炔烃反应

通过詹姆斯·阿森赫斯特

炔烃是一块空白画布

最后更新日期:2020年1月21日|

炔烃:有机合成的大门

现在我们已经讨论了炔烃的所有主要反应,我们可以退一步,看看全局。炔烃有很多反应。那又怎么样?你可能会问。在这篇文章中,我将试图说服你炔烃是真有用合成大量化合物的构造块。就像我常说的,炔烃是一块“空白画布”——一旦你知道使用哪种反应,你可以把它们变成几乎任何你喜欢的官能团。

1鲍勃罗斯炔烃

让我们看看。

目录

  1. 乙炔作为长炔烃(末端和内部)和合成的基本原料
  2. 炔烃加氢合成烷烃
  3. 炔烃部分加氢合成烯烃
  4. 从炔烃到烯烃,然后;环氧化物,二醇,醇,卤代烷的合成…
  5. 立体化学(尤其是在考试中)丑陋的抬头
  6. 那么烷基卤化物呢?它们是如何由烷烃制成的?

1.乙炔在合成中作为长炔(末端和内部)的构造块

乙炔是最终的碳积木(无论如何,在纸上!)。它带有两个相对酸性的C-H键(pKa 25),因此可以在两端“烷基化”(即脱质子以形成其共轭碱,然后用卤代烷处理),根据需要生成单取代(也称为“末端”炔)或双取代(“内部”)炔。这一点很重要,因为在第一学期的有机化学中,这个反应代表了延伸碳链的重要手段。你没有学到形成C-C的许多反应。这种反应会出现很多!
下面是与乙炔本身的反应:

乙炔作为长链炔烃脱质子的积木和sn2与伯卤代烷合成1-戊炔

这是末端炔的延伸得到内炔

脱质子化的末端炔烃与伯卤代烷反应生成不对称或对称炔烃示例3庚烷

注意,前提是使用初级卤代烷(仲烷基卤化物趋向于消除)我们可以用这种方法合成大量的端炔和内炔。在下一节中记住这一点。

2.炔烃加氢合成烷烃

炔烃可以用来合成烷烃。方法很简单:用精细分离的贵金属催化剂(钯在碳上的“Pd/C”是通常的选择,尽管精细分离的铂也可以使用)与氢气一起处理,然后发生两次加成反应生成烷烃。

炔烃可以完全氢化生成含有pd-c和h2的烷烃

到目前为止?在两三步,,给出乙炔和伯卤烷基,我们可以合成各种烷烃。这张图显示了庚烷的合成,但它也可以用于丙烷,丁烷,戊烷,己烷....十二烷,还有更多的烷烃。

3.炔烃部分加氢合成烯烃

由于Pd-C和H2在与炔烃反应时有点过于活泼(直接进入烷烃),我们还了解了如何控制向炔烃中添加氢,以便一个H的等价物2.是补充道。这是通过使用“Lindlar催化剂”(它生成“顺式”烯烃)或用氨中的钠(Na/NH)来完成的3.](生成“反式”烯烃)。

炔烃可以与茚二酮部分氢化得到顺式,也可以与钠- nh3部分氢化得到反式

看到我们做的了吗?我们可以从乙炔开始,在短短的几个步骤中,得到各种各样的单取代,顺式烯烃和反式烯烃。想合成顺-4-辛烯还是反-2-庚烯?没问题——它们离乙炔只有3步远,还有很多其他化合物。
为什么这很重要?不仅因为我们可以合成烯烃(尽管这本身很重要)——还因为烯烃有很多反应可以用来将分子转化成更多不同的官能团!

4.从炔烃到烯烃,然后;环氧化物,二醇,醇,卤代烷的合成…

在前一系列中,我们讨论了烯烃的主要反应。在下图中,我只列出了他们众多反应中的一些:

炔烃部分加氢生成烯烃,随后与烯烃反应生成环氧化物、醇、二醇、溴化物臭氧解


关键的结论是所有这些化合物离乙炔只有三四步远!!随着反应工具箱的增长,花点时间追踪从乙炔到含有上述官能团的分子的潜在路线。有了足够的实践,您应该能够设计出只需三到四个步骤就可以完成每一步的合成。

5.立体化学(尤其是在考试中)丑陋的抬头

最后要提到的一个细节,尽管稍后我们将更详细地介绍它。当处理烯烃和烯烃的反应时,s地球化学很重要而且经常测试!这通常出现在烯烃异构体发生反应的情况下立体特异性反应(如卤化和二羟基化)。看看这些反应:

炔烃部分加氢立体化学产生顺式或反式烯烃,这些烯烃经过溴化或二羟基化反应生成不同的手性中间产物

注意顺丁烯和反丁烯的溴化反应两种不同的产品“手性”产品(R、R和S、S)和“meso”产品(R、S)。同样,顺式和反式2-丁烯的二羟基化反应也是如此。当我们进行合成时(很快!)我们会回到这一点,但现在,我们学到的教训有两个:1)烯烃加成反应的立体化学是非常可测试的,2)所有这些产物都很容易从乙炔中通过几步合成。这是考试中非常常见的题目。

6.那么烷基卤化物呢?它们是如何由烷烃制成的?

如果你注意到上面的话,我们在反应中引入了“烷基卤化物”,而没有讨论它们是如何产生的。此外,您可能已经注意到,到目前为止,所有章节都没有涉及烷烃的反应。我们将返回一点,解决这个盲点。在下一系列中,我们将介绍自由基化学并进一步了解通常不反应的一类化合物(烷烃)是如何被诱导进行化学反应的。

在下一篇文章:合成(5)炔烃

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