有机合成方法

有机合成exit第一节合成的目的和要求通过一定的反应，使原来分子中某一个或几个化学键断裂，同时形成一个或几个新的化学键，从而使分子发生转变或将几个小分子连接起来。1合成的步骤越少越好；2每步的产率越高越好；3原料越便宜越好。一合成的目的：二合成的要求：三有机合成的主要手段1官能团的引入;2官能团的转换；3碳架的建造；（1）碳链的增长；（2）碳链的缩短；（3）成环反应；（1）碳链增长的方法*1伯卤烷与氰化物的反应（增加1个碳）；*2格氏试剂与二氧化碳的反应（增加1个碳）；*3格氏试剂与环氧乙烷的反应（增加2个碳）；*4格氏试剂与羰基化合物的加成反应；*5醛酮与氢氰酸的加成；*6炔烃，芳环，酮，酯和-二羰基化合物的烷基化和酰基化反应；*7羟醛缩合反应；*8Claisen酯缩合反应；*9格氏试剂与卤代烷的偶联反应；（2）碳链缩短的方法*1一元羧酸的脱羧反应；*2二元羧酸的脱羧脱水反应；*3烯，炔，酮，芳烃侧链，-二醇和-羟基醛或酮的氧化断裂反应；*4甲基酮的卤仿反应；*5酰胺的Hofmann降解反应；*6-二羰基化合物的酮式分解和酸式分解；*7季铵盐的Hofmann消除；*8-羟基酸的脱羧反应；（3）成环反应环的闭合：三元环：1）丙二酸酯与1,2-二卤代烷的烷基化反应；2）烯烃和卡宾的反应；四元环：1）丙二酸酯与1,3-二卤代烷的烷基化反应；2）烯烃光二聚的反应；五元环：1）迪克曼酯缩合反应；2）丙二酸酯与1,4-二卤代烷的烷基化反应；六元环：1）Diels-Alder反应；2）苯环的还原反应；3）酯的烷基化反应；更大的环系：1）分子内羟醛缩合反应；官能团的引入与转化•官能团的引入：•官能团的转化：CHX2hvorCCXCCHAA:OH,XCACHCCXAA:OH,XCACXCCOHHH+CCCCXH:BCCCCN+HCCCXCOHCORCSHCSRCNCP,,,,,,CCN,CC,CRCR•官能团的转化：官能团的引入与转化HOHOHH官能团的去除Cr6+CH2OHCr6+CHONaBH4LiAlH4Cr6+COOHHOOHHHOO+OH2Pt①②O3Zn/H2O官能团的去除OsO4RCO3HHNO2XSO3HX2HNO3H2SO4Fe第16章包括重氮盐反应CH2COOHLiAlH4CH2OHCONR2LiAlH4CH2NR2•官能团的转化：官能团的引入与转化OH2NYNYCHPPh3RCROHCRXORCOCROOCROHOCROR'OCRNR2O-OCROR'OHR'NH2SOCl2H2OR'NH2R'OHR'NH2R'OH,H+H2OH2OR'NH2H2O第13章第12章属于碳-碳键形成反应官能团的保护和去保护HCl,ROHORROH+,H2OORSHSRRSOH2cat.HHBACK•请判断下列转化是否能实现，请简述理由。基团的保护和去保护BrOKOHBrBrO(1)(2)OHH3COH3COH3+OH3COH3CO(3)HOOHOCH3OHHOOCH3OH+BACK•请判断下列转化是否能实现，请简述理由。基团的保护和去保护(4)OHH2SO4OHSO3H(5)OH2/PtOHBACK•请判断下列转化是否能实现，请简述理由。基团的保护和去保护(6)BrOHMgCO2H3+OCOOHOH(7)BrCOOCH3NaOHH2OCOOCH3BACK•羟基的保护基团的保护和去保护ROHCH2BrNaOHROCH2ROHCH2OH+ROHCH3+苄基醚H2PdH3+OBACK-OHC6H5COClOH-,H2O-OCOC6H5•羟基的保护基团的保护和去保护HBaseHHOH2COHOHHHO+CClMeOCOCH2MeO吡啶20℃HBaseHOHOHHHOCOHMeO+80％乙酸或吡啶－乙酸HBaseHHOH2COHOHHHOBACK•氨基的保护基团的保护和去保护ClOONHNOORHNOHORHO+RNH2+CO2RNH2氨基甲酸酯AurathaneBACK-NH2C6H5COClH+orOH-,H2O-NHCOC6H5•氨基的保护基团的保护和去保护ONHORCOOHSOCl2ONHORCOClH2NCHCOOHR'ONHCHNOROCOOHR'H+OH+NHCHNOROCOOHR'HONH2CHNROHOOCR'ABA较B活泼先水解BACK•羧基的保护基团的保护和去保护OHO+OOH3+OOHOOOH3+OHO+OHO+CF3COOHBACK+ClCH2C6H5-COOH-COOCH2C6H5OH-,H2O一、格氏试剂的应用重要的有机合成方法：格氏试剂制备醇的归纳原料（1）产物伯醇仲醇叔醇甲醛，环氧乙烷格氏试剂原料（2）醛（甲醛除外）酮，酯（甲酸酯除外），酰卤剖析1原料(2)用环氧乙烷或取代环氧乙烷，在-碳和-碳之间切断。原料(2)不用环氧乙烷或取代环氧乙烷，在-碳和-碳之间切断。2带羟基部分来自原料(2),不带羟基部分来自原料(1)。3对称二级醇选用甲酸酯为原料(2)较好。有两个烃基相同的三级醇选用酯或酰卤为原料(2)较好。醇的制备——实例分析实例一制备(CH3)2CH—CH2—CH2—OH解一解二(CH3)2CHCH2MgX+CH2O(CH3)2CHCH2CH2OMgX无水醚(CH3)2CHCH2CH2OHH2O用甲醛在分子中引入羟甲基，制备伯醇(CH3)2CHMgX+(CH3)2CHCH2CH2OMgXH2O(CH3)2CHCH2CH2OHO无水醚用环氧乙烷在分子中引入羟乙基实例二制备(CH3)2CHCH2MgX+无水醚H+/H2O用醛制备仲醇(CH3)2CHCH2CHCH3OMgX(CH3)2CHCH2CHCH3OH(CH3)2CH—CH2—CH—CH3OHCH3CHO实例三COHCH3C2H5制备CH3CClOAlCl3CCH3OCH3CH2MgX无水醚H+H2OCOHCH3C2H5COMgXCH3C2H5+用酮制备叔醇二、芳香重氮盐的应用应用：在合成中，借用氨基定位。CH3CH3ClCH3ClNHCCH3OH3PO2HNO3还原乙酰化H3+OHNO2Cl2由苯制备1，3，5－三溴苯NH2NH2BrBrBrN2Cl-BrBrBrH3PO2BrBrBr[H]Br2/H2OHNO2HClNO2苯甲酸制2，4，6－三溴苯甲酸COOHCOOHBrBrBrCOOHBrBrBrH3PO2BrBrBr[H]Br2/H2OHNO2HClCOOHCOOHNO2NH2NH2N2Cl-COOH甲苯制间溴甲苯或间硝基甲苯CH3CH3NO2CH3NH2CH3NHOCCH3CH3NHOCCH3BrCH3Br[H]CH3COClBr2CH3CH3NO2CH3NH2CH3NHOCCH3[H]CH3COClHNO3/H2SO4CH3NO2NHOCCH3H3O+CH3NH2NO2CH3NO2由苯制备间二溴苯。由硝基苯制备2,6-二溴苯甲酸NO2FeHNH2(CH3CO)2ONHCOCH3HNO3干乙酸NHCOCH3NO2OHH2ONH2NO2FeBr2NH2NO2BrBrNaNO2H2SO4N2HSO4NO2BrBrCuCNKCNCNNO2BrBrH3OCOOHNO2BrBrFeHClNaNO2HClH3PO2H2O三、丙二酸酯和三乙的应用丙二酸酯在有机合成中的应用（1）制法CH3COOHPCl2CH2COOHClNaCNNaOHCH2COONaCNC2H5OHH2SO4CH2COOC2H5COOC2H5（2）性质COOC2H5COOC2H5CH2NaOC2H5NaCOOC2H5COOC2H5CHpKa=13CH3CH2CHCOOHCH3COOHCH2CH2CH2COOHCH2COOHCH3CH2CHCOOHCH2COOH引入原有原有原有原有引入引入引入用丙二酸二乙酯法合成下列化合物，其结构分析如下：丙二酸二乙酯的上述性质在有机合成上广泛用于合成各种类型的羧酸（一取代乙酸，二取代乙酸，环烷基甲酸，二元羧酸等）。丙二酸二乙酯在有机合成中的应用CH2COOC2H5COOC2H5C2H5ONaCHCOOC2H5COOC2H5_CH3CH2BrCH3CH2CHCOOC2H5COOC2H51)C2H5ONa2)CH3ICH3CH2CCH3COOC2H5COOC2H51)OH-2)H+CH3CH2CCH3COOHCOOH-CO2CH3CH2CHCOOHCH32CH2(COOC2H5)2C2H5ONa2CH(COOC2H5)2_BrCH2CH2BrCH2CH(COOC2H5)2CH2CH(COOC2H5)2CH2CH2COOHCH2CH2COOH1)OH-2)H+-CO21、2、CH2(COOC2H5)22C2H5ONaBr(CH2)4BrCOOC2H5COOC2H51)OH-2)H+COOHCH2COOC2H5COOC2H5C2H5ONaCHCOOC2H5COOC2H5_CH3CH2BrCH3CH2CHCOOC2H5COOC2H51)C2H5ONa2)ClCH2CO2NaCH3CH2CCH2COONaCOOC2H5COOC2H51)OH-2)H+CH3CH2CCH2COOHCOOHCOOH-CO2CH3CH2CHCOOHCH2COOH3、4、CH2(COOEt)2BrCH(COOEt)2ClCH2CH2SCH3NKOON-CH(COOEt)2OONH-C-CH2CH2SCH3COO-OCOO-COO-N-C-CH2CH2SCH3OOCOOEtCOOEtH3N+-CH-CH2CH2SCH3COO-HClBr2CCl4NaNaOH蛋氨酸（50%）烷基化丙二酸酯法合成氨基酸乙酰乙酸乙酯在合成中的应用1.以乙酸乙酯为原料合成4-苯基-2-丁酮CH3CCHCOOC2H5ONa+CH3CCHCOOC2H5OCH2C6H5CH3CCHCOOHOCH2C6H5CH3CCH2CH2C6H5OCH3COOC2H5RONa(1mol)C6H5CH2Cl1稀OH-2H+-CO2CH3CCH2CH2C6H5O2.选用不超过4个碳的合适原料制备CH3CCHCOOC2H5O(CH2)4BrBrCH3CCCOOC2H5O2CH3COOC2H5C2H5ONaCH3CCHCOOC2H5ONa+C2H5ONaCH3COCOOC2H5CH3COCOOHBr(CH2)4Br分子内的亲核取代稀-OHH+-CO2CCH3OCCH3O3.制备CH3C-C-COOEtOCH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CHCOOHCH3CH3CH2CH2CHCOOHCH3H+NaOEtEtOHNaOEtEtOHCH3ICH3CH2CH2BrOH-（浓）+CH3COOH酸式分解2CH3COOC2H54.选用合适的原料制备下列结构的化合物。CH3CCH2CH2CH2COHOOCH3CCH2COEtOOEtO-ClCH2CH2COEtOCH3C-CH-COOEtOCH2CH2COOC2H5OH-H+H2O-CO2CH3CCH2CH2CH2CCH3+CH3COOHOOCH3CCH2COEtOOEtO-ClCH2CH2CCH3OCH3C-CH-COOEtOCH2CH2CCH3OH-H+H2O-CO2OCH3CCH2CH2CH2COHOOCH3CCH2CH2CH2CCH3OO四逆合成原理逆合成原理是以合成子概念和切断法为基础，从目标化合物出发；通过官能团转换或键的切断；去寻找一个又一个前体分子（合成子），直至前体分子为最易得的原料为止，这是完成合成设计的一条有效途径。逆合成分析过程包括：1识别目标分子：2对目标分子进行逆向分析；3制定合成路线切断：一种分析法，这种方法是将分子中的一个键切断使目标分子转变成为一种可能的原料；官能团互换：把一个官能团换写成另一个官能团，以使切断成为可能的一种方法；通常用FGI表示。合成等价物：一种能起合成子作用的试剂。合成子常由于其本身太不稳定而不能直接使用；合成子：在切断时所得出的概念性的分子碎片，通常是个离子；目标分子：最终要合成的分子；通常用TM表