O
O
Diels-Alder反应
二聚
烯胺
氯甲基化反应（与Friedel－Crafts烷基化类似）
O
Z n C l2
＋ H C H ＋ H C l
氯甲基
C H 2 C l
• 机理
醇的氯代（chapt. 9）
Gattermann-Koch反应
A lC l3 , C u C l ＋ C O ＋ H C l
与Friedel－Crafts酰基化类似
NH2CH3
SH NO2
NO2
NHCH3 NO2
NO2
芳环上的其它基团作为离去基
OCH3
NH2
NH3 200oC
NO2
NO2
取代甲氧基
NaSH
SH NO2
NO2 NO2
N aO C H 3
OCH3 NO2
取代硝基
NH3 100oC
NH2 NO2
其它底物的类似取代反应
X + Nu
Nu +X
W
W
➢两种不同的反应情况
NaOH
ONa
Cl
高温，高压
一般性亲核能
NH2
力的亲核试剂在常
NH3
温常压不反应
高温，高压
X NH2 NH3
NH2
强亲核试剂 较易进行取代。
苯炔机理（消除－加成机理）
苯炔 (Benzyne)
苯炔的结构
sp2
sp2 p键 (sp2-sp2) 未参与环的共振
苯炔的性质： 活泼、易反应（不能分离、可捕获）
含硝基芳香卤代物的取代
X
NaOH
H+
135~160oC
NO2
X
NO2 Na2CO3
H+
100oC NO2
X
O 2N
NO2
H 2O
H+
OH
NO2 OH
NO2
➢邻或对位 硝基可促进 取代进行
NO2
OH
O 2N
NO2
➢硝基数目 多，取代更 加容易
NO2
NO2
取代反应的机理 —— 加成－消除机理
加成 慢
CH3 NO2
NO2
• 转变为苯胺衍生物
NO2
HNO3(发烟)/ H2SO4(浓) O2N 110oC
CH3 NO2
NO2 (TNT)
2, 4, 6-三硝基甲苯
H N O 3 ( 浓 )
F e o r S n /H C l
A rH
A rN O 2
A rN H 2
H 2 S O 4 ( 浓 )
（ 还 原 ）
NaO H
SO 3H
C12H25
SO 3Na
H3C
H2SO 4 (浓 ) H3C
合成洗涤剂 SO 3H (有机强酸，固体）
TsOH，对甲基苯磺酸
• 由磺酸转化为其它衍生物
RO H
A r SO 3HPO Cl3
A r SO 2C l R N H 2
A r SO 2O R 磺酸酯
A r SO 2N H R 磺酰胺
H H O NO2 + HSO4
H2O+ NO2
N O 2
H － H + N O 2
N O 2
硝化反应在合成上的重要性
• 制备硝基苯类化合物（炸药）
CH3 HNO3(浓) / H2SO4(浓) 55oC
CH3 NO2 +
CH3
HNO3(发烟) / H2SO4(浓) 80oC
O2N
CH3 NO2 +
• 用酰氯时，用量 > 1 eqv. • 用酸酐时，用量 > 2 eqv.
eqv. = equivalent
比较：
•烷基化AlCl3用量为催化量
反应机理
• 酰氯为酰基化试剂
酮与AlCl3络合， 消耗1eqv. AlCl3
• 酸酐为酰基化试剂
O
O
RCO C R
AlCl3
O
O AlCl3
RCO C R
A lC l3
O
Z n (H g ) / H C l
A r CR
A r C H 2 R
o r N H 2 N H 2 / O H
不会多取代
直接法不足之处：(1)有重排。 (2)易进一步取代
RX A lC l3
RX
R
R
A lC l3
比第一步快
R R ＋ R
7. 芳环的氯甲基化反应和Gattermann-Koch反应
苯炔机理的实验证据：
(i) 环上有标记时生成两种产物
CH3 NH2 NH3
Br
NH2
NH3
Br
CH3 +
NH2
CH3 NH2
+
NH2
50%
NH2 50%
(ii) 同位素效应
取代反应速率: 同位素效应
较快
Br
Br
D
较慢
(iii) 离去基团X的邻位无a氢时，反应不发生
说明机 理中可能有 夺氢步骤
（混酸）
X NO2
浓 H 2S O 4 or
＋
发 烟 H 2SO 4
S O 3H
R X , A lC l3
R
O R C X , A lC l3
O CR
卤代反应 硝化反应 磺化反应 烷基化反应 酰基化反应
2. 苯环上的卤代反应
＋ X 2F e o rF e X 3
X ( X = C l ,B r )
例：
OH
HNO3
直接硝化：苯酚易被氧化
H2SO4 －10oC
OH SO3H HNO3
SO3H
OH
O2N
NO2
NO2
苦味酸
5. 苯环上的烷基化反应（Friedel-Crafts烷基化反应）
A lC l3 ＋ R X
Lewis 酸催化剂
其它催化剂： RSnCl4, FeCl3, ZnCl2,
TiCl4, BF3等
O R C O + R C O AlCl3
以下步骤同前
RC O
H CO R
－H+
AlCl3
－Cl O R C O AlCl2
消耗1eqv. AlCl3
O AlCl3 H2O
O
C
C
R
R
消耗1eqv. AlCl3
Friedel-Crafts酰基化反应在合成中的应用
• 制备芳香酮
• 间接制备烷基苯
O
RCC l A r H
CH2Cl
RCOCl or (RCO)2O
AlCl3 CO, HCl
AlCl3, CuCl
CHO
O CR
1. 二、芳环上的亲核取代反应 I ——加成－消除 机理
➢一般条件下芳环上的亲核取代较难发生
例：
Cl
OH
NaOH
H+
高温，高压
SN2过程
Cl
OH
无法翻转
SN1过程
Cl
+ Cl
C(sp2)－Cl不易断裂
Br
H3C
OCH3
NH2 NH3
No Reaction
(iv) 环上有强吸电子基时，产物单一
C l F 3 C
N H 2 F 3 C
N H 2
N H 2 F 3 C
未生成
苯炔机理的解释
较稳定
不稳定
通过其它方法产生苯炔
苯炔的主要反应
Br RO
F Li Br
2
RO / ROH
OR
亲核加成反应
O
去磺酸基反应
苯环的磺化机理(逆向为去磺酸基机理）
2 H2SO4 O
H3O ＋ HSO4 ＋ SO3 磺化亲电试剂
SO O －SO3
H －H+ SO3 +H+
SO3
H2SO4 H2O
SO3H
磺化反应及苯磺酸衍生物的重要性
• 合成苯磺酸衍生物
亲油端
亲水端
C12H25
H2SO 4 (浓 ) C12H25
消除 快
中间体络合物——加成－消除机理的证据
OCH3
O2NLeabharlann NO2KOC2H5
NO2
OC2H5
O2N
NO2
KOCH3
H3CO O2N
OC2H5 NO2
N
O
OK
络合物
NO2
硝基芳香卤代烃的亲核取代举例
OCH3 NO2
NO2
NaOCH3
Cl NO2
NaSH
NHNH2 NO2
NO2
NO2 NH2NH2
•机理
R X ＋ AlCl3
R ＋ X AlCl3
•正碳离
子证据
R
H －H+
R
R
CH3CH2CH2X AlCl3
CH2CH2CH3 ＋
CH3 CH
CH3
AlCl3 CH3CH2CH2X
CH3CHCH2 H
~H
CH3CHCH3
苯环烷基化其它方法
问题：正碳离子的产生途径还有那些？
•由烯烃 •由醇
R
R
H+
C H O 甲酰基
• 机理
CO ＋ HCl
O H C Cl
AlCl3
H C O AlCl4
H CHO －H+
CHO
苯环上的亲电取代反应小结
SO3H
NO2
浓 H2SO4 or
发烟 H2SO4
R