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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 5

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 7

1.次卤酸及其酯为卤化剂 7

2.N-卤代酰胺为卤化剂 8

四、卤化氢对不饱和烃的加成反应 9

1.卤化氢对烯烃的加成 9

2.卤化氢对炔烃的加成 11

五、不饱和烃硼氢化-卤解反应 11

第二节 烃类的卤取代反应 13

一、脂肪烃的卤取代反应 13

1.饱和脂肪烃的卤取代反应 13

2.不饱和烃的卤取代反应 14

3.烯丙位和苄位碳原子上卤取代反应 14

二、芳烃的卤取反应 16

1.反应机理和主要反应条件 16

2.氟取代反应 17

3.氯取代和溴取代反应 17

4.碘取代反应 20

第三节 羰基化合物的卤取反应 20

一、醛的酮的a-卤取代反应 20

1.酮的a-卤取代反应 20

2.醛的a-卤取代反应 24

二、烯醇和烯胺衍生物的卤化反应 25

1.烯醇酯的卤化反应 25

2.烯醇硅烷醚的卤化反应 26

3.烯胺的卤化反应 28

三、羧酸衍生物的a-卤取代反应 29

第四节 醇、酚和醚的卤置换反应 30

一、醇的卤置换反应 30

1.醇和卤化氢或氢卤酸的反应 30

2.醇和卤化亚砜的反应 31

3.醇和卤化磷的反应 33

4.醇和有机磷卤化物的反应 34

5.醇的其他卤化剂的反应 36

二、酚的卤置换反应 38

三、醚的卤置换反应 39

第五节 羧酸的卤置换反应 40

一、羧羟基的卤置换反应——酰卤的制备 40

1.羧酸和卤化磷、卤化亚砜的反应 40

2.羧酸和草酰氯的反应 41

3.羧酸和三苯膦卤化物的反应 42

4.羧酸和其他卤化剂的反应 42

二、羧酸的脱羧卤置换反应 43

第六节 其他官能团化合物的卤置换反应 44

一、卤化物的卤素交换反应 44

二、磺酸酯的卤置换反应 46

三、芳香重氮盐化合物的卤置反应 47

主要参考书 48

参考文献 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.卤代烃为烃化剂 53

2.芳基磺酸酯灰烃化剂 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.位阻及整合对烃化的影响 60

3.多元酚的选择性烃化 61

4.O-烃化与C-烃化 62

三、醇-、酚羟基的保护 62

1.甲醚保护基 63

2.叔丁醚保护基 64

3.烯丙醚保护基 65

4.苄醚保护基 66

5.三芳基甲保护基 66

6.甲氧甲醚（甲缩醛）保护基 69

7.甲氧乙氧甲醚保护基 69

8.四氢吡喃醚保护基 69

第二节 氮原子上的烃化反应 70

一、氮及脂肪胺的N-烃化 70

1.伯胺的制备 71

2.仲胺的制备 73

3.叔胺的制备 74

二、芳香胺及杂环胺的N-烃化 75

1.N-烷基及N，N-双烷基芳香胺的制备 75

2.芳香胺的N-芳烃化 76

3.杂环胺的N-烃化 77

三、氨基的保护 79

第三节 碳原子上的烃化反应 80

一、芳烃的烃化：Friedel-Crafts反应 80

1.反应机理 80

2.影响因素 80

3.烃基的异构化 82

4.烃基的定位 83

二、炔烃的烃化 85

三、烯丙位、苄位C-烃化 86

四、羰基化合物a位C-烃化 87

1.活性亚甲基化合物的C-烃化 87

2.醛、酮、羧酸衍生物的a位C-烃化 90

3.烯胺的C-烃化 92

五、相转移烃化反应 93

1.O-烃化 95

2.N-烃化 96

3.C-烃化 96

六、有机金属化合物在C-烃化中的应用 97

1.I及IIA族有机金属化合物 97

2.IIB族有机金属化合物 101

3.有机过渡金属化合物 101

七、C-芳烃化 106

1.烯烃的芳烃化：Meerwein反应 106

2.羰基a-芳烃化 107

3.芳烃的芳烃化 107

主要参考书 109

参考文献 109

第三章 酰化反应 114

第一节 氧原子上的酰化反应 115

一、醇的O-酰化 115

1.羧酸为酰化剂 115

2.羧酸酯为酰化剂 118

3.酸酐为酰化剂 121

4.酰氯为酰化剂 125

5.酰胺为酰化剂 127

6.乙烯酮为酰化剂 128

二、酚的O-氧酰化 128

1.酰氯为酰化剂 128

2.酸酐为酰化剂 129

3.其他酰化剂 129

三、醇、酚羧基的保护 130

1.甲酰化 130

2.乙酰化 131

3.a-卤代乙酰化 131

4.a-烷氧基乙酰化 132

5.取代苯甲酰化 132

6.烷氧羰基化 133

7.其他酰化保护方法 133

第二节 氮原子上的酰化反应 134

一、脂肪胺N-酰化 134

1.羧酸胺N-酰化 134

2.羧酸酯为酰化剂 136

3.酸酐为酰化剂 137

4.酰卤为酰化剂 139

5.酰胺及其他羧酸衍生物为酰化剂 139

二、芳香胺的N-酰化 141

三、氮基的保护 142

1.甲酰化 142

2.乙酰化 142

3.卤代乙酰化 143

4.苯甲酰化 143

5.邻苯二甲酰化 144

6.烷氧羰基化 144

第三节 碳原子上的酰化反应 146

一、芳烃的C-酰化 146

1.Friedel-Crafts酰化反应 146

2.Hoesch反应 150

3.Gattermann反应 150

4.Vilsmeier-Haauc反应 151

5.Reimer-Tiemann反应 152

二、烯烃的C-酰化 153

三、羰基化合物a位的C-酰化 155

1.活性亚甲基化合物的C-酰化 155

2.酮及羧酸衍生物的a位C-酰化 156

四、“极性反转”在亲核酸化反应中的应用 162

1.将羰基化合物转化成1，3二噻烷衍生物 163

2.将羰基化合物转化成a-氰醇衍生物 164

3.奖羰基化合物转化成苯并咪唑醇衍生物 164

4.用硝基前体为屏蔽羰基的C-亲核酰化 165

5.将羰基化合物转化成烯醇醚衍生物 165

第四节 有机金属化合物在C-酰化中的应用 166

一、有机金属化合物和酰化剂的反应 166

二、过渡金属羰基化合物在酰化反应中的应用 169

1.羰基铁的反应 169

2.羰基钴的反应 170

3.羰基镍及其他过渡金属羰基化合物的反应 171

主要参考书 172

参考文献 172

第四章 缩合反应 178

第一节 a-羟烷基、卤烷基、氨烷基化合反应 178

一、a-羟烷基化反应 178

1.羰基a位碳原子的a-羟烷基化（aldol缩合） 178

2.不饱和烃的a-烃烷基化反应（Prins反应） 185

3.芳醛的a-羟烷基化反应（安息香缩合） 187

4.有机金属化合物的a-羟烷基化 188

二、a-卤烷基化反应（Blanc反应） 193

三、a-氨烷基化反应 194

1.Mannich反应 194

2.Pictet-Spengler反应 198

3.Strecker反应 199

第二节 β-羟烷基、β-羰烷基化反应 201

一、β-羟烷基化反应 201

1.芳烃的β-羟烷基化 201

2.活性亚甲基化合物的β-羟烷基化 201

3.有机金属化合物的β-羟烷基化 202

二、β-羰烷基化反应 202

1.Michael反应 202

2.有机金属化合物的β-羰烷基化 204

第三节 亚甲基化反应 207

一、羰基烯化反应（Wittig反应） 207

二、羰基a-位亚甲基化 213

1.活性亚甲基化合物的亚甲基化反应（Knoevennagel反应） 213

2.Stobbe反应 216

3.Perkin反应 217

4.Erlenmeyer-Plochl反应 218

三、有机金属化合物的亚甲基化 219

第四节 a，β-环氧烷基化反应（Darzens缩合） 220

第五节 环加成反应 222

一、Diels-Alder反应 223

1.反应物活性 223

2.反应机理 224

3.立体化学 224

4.应用 226

二、1，3-偶极环加成反应 227

三、烯烃的环加成 229

四、碳烯及氮烯对不饱和键的环加在 230

主要参考书 232

参考文献 232

第五章 重排反应 236

第一节 从碳原子到碳原子的重排 237

一、Wagner-Meerwein重排 237

二、Pinacol重排 238

1.四取代邻二叔醇的重排 239

2.三取代邻二叔醇重排 240

3.羟基位于脂环上的邻二叔醇重排 241

4.Semipinacol重排 242

三、二苯基乙二酮-二苯基乙醇酸型重排 244

四、Favorski重排 246

五、Wolff重排和Arndt-Eistert反应 248

第二节 从碳原子到杂原子的重排 250

一、Beckmann重排 250

1.催化剂 250

2.溶剂 252

3.酮肟的结构 253

二、Hofmann重排 253

三、Curtius重排 256

1.酰氯与叠氮化钠反应及其重排 257

2.酯与叠氮化钢或二苯基磷酰叠氮反应及其重排 257

3.混酸酐与叠氮化钠反应及其重排 257

4.酰肼与亚硝酸反应及其重排 258

四、Schmidt反应 259

五、Baeyer-Villiger氧化重排 260

第三节 从杂原子到碳原子的重排 262

一、Stevens重排 262

二、Sommelet-Hauser重排 264

三、Wittig重排 265

第四节 ο键迁移重排 267

一、Claisen重排 267

1.脂肪族Claisen重排 268

2.芳香族Claisen重排 270

3.硫代Claisen（thio-Claisen）重排 273

4.氨基Claisen（aminoClaisen）重排 274

二、Cope重排 275

三、Fischer吲哚合成 279

主要参考书 282

参考文献 282

第六章 氧化反应 288

第一节 烃类的氧化反应 289

一、烷烃的氧化 289

1.脂肪族饱和烃的氧化 289

2.环烷烃的氧化 289

二、苄位烃基的氧化 291

1.氧化生成醇和酯 291

2.氧化生成醛 292

3.氧化形成酮、羧酸 293

三、羧基a位活性烃基的氧化 295

1.形成a-羟酮 295

2.形成1，2-二羰基化合物 296

四、烯丙位烃基的氧化 297

1.用二氧化硒氧化 297

2.用CrO3吡啶配合物(Collins试剂)和铬的其他配合物氧化 298

3.用过（氧）酸酯氧化 299

4.用二氯氧钒酯路易斯酸氧化 300

第二节 醇类的氧化反应 301

一、伯、仲醇被氧化成醛、酮 301

1.用铬的化合物氧化 301

2.用锰化合物氧化 304

3.用碳酸银氧化 305

4.用二甲基亚砜（DMSO）氧化 306

5.其他方法 308

二、醇被氧化成羧酸 312

三、二元醇的氧化 313

1.1，2-二醇的氧化 313

2.1，3-二醇的氧化 314

3.1，n-二醇的氧化（n≧4） 315

第三节 醛、酮的氧化反应 315

一、醛的氧化 315

二、酮的氧化 317

三、a-羟酮的氧化反应 318

第四节 含烯键化合物的氧化 318

一、烯键环氧化 318

1.a-，β-不饱和羰基化合物的环氧化 318

2.不与羰基共轭的烯键的环氧化 320

二、烯键氧化成1，2-二醇 324

1.顺式羟基化 324

2.反式羟基化 327

三、烯键的断裂氧化 328

1.用高锰酸盐氧化 328

2.用臭氧氧化分解 329

四、Wacker反应 330

第五节 芳烃的氧化反应 331

一、芳烃的氧化开环 331

二、氧化成醌 332

1.芳烃氧化醌 332

2.由酚、苯胺和芳醚等氧化成醌 333

3.由氢醌（包括邻二氢醌）和其衍生物氧化成醌 334

三、芳环的酚羟基化 334

四、稠芳环与氧的Diels-Alder反应 335

第六节 脱氢反应 336

一、羰基的a，β-脱氢反应 336

1.二氧化硒为脱氢剂 336

2.醌类作氢接受体 337

3.有机硒作脱氢剂 338

二、脱氢芳构化 339

1.催化脱氢 339

2.DDQ为脱氢剂 339

3.氧化剂为脱氢剂 339

三、脱氮偶联 340

第七节 胺的氧化反应 341

一、伯胺的氧化 341

二、仲胺的氧化 342

三、叔胺的氧化 343

第八节 其他氧化反应 344

一、卤化物的氧化 344

1.DMSO氧化（Kornblum反应） 344

2.用氧化胺氧化 345

3.其他方法 345

二、磺酸酯的氧化 346

三、硫醇和硫化物的氧化 346

1.硫醇或硫酚的氧化 346

2.硫醚的氧化 347

主要参考书 349

参考文献 349

第七章 还原反应 354

第一节 还原反应机理 354

一、非均相催化氢化反应 354

1.基本过程 354

2.多相催化氢化反应历程 356

3.官能团对多相催化氢化的反应活性 357

4.催化转移氢化反应 359

二、均相催化氢化反应 360

1.均相催化剂 360

2.反应历程 360

3.应用范围 362

三、氢负离子转移还原 362

1.金属氢化物为还原剂 363

2.硼烷为还原剂 364

四、电子转移还原 365

第二节 不饱和烃的还原 365

一、炔、烯的还原 365

1.多相催化氢化 365

2.均相催化氢化 370

3.硼氢化反应 371

二、芳烃的还原 373

1.催化氢化法 373

2.化学还原法——Birch反应 373

第三节 羰基（醛、酮）的还原反应 374

一、还原成烃的反应 374

1.Clemmensen反应 375

2.Wolff-Khkep-黄鸣龙还原反应 376

3.金属复氢化物和催化氢化还原 377

二、还原成醇的反应 378

1.金属复氢化物为还原剂 378

2.醇铝为还原剂（Meerwein-Ponndorf-Verley反应） 381

3.催化氢化还原 382

三、还原胺化反应 383

1.羰基的还原胺化反应 383

2.Leuckart反应 383

四、羰基化合物双分子还原偶联反应 384

第四节 羧酸及其衍生物的还原 385

一、酰卤的还原 385

二、酯及酰胺还原 386

1.还原成醇 386

2.还原成醛 387

3.酯有双分子还原偶联反应 387

4.酰胺的还原 388

三、腈的还原 389

四、羧酸及酸酐的还原 390

1.化学还原法 390

2.电解还原法 391

第五节 含氮化合物的还原反应 391

一、硝基化合物的还原 392

1.活泼金属为还原剂 392

2.含硫化合物为还原剂 393

3.催化氢化还原 394

4.金属氢化物为还原剂 395

5.一氧化碳选择性还原 395

二、肟和甲胺的还原 395

三、其他含氮化合物的还原 397

1.偶氮化合物的还原 397

2.叠氮化合物的还原 397

第六节 氢解反应 398

一、脱卤氢解 398

二、脱苄氢解 400

三、开环氢解 401

1.环氧键的氢解 401

2.碳环的氢解 401

四、脱硫氢解 401

第七节 不对称还原反应 402

一、a-手性醛、酮的不对称还原（Cram规则） 404

1.开链模型 404

2.环状模型 404

3.偶极模型 405

二、a-酮酸手性醇酯的不对称还原（Prelog规则） 406

三、脂环酮的不对称还原 407

1.a-取代环已酮的还原 407

2.4-取代环已酮的还原 408

3.甾体酮的还原 408

四、不对称催化氢化 408

1.均相不对称氢化历程 410

2.烯键不对称氢化 411

3.羰基的不对称氢化 411

五、生物还原反应用于不对称合成 411

主要参考书 412

参考文献 412

第八章 合成设计原理 416

第一节 合成设计的逻辑学 416

一、常用术语 416

1.靶分子及其变换 416

2.合成子及其等价试剂 417

3.逆向切断、逆向连结和逆向重排 419

4.逆向官能团互换 419

二、合成路线的评价 420

1.问题的由来 420

2.评价标准 420

三、文献方法的应用及发展 426

四、合成策略 428

1.由原料而定的策略 428

2.由化学反应而定的策略 429

3.由靶分子或结构多样性而定的策略 429

第二节 逆合成分析法 429

一、d-、a-合成子及其半反应组合 430

1.d-合成子 430

2.a-合成子 430

3.极性反转 430

4.半反应组成 431

二、单官能团和双官能团化合物的变换 433

1.单官能团化合物 433

2.1，2-双官能团化合物 434

3.1，3-双官能团化合物 435

4.1，4-双官能团化合物 435

5.1，5-双官能团化合物 437

6.1，6-双官能团化合物 437

三、脂环和杂环化合物的变换 437

1.三元脂环 437

2.四元脂环 439

3.六元脂环 439

4.杂环化合物 440

四、简化方法 442

1.官能团变换的应用 442

2.寻找特殊结构划分 444

3.寻找“策略性”键 445

4.对称性应用 445

5.重排反应的应用 446

五、选择性控制 447

1.化学选择性和区域选择性 447

2.立体选择性 451

第三节 仿生合成法 456

一、次生代谢产物的生物合成 456

1.初生代谢与次生代谢 456

2.次生代谢产物的生物合成途径 456

二、仿生合成 457

1.模拟酶催化单碳片段转移反应（onecarbon-fragmenttransfer） 457

2.模拟代谢途径 461

3.模拟活性前体及其混合代谢途径 467

第四节 计算机辅助合成路线设计 471

一、计算机辅助合成路线设计的缘起 471

二、计算机中的化学反应知识逆 472

三、合成分析的计算机化 474

四、目标化合物的析分系统 475

五、计算机辅助合成设计的举例 475

六、合成树的裁剪策略 476

七、结束语 477

主要参考书 477

参考文献 477

附录药物合成反应中常用的缩略语 482

重要化学试剂及人名反应索引 487