1、第八章 碳-杂重键的亲核加成反应,当亲电试剂首先进攻时,则亲电试剂先进攻杂原子,当亲核试剂首先进攻时,则亲核试剂先进攻碳原子,8.1 羰基亲核加成反应机理,在酸性条件下反应（即亲电试剂首先进攻）, 其反应机理为:,当亲核试剂首先进攻碳原子时,其反应机理为:,值得注意的是:,* 不论是酸还是碱催化的反应,控制反应速度的一 步都是亲核试剂进攻碳原子这一步,故它们都是亲 核加成.,* 酸可以活化羰基碳原子,使之有利于亲核试剂的 进攻.但是,酸同时也可以降低亲核试剂的有效浓度.,8.2 羰基化合物发生亲核加成反应的活性,影响反应活性的因素主要来自两个方面： 反应底物的结构和亲核试剂的性质,1、立体因素
2、：羰基碳原子上连的原子或基团体积越小对反应越有利，体积越大越不利。,一、羰基结构的影响,羰基结构的影响既有立体因素又有电子因素,羰基化合物与亚硫酸氢盐的加成产率,2、电子因素的影响,RCHO RCOCH3 RCOR C6H5COR,二、亲核试剂性质的影响,亲核试剂的亲核能力强反应活性高，亲核试剂 的亲核能力又与以下几方面因素有关：,1、亲核原子的电负性,例如： x- O- N- C-,2、亲核原子是否带有电荷,例如： NH2- NH3 NH4+ ,RO- ROH, PhO- PhOH,例如： RS- RO-, I- Br- Cl- F-,4、与亲核试剂的体积大小有关,3、与可极化度的大小有关,
3、例如：(CH3)3CMgCl CH3CH2MgCl,亲核试剂的体积大对反应不利,8.3 羰基化合物亲核加成反应的立体化学,一、非手性醛酮加成反应的立体化学,二、手性醛酮加成反应的立体化学,对于R-CO-R：当 R=R 时，加成产物为非手性化合物。,3、Cram 规则成立的条件，反应受动力学控制。,具体分析见下图：,Cram 规则一：,1、稳定构象，羰基处于中小基团之间的构象。,2、优势产物，亲核试剂沿小基团一侧进攻的产物。,当羰基上连有手性基团时加成反应的立体化学 服从 Cram 规则.,B,A,R： CH3- C2H5 - C6H5 -,A:B 2:1 3:1 5:1,Cram 规则二：,羰
4、基邻位的不对称碳原子上有-OH，-NH2等能与羰基氧形成氢键的基团时，亲核试剂从含氢键环的空间阻碍小的一侧对羰基加成。,Cornforth 规则：,当酮的-手性碳上有-X时，由于-X与羰基的偶极作用，使酮的优势构象是-X与羰基在同一平面上出于对为交叉位置，亲核试剂从空间阻碍小的一侧即小基团一侧对羰基加成。 但若-手性碳上连烃基较大，产生的空间效应与氯原子的空间效应相差不多时，此规则受限。,反应实例：,1、Wittig反应,反应通式:,反应机理:,2、 羟醛缩合反应,在催化剂的作用下,含有a-氢原子的醛或酮相互作用, 生成羟基醛或羟基酮. 这类反应被碱或酸所催化.,碱催化：,酸催化,注意: b-
5、羟基醛或酮,一般在酸性条件下脱水,生成a,b-不饱和羰基化合物., 8.4 a,b-不饱和羰基化合物的亲核加成,C=C,结构分析：,C=O,共轭,AdE,AdN,1,2- 与1,4-加成,（1）、AdE反应,例如：,为什么是反马氏位向？,（2） a,b-不饱和醛酮的AdN反应,1,2-,1,4-,分析 1,4-加成产物,影响1,2-加成与1,4-加成产物的比例有立体因素 也有电子因素。,88%,12%,几乎100%,几乎100%,而HCN、NaHSO3、ROH等弱的Nu-与a,b-不饱和醛 酮进行AdN反应时一般只生成1,4-加成产物，这就是电 子因素的影响。,三、麦克尔（Michael)加成
6、,1、什么是麦克尔（Michael)加成反应？,2、麦克尔（Michael)加成反应举例并解释其反应历程。,1、,例如：,2、,解释其反应机理,反应历程：, 8.5 羧酸衍生物与亲核试的反应,第一步,第二步,注意: 加成消去历程 .,实验事实:,当把甲醇钠加到三氟乙酸乙酯的丁醚溶液中,在红 外光谱中C=O吸收(max 1790-1)完全消失.,结构与活性的关系 (自学),因每一步都可逆，所以酯的酸性水解反应是可逆反应。其逆反应为酯化反应，正反应速度V=K酯H+，而逆反应速度V=K酸醇，属双分子历程，因此以上反应历程用AAC2来表示。（酸催化，酰氧断裂，双分子历程。）,酰氧断裂的证据,上反应后，
7、O18在生成的酸中而不在醇中。,2、 酯的碱性水解历程,V=KRCOOROH-,由于R-O-的碱性比R-COO-的强得多，所以最后一步反应是不可逆的，因此整个反应也是不可逆的，称为 BAC2历程。（碱催化，酰氧断裂，双分子历程。）,酯的水解大多数情况下为AAC2历程和BAC2历程，但在少数情况下也有单分子历程和烷氧断裂历程,例1、单分子历程,即为单分子历程，其反应历程如下：,例2、烷氧断裂历程,即为烷氧断裂历程，其历程如下：,作业 P.159-1679-79-9 (1) (2) (3) (4) 9-129-139-15 9-169-31,P.15-21： 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-11, 1-12 P7478： 5-1, 5-2, 5-3 , 5-4, 5-8, 5-9, 5-14, 5-16 5-21 P97-108: 6-1, 6-2, 6-13, 6-23, 6-26 P.118-122： 7-1 7-2 7-5 7-19 7-22 P.137139： 8-1, 8-2, 8-3,
