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第一章 卤化反应 1

第一节 不饱和烃的卤加成反应 1

一、不饱和烃和卤素的加成反应 1

1．卤素对烯烃的加成 1

2．卤素对炔烃的加成 6

二、不饱和羧酸的卤内酯化反应 6

三、不饱和烃和次卤酸（酯）、N-卤代酰胺的反应 8

1．次卤酸及其酯为卤化剂 8

2．N-卤代酰胺为卤化剂 9

四、卤化氢对不饱和烃的加成反应 11

1．卤化氢对烯烃的加成 11

2．卤化氢对炔烃的加成 12

五、不饱和烃的硼氢化-卤解反应 13

第二节 烃类的卤取代反应 15

一、脂肪烃的卤取代反应 15

1．饱和脂肪烃的卤取代反应 15

3．烯丙位和苄位碳原子上卤取代反应 16

2．不饱和烃的卤取代反应 16

二、芳烃的卤取代反应 18

1．反应机理和主要反应条件 18

2．氟取代反应 18

3．氯取代和溴取代反应 18

4．碘取代反应 21

第三节 羰基化合物的卤取代反应 21

一、醛和酮的α-卤取代反应 21

1．酮的α-卤取代反应 21

2．醛的α-卤取代反应 26

二、烯醇和烯胺衍生物的卤化反应 27

1．烯醇酯的卤化反应 27

2．烯醇硅烷醚的卤化反应 28

3．烯胺的卤化反应 29

三、羧酸衍生物的α-卤取代反应 30

1．醇和卤化氢或氢卤酸的反应 31

第四节 醇、酚和醚的卤置换反应 31

一、醇的卤置换反应 31

2．醇和卤化亚砜的反应 32

3．醇和卤化磷的反应 34

4．醇和有机磷卤化物的反应 36

5．醇和其他卤化剂的反应 37

二、酚的卤置换反应 39

三、醚的卤置换反应 40

第五节 羧酸的卤置换反应 41

一、羧羟基的卤置换反应——酰卤的制备 41

1．羧酸和卤化磷、卤化亚砜的反应 41

2．羧酸和草酰氯的反应 43

3．羧酸和三苯膦卤化物的反应 43

4．羧酸和其他卤化剂的反应 43

二、羧酸的脱羧卤置换反应 45

一、卤化物的卤素交换反应 46

第六节 其他官能团化合物的卤置换反应 46

二、磺酸酯的卤置换反应 47

三、芳香重氮盐化合物的卤置换反应 48

第二章 烃化反应 53

第一节 氧原子上的烃化反应 53

一、醇的O-烃化 53

1．卤伐烃为烃化剂 53

2．芳磺酸酯为烃化剂 56

3．环氧乙烷为烃化剂 57

4．烯烃为烃化剂 58

5．其他烃化剂 58

二、酚的O-烃化 58

1．烃化剂 58

2．位阻及螯合对烃化的影响 60

3．多元酚的选择性烃化 61

三、醇、酚羟基的保护 64

4．O-烃化与C-烃化 64

1．甲醚保护基 65

2．叔丁醚保护基 67

3．烯丙醚保护基 68

4．?醚保护基 68

5．三芳基甲醚保护基 69

6．甲氧甲醚（甲缩醛）保护基 72

7．甲氧乙氧甲醚保护基 72

8．四氢吡喃醚保护基 73

第二节 氮原子上的烃化反应 73

一、氨及脂肪胺的N-烃化 73

1．伯胺的制备 74

2．仲胺的制备 77

3．叔胺的制备 78

二、芳香胺及杂环胺的N-烃化 79

1．N-烷基及N，N-双烷基芳香胺的制备 79

3．杂环胺的N-烃化 80

2．芳香胺的N-芳烃化 80

三、氨基的保护 82

第三节 碳原子上的烃化反应 84

一、芳烃的烃化：Friedel-Crafts反应 84

1．反应机理 84

2．影响因素 84

（1）烃化剂的结构 84

（2）芳香族化合物的结构 84

（3）催化剂 85

（4）溶剂 85

3．烃基的异构化 86

4．烃基的定位 87

二、炔烃的烃化 89

三、烯丙位、苄位C-烃化 90

四、羰基化合物α位C-烃化 90

（1）碱和溶剂 91

1．活性亚甲基化合物的C-烃化 91

（3）引入烃基的次序 92

（2）单烃化或双烃化反应 92

2．醛、酮、羧酸衍生物的α位C-烃化 93

（4）副反应 95

3．烯胺的C-烃化 95

五、相转移烃化反应 97

1．O-烃化 99

2．N-烃化 99

3．C-烃化 99

六、有机金属化合物在C-烃化中应用 100

1．Ⅰ及ⅡA族有机金属化合物 100

（1）制备与结构 100

（2）在C-烃化中的应用 103

2．ⅡB族有机金属化合物 104

3．有机过渡金属化合物 104

2．羰基α-芳烃化 110

七、C-芳烃化 110

1．烯烃的芳烃化：Meerwein反应 110

3．芳烃的芳烃化 111

第三章 酰化反应 119

第一节 氧原子上的酰化反应 119

一、醇的O-酰化 119

1．羧酸为酰化剂 120

（1）酸催化法 120

（2）Lewis酸催化法 120

（3）Vesley法 120

（4）二环已基碳化二亚胺及其类似物脱水法 120

（5）偶氮二羧酸二乙酯法 121

2．羧酸酯为酰化剂 122

（1）羧酸硫醇酯 123

（2）羧酸吡啶酯 124

（3）羧酸三硝基苯酯 125

3．酸酐为酰化剂 126

（4）羧酸异丙烯酯 126

（1）羧酸-三氟乙酸混合酸酐 127

（2）羧酸-磺酸混合酸酐 128

（3）羧酸-多取代苯甲酸混合酸酐 128

（4）其他混合酸酐 129

4．酰氯为酰化剂 130

5．酰胺为酰化剂 131

6．乙烯酮为酰化剂 132

二、酚的O-酰化 134

1．酰氯为酰化剂 134

2．酸酐为酰化剂 134

3．其他酰化剂 135

1．甲酰化 137

2．乙酰化 137

三、醇、酚羟基的保护 137

3．α-卤代乙酰化 138

4．α-烷氧基乙酰化 138

5．其它酰化 138

6．烷氧羰基化 140

第二节 氮原子上的酰化反应 141

一、脂肪胺的N-酰化 141

1．羧酸为酰化剂 141

2．羧酸酯为酰化剂 143

3．酸酐为酰化剂 144

4．酰氯为酰化剂 144

5．酰胺及其他羧酸衍生物为酰化物 145

二、芳香胺的N-酰化 146

三、氨基的保护 147

1．甲酰化 147

2．乙酰化 147

4．邻硝基苯氧乙酰化 148

3．卤代乙酰化 148

5．取代苯甲酰化 149

6．邻苯二甲酰化 149

7．烷氧羰基化 150

（1）苄氧羰基化 150

（2）叔丁氧羰基化 150

第三节 碳原子上的酰化反应 151

一、芳烃的C-酰化 151

1．Friedel-Crafts酰化反应 151

（1）反应机理 151

（2）影响因素 152

2．Hoesch反应 155

3．Gattermann反应 155

4．Vilsmeier反应 156

5．Bischler-Napieralski反应 157

6．Reimer-Tiemann反应 158

二、烯烃的C-酰化 160

三、羰基化合物的α位C-酰化 161

1．活性亚甲基化合物的C-酰化 161

2．酮及羧酸衍生物的α位C-酰化 162

（1）Claisen反应和Dieckmann反应 163

（2）酮、腈的α位C-酰化 165

3．烯胺的C-酰化 167

四、“极性反转”在亲核酰化反应中的应用 169

1．把羰基化合物转化成1，3-二噻烷（1，3-dihiane）衍生物 170

2．把羰基化合物转化成α-氰醇衍生物 172

3．用硝基前体为屏蔽羰基的C-亲核酰化 172

4．把羰基化合物转化成烯醇醚衍生物 173

第四节 有机金属化合物在C-酰化反应中的应用 174

一、有机金属化合物和酰化剂的反应 174

二、过渡金属羰基化合物在酰化反应中的应用 177

1．羰基铁的反应 178

2．羰基钴的反应 179

3．羰基镍及其他过渡金属羰基化合物的反应 181

第四章 缩合反应 186

第一节 α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应 186

一、α-烃烷基化反应 186

1．羰基α位碳原子的α-羟烷基化（Aldol缩合） 186

（1）含有α-活性氢的醛或酮的自身缩合 186

（2）不同的醛、酮分子之间的缩合 189

（3）甲醛与含有α-活性氢的醛、酮之间的缩合 192

（4）芳醛与含有α-活性氢的醛、酮之间的缩合 193

2．不饱和烃的α-羟烷基化反应（Prins反应） 195

3．芳醛的α-羟烷基化反应（安息香缩合） 197

4．有机金属化合物的α-羟烷基化 198

（1）Rcformatsky反应 198

（2）Grignard和Normant反应 202

二、α-卤烷基化反应（Blane反应） 203

1．Mannich反应 204

三、α-氨烷基化反应 204

2．Pic?el-Spengler反应 211

3．Strceker反应 212

第二节 β-羟烷基、β-羰烷基化反应 213

一、β-羰烷基化反应 213

1．芳烃的β-羟烷基化 213

1．Michael反应 214

二、β-羰烷基化反应 214

3．有机金属化合物的β-羟烷基化 214

2．活性亚甲基化合物的β-羟烷基化 214

2．有机金属化合物的β-羰烷基化 219

第三节 亚甲基化反应 222

一、羰基烯化反应（Wittig反应） 222

二、羰基α-位亚甲基化 230

1．活性亚甲基化合物的亚甲基化（Knoevenagel反应） 230

2．S?obbe反应 234

3．Perkin反应 236

4．Erlenmeyer-Plochl反应 237

三、有机金属化合物的亚甲基化 238

第四节 α，β-环氧烷基化反应（Darzcns缩合） 239

第五节 环加成反应 242

一、Diels-Alder反应 242

1．反应物活性 243

2．反应机理 243

3．立体化学 245

4．应用 247

二、1，3-偶极环加成反应 248

1．1，3-偶极体系及反应机理 249

2．应用 249

三、烯烃的环加成 250

四、碳烯及氮烯对不饱和键的环加成 251

第一节 从碳原子到碳原子的重排 259

一、Wagner-Mcerwein重排 259

第五章 重排反应 259

二、Pinacol重排（基团的迁移能力以及通过碳正离子作1，2迁移的立体化学） 262

1．基团的迁移能力 262

（1）四取代连乙二醇的重排 262

（2）三取代连乙二醇的重排 264

（3）羟基位于脂环上的连乙二醇的重排 265

（4）Semipinacol重排 266

（2）迁移终点碳原子的立体化学 268

（1）迁移基团的立体化学 268

2．碳正离子1，2迁移的立体化学 268

（3）迁移起点碳原子的立体化学 271

三、苯偶酰—二苯乙醇酸型重排 272

四、Favorski重排 274

五、Wolff重排和Arndt-Eistcrl反应 277

第二节 从碳原子到杂原子的重排 278

一、Beckmann重排 278

1．酮肟的几何异构 279

2．重排反应的条件 280

3．从酮肟结构特点预测产物 282

二、Hofmann重排 284

三、Curtius重排 287

四、Schmidt重排 289

五、Lossen重排 292

六、Baeyer-Villiger氧化重排 292

第三节 从杂原子到碳原子的重排 294

一、Stevcns重排 295

二、Sommelet-Hauser重排 299

三、Wittig重排 302

第四节 σ键迁移重排——[3，3]迁移重排 304

一、反应机理与立体化学 305

二、Claiscn重排 307

1．脂肪族Claisen重排 307

（1）烯丙醇类和乙烯醚反应及其重排 307

（2）烯丙醇类和原酸酯反应及其重排 308

（3）羧酸烯丙酯和卤硅烷反应及其重排 309

（4）二烯丙醚的重排 311

2．芳香族Claisen重排 313

3．硫代Claisen重排 315

4．氨基Claisen重排 317

三、Cope重排 318

四、Fischer indol合成 321

第六章 氧化反应 328

第一节 烃类的氧化反应 328

一、苄位烃基的氧化 328

1．形成醛 328

2．形成羧酸、酮 331

二、羰基α位活性烃基的氧化 332

1．形成α-羧酮 332

2．形成1，2-二羰基化合物 333

1．用二氧化硒氧化 335

三、烯丙位烃基的氧化 335

2．用CrO3-吡啶复合体（Collins试剂）氧化 336

3．用过酸酯氧化 336

第二节 醇的氧化反应 338

一、伯、仲醇被氧化成醛、酮 338

1．用铬化合物氧化 338

2．用锰化合物氧化 341

3．用碳酸银氧化 342

（1）DMSO-DCC（Pfitznor-Moffat氧化） 343

4．用二甲基亚砜氧化 343

（2）DMSO-醋酐 345

5．其它方法 346

二、醇被氧化成羧酸 350

三、1，2-二醇的氧化 351

1．用四醋酸铅氧化 351

2．用过碘酸氧化 352

一、醛的氧化 353

3．其它方法 353

第三节 醛、酮的氧化反应 353

二、酮的氧化 356

三、α-羟酮的氧化 356

第四节 含烯键化合物的氧化反应 357

一、烯键环氧化 357

1．α，β不饱和羰基化合物的环氧化 357

2．不与羰基共轭的烯键的环氧化 358

（1）过氧化氢或烷基过氧氢为氧化剂 358

（2）有机过氧酸为环氧化剂 360

二、氧化成1，2-二醇 363

1．顺式羟基化 363

（1）高锰酸钾为氧化剂 363

（2）四氧化锇为氧化剂 364

（3）碘和湿羧酸银为氧化剂（Wood ward法） 365

2．反式羟基化 366

（1）有机过氧酸为氧化剂 367

（2）Prevost反应 368

三、烯键的断裂氧化 368

1．用高锰酸盐氧化 368

2．臭氧分解 369

四、Wacker反应 370

第五节 芳烃的氧化反应 371

一、芳环的氧化开裂 371

二、氧化成醌 374

1．铬酸为氧化剂 374

2．三氯化铁、高铁氰化钾和氧化银等为氧化剂 375

3．Fremy盐为氧化剂 376

三、芳环的酚羟基化 377

第六节 脱氢反应 378

一、羰基的α，β-脱氢反应 378

1．二氧化硒为脱氢剂 378

2．醒类为脱氢剂 379

3．有机硒为脱氢剂 381

二、脱氢芳构化 382

1．催化脱氢 382

2．DDQ为脱氢剂 383

3．其它氧化剂为脱氢剂 384

第七节 胺的氧化反应 385

一、伯胺的氧化 385

二、仲胺的氧化 387

三、叔胺的氧化 388

第八节 其它氧化反应 390

一、卤化物的氧化 390

二、磺酸酯的氧化 391

三、硫醇和硫化物的氧化 392

（1）物理吸附与化学吸附 399

一、非均相催化氢化反应 399

1．基本过程 399

第一节 还原反应机理 399

第七章 还原反应 399

（2）非均相催化氢化中的化学吸附 400

2．多相催化氢化反应历程 401

3．官能团对多相催化氢化的反应活性 403

4．催化转移氢化反应 403

二、均相催化氢化反应 403

1．均相催化剂 403

2．反应历程 404

3．应用范围 406

三、氢负离子转移还原 406

1．金属氢化物为还原剂 406

2．硼烷为还原剂 406

四、电子转移还原 406

第二节 不饱和烃的还原 410

（1）常用氢化催化剂 411

1．多相催化氢化 411

一、炔、烯的还原 411

（2）影响氢化反应速度和选择性的因素 412

（3）炔、烯的选择性加氢及立体化学 413

（4）转移氢化 415

2．均相催化氢化 417

3．硼氢化反应 418

二、芳烃的还原 419

1．催化氢化法 419

2．化学还原法 420

第三节 羰基（醛、酮）的还原反应 421

一、还原成烃的反应 421

1．Clemmensen反应 421

2．Wolff-K ??ep-黄鸣龙还原反应 423

3．金属复氢化物和催化氢化还原 424

二、还原成醇的反应 425

（2）试剂的主要性质及反应条件 426

（1）反应机理 426

1．金属复氢化物为还原剂 426

（3）应用实例 428

2．醇铝为还原剂 429

（1）反应机理 429

（2）影响反应的因素 430

（3）立体选择性 430

3．催化氢化还原 431

三、还原胺化反应 432

1．还原胺化反应 432

2．Leuckart反应 432

四、羰基化合物双分子还原偶联反应 433

第四节 羧酸及其衍生物的还原 433

一、酰卤的还原 433

1．还原成醇 434

（1）金属氢化物为还原剂 434

二、酯及酰胺的还原 434

（2）Bouveault-Blanc反应 435

2．还原成醛 435

3．酯的双分子还原偶联反应 436

4．酰胺还原成胺 437

三、腈的还原 438

四、羧酸及酸酐的还原 439

1．化学还原法 439

2．电解还原法 441

第五节 含氮化合物的还原反应 441

一、硝基化合物的还原 441

1．活泼金属为的还原剂 442

（1）金属铁为还原剂 442

（2）其他金属为还原剂 443

2．含硫化合物为还原剂 443

（1）硫化物为还原剂 443

3．催化氢化还原 444

（2）含氧硫化物为还原剂 444

4．金属氢化物为还原剂 445

二、肟和甲亚胺的还原 446

三、其它含氮化合物的还原 446

1．偶氮化合物的还原 446

2．叠氮化合物的还原 447

第六节 氢解反应 448

一、脱卤氢解 448

二、脱苄氢解 449

三、开环氢解 450

1．环氧键的氢解 450

2．碳环的氢解 451

四、脱硫氢解 451

第七节 不对称还原反应 453

一、α-手性醛、酮的不对称还原（Cram规则） 454

1．开链模型 454

3．偶极模型 455

2．环状模型 455

二、α-酮酸手性醇酯的不对称还原（Prelog规则） 457

三、脂环酮的不对称还原 458

1．α-取代环已酮的还原 458

2．4-取代环已酮的还原 459

3．甾体酮的还原 459

四、不对称催化氢化 460

1．均相不对称氢化历程 461

2．烯键的不对称氢化 461

3．羰基的不对称氢化 462

第八章 合成设计原理 467

第一节 合成设计逻辑学 467

一、常用术语 467

1．靶分子及其变换 467

（2）逆向连接和逆向重排 468

（1）逆向切断 468

3．逆向切断、逆向连接和逆向重排 468

（2）自由基合成子 468

（1）离子合成子 468

2．合成子及其等价试剂 468

（3）周环反应合成子 468

4．逆向官能团变换 470

二、合成路线的评价 471

1．问题的由来 471

2．评价标准 471

（1）反应步数和总收率 472

（2）原料和试剂 476

（3）操作和安全等 476

三、文献方法的应用及其发展 477

四、合成策略 479

1．由原料而定的策略 479

一、d-、a-合成子及其半反应组合 480

1．d-合成子 480

3．由靶分子而定的策略 480

第二节 逆向合成分析 480

2．由化学反应而定的策略 480

2．a-合成子 482

3．极性反转 482

4．半反应组合 482

二、单官能团和双官能团化合物的变换 484

1．单官能团化合物 484

2．1，2-双官能团化合物 485

3．1，3-双官能团化合物 486

4．1，4-双官能团化合物 486

5．1，5-双官能团化合物 488

6．1，6-双官能团化合物 488

三、脂环和杂环化合物的变换 489

1．三元脂环 489

3．六元脂环 491

2．四元脂环 491

4．杂环化合物 493

（1）以杂环分子作为原料 493

（2）杂环的合成 494

四、简化方法 495

1．官能团变换的应用 495

（1）官能团互换（FGI） 495

（2）官能团添加（FGA）和除去（FGR） 497

2．寻找特殊结构成分 498

3．寻找“策略性”键 498

4．对称性应用 499

5．重排反应的应用 499

五、选择性控制 500

1．化学选择性和区域选择性 500

（1）保护基的应用 500

（3）有机过渡金属催化剂的应用 503

（2）活化基和阻断基的应用 503

2．立体选择性 504

（1）反-1.3-二取代四氢咔啉的立体选择性合成 505

（2）伊菠明的立体选择性合成 506

（3）（+）-15（S）-PGA2的立体选择性合成 508

1．初生代谢和次生代谢 510

2．次生代谢产物的生物合成途径 510

一、次生代谢产物的生物合成 510

第三节 仿生合成 510

二、仿生合成 511

1．模拟酶催化单碳片段转移反应 512

2．模拟代谢途径 515

（1）模拟β-多酮的途径 515

（2）模拟氨基酸途径 518

附录 525

药物合成反应中常用的缩略语 525

重要化学试剂及人名反应索引 528

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