨基化合物进行这个反应，其转化率为多种氨基化合物进行这个反应，其转化率为4
11、0409999第23页，讲稿共27张，创作于星期二6.碳硫键的还原n n金属锌可以还原羰基-位的硫醇，这是因为羰基是吸电子基团，可以活化与它相邻的硫基。含硫的叶立德盐叶可以用锌粉和醋酸来还原，断开碳硫键。第24页，讲稿共27张，创作于星期二7.杂原子间的化学键还原n n在酸性介质中，用锌粉还可以还原硝基，亚硝基，生成胺类化合物，还原磺酰氯和二硫化物成亚硫酸盐和硫醇。n n芳基硫醇传统上是用还原芳基磺酰氯的方法制备，在酸性水溶液中用金属锌还原，可以得到较高收率的硫醇，但这种含水的硫醇会阻止进一步的反应。第25页，讲稿共27张，创作于星期二7.杂原子间的化学键还原n nKobayashiKobayashi用锌粉，二甲基乙酰胺和二氯二甲基硅在用锌粉，二甲基乙酰胺和二氯二甲基硅在无水条件下，无水条件下，7575下回流，成功地还原芳基磺酰氯为芳基硫醇和连硫化物，其转化率最高可达9797，生成硫醇选择性可达9999。第26页，讲稿共27张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第27页，讲稿共27张，创作于星期二