重要化合物的切断分析
有机合成---切断
2.HCl
6)4-酮酸
O CO2H O
+
CH2CO2H
TM7
合成
O
O X
+
CH2(CO2Et)2
Br2 AcOH
O Br O CO2Et
CH2(CO2Et)2
NaOEt
1.HO TM7 2.H
[CH(CO2Et)2] Na
CO2Et
7)1,6-二羰基化合物
O Ph
1,6-二羰基
CO2H
Ph
FGI
+
CHO HO MgBr
合成
+
CHO MgBr
PBr3 H
HO NH
2.Mg
BrMg
1.CO2 2.H
SOCl2
Cl
TM2
O
第二节 二基团切断
1. 1,3-氧化了的碳架
OH O
Aldol
O
O
+
H O
FGI
OH
O
O R
O R' R
O
O
O
O
O Et O
+
R' R Cl
+
R'
O R
O O
Claisen
Claisen
MCPBA R
O O
+
O Ph OH Ph
4) 1,4-二羰基化合物
O O O
+
O
O X
O
O
+
OEt
通过烯胺的烷基化
O O O O
+
X
O
合成
TM4
O N H N Br O N O
碱裂解法原理及步骤总结
碱裂解法原理及步骤总结碱裂解法是一种用碱性溶液将有机化合物切断成低分子量的碱式盐和碱相应的酸的方法。
主要适用于具有羧基、酰基、酮基或亚胺基等反应活性基团的有机化合物。
下面将对碱裂解法的原理及步骤做详细总结。
一、原理:碱裂解法通过与碱溶液反应将有机化合物的化学键切断,并生成碱式盐和碱相应的酸。
当有机化合物中存在可被碱性溶液中的碱捕获的反应活性基团时,碱裂解反应往往会发生。
碱裂解反应原理示例:RCOOH+NaOH→RCOONa+H2O二、步骤:1.准备实验物质:将待反应的有机化合物准备好,以及所需的碱性溶液、溶剂等。
2.溶解有机化合物:将有机化合物溶解于适合的溶剂中,以便与碱性溶液充分反应。
3.加入碱性溶液:将溶解好的有机化合物溶液缓慢地滴加到已经准备好的碱性溶液中,同时进行搅拌。
4.调节反应条件:根据具体的化合物和反应条件要求,可以调节反应的温度、时间、pH等参数。
5.反应完成后处理:反应结束后,可以采取不同的方法进行处理,如中和、等温或冷却结晶、萃取等操作。
6.产物分离与收集:根据需求,可将产物进行分离和收集,如过滤、蒸馏、提取等操作。
7.产物液相分析:对分离和收集的产物进行液相分析,可采用纸层析、薄层色谱等方法进行验证和鉴定。
8.产物固相分析:对于产物为固体的情况,可采用质谱、红外光谱等方法进行分析。
9.结果记录与总结:将实验结果进行记录,并进行总结和分析。
10.实验后处理:对实验设备进行清洗和消毒,将废弃物进行妥善处理。
总结:碱裂解法是通过碱性溶液将有机化合物的化学键切断,生成碱式盐和碱相应的酸的方法。
其原理是有机化合物中存在的反应活性基团与碱性溶液反应,从而发生裂解反应。
具体的步骤包括溶解有机化合物、加入碱性溶液、调节反应条件、处理反应产物、分离和收集产物、分析产物等。
碱裂解法在有机合成中具有重要的意义,常用于合成具有特定功能的有机化合物。
氨基 断开试剂
氨基断开试剂
以氨基断开试剂为题,我想给大家介绍一种在化学实验中常用的试剂,它能够帮助我们实现氨基的断开。
在有机合成中,氨基的断开对于构建新的分子结构非常重要,因此氨基断开试剂在化学研究和应用中具有广泛的应用价值。
氨基断开试剂是一类化合物,可以与氨基发生反应,使其从分子中断开。
常用的氨基断开试剂有酸、碱和氧化剂等。
其中,酸是最常见的氨基断开试剂之一。
在有机合成中,酸通常被用来断开氨基。
酸能够提供质子(H+),这些质子与氨基中的孤对电子发生作用,使氨基在分子中断开。
这种断开反应可以通过酸催化、酸溶剂或酸性条件下进行。
碱也是一种常用的氨基断开试剂。
碱可以提供氢氧根离子(OH-),与氨基中的质子发生反应,从而断开氨基。
碱性条件下,氨基的断开反应通常比较容易进行。
除了酸和碱,氧化剂也可以用作氨基断开试剂。
氧化剂能够通过氧化作用,使氨基从分子中断开。
这种断开反应通常需要较高的反应温度和氧化剂的存在。
总的来说,氨基断开试剂在有机合成中起到了至关重要的作用。
它们能够帮助化学家们实现氨基的断开,从而构建新的分子结构。
通过选择合适的氨基断开试剂,并根据实验条件的不同进行反应控制,
化学家们可以合成出各种各样的有机化合物,为化学研究和应用提供了重要的支持。
希望通过以上的介绍,大家对氨基断开试剂有了更深入的了解。
无论是在实验室中还是在工业生产中,氨基断开试剂都是不可或缺的工具,它们的应用将进一步推动有机化学的发展,为我们带来更多的科学进步和应用创新。
2.1 切断法解析
室中均感不便,而
采用(2 )为中间 体的路线虽然长些
但却较为简单。这
条路线还算较短, 便用的是廉价起始
原料,而且每步给
出高产率。
设计一个合成的例行程序
1. 分析
认出目标分子中的官能团 用相当于已知和可靠的反应进行切断 进行切断以到达易于取得的起始原料
2. 合成
根据分析写出合成计划,加进试剂和条件 根据实验室中遇到的失败和成功,修改计划
第二章 切断法
• 本书旨在帮助你自行设计合成而不着重于讲述他人所设计 的合成。但书中包括许多他人工作的实例,因为在任何书 里借助例题学习知识始终是重要的。本章先展示一下以后 要发生的情景,以便让你不必过多关心合成的细节而要着 重关心合成之通法。
• 酮(1 )是个从廉价起始原料成吨地生产的重要工业化学 献,并被用于合成维生素A 和某些食用香精和香料。 高压、高温在实验
• 这些碎片(3 )和(4)都是合成子― 它们是想象中的碎片,可能被 牵涉到反应之中,也可能不被卷入,但它们都有助于使我们明白该用 哪些试剂。此处碰巧(4)是合成中的一个中间体,而不是(3 )。 分析完成后,必须以实际所用的试剂来代替合成子。一个负离子型合 成子的试剂往往是相应的烃;一个正离子型合成子的试剂往往是相应 的卤代物。
• 芳香腈(15)可
以极容易地按重 氮法加以切断。 由重氮盐的亲核 取代反应而制得 的芳族化合物
• 卤代物的亲核取代反应
• 只有当邻位和对位存在硝基或类似的吸电子基团时卤原子 才可能从芳环上被取代出来。幸运的是这种化合物易于通 过硝化反应制得:
• 如三氟拉灵B (17)之类的芽前除草剂可作为这条路线的优 秀代表。氨基可按此法引入,而两个硝基则可通过直接硝 化加以引进。起始原料( 18 )的合成将在第三章中加以 讨论。
五唑钠的制备工艺及C─N键切断机理
五唑钠的制备工艺及C ─N 键切断机理邵艳丽1,王乾1,王鹏程1,张晓鹏2,姜振明2,陆明1(1.南京理工大学化工学院,江苏南京210094;2.甘肃银光化学工业集团有限公司,甘肃白银730999)摘要:以2,6‑二甲基‑4‑五唑基苯酚钠盐为原料,间氯过氧苯甲酸(m ‑CPBA )与甘氨酸亚铁(Fe (Gly )2)为氧化切断试剂和稳定催化剂,在低温条件下成功合成了五唑钠;探索了芳基五唑氧化切断C —N 键的反应条件:芳基五唑、Fe (Gly )2与m ‑CPBA 摩尔比为1∶3∶4.5,反应时间24h ,反应温度-45℃,粗品收率为28%;探索了不同氧化切割试剂对五唑钠产率的影响,并分析了五唑钠产率低的原因;利用X‑射线单晶衍射仪(X‑ray single crystal diffractometer ,XRD )、核磁(15N NMR 和1H NMR )、元素分析、红外、质谱等对五唑钠和芳基五唑切断副产物(2,6‑二甲基对苯醌)的结构进行了表征;并在此基础上推测分析了m ‑CPBA 与Fe (Gly )2氧化切断芳基五唑C —N 键的机理历程。
关键词:离子型全氮含能材料;五唑钠;制备工艺;C —N 键切断机理中图分类号:TJ55;O62文献标志码:ADOI :10.11943/CJEM20181171引言全氮类含能材料分子具有高密度、高生成焓、分解产物无污染(仅有N 2的释放)等优点[1-3],有希望成为新一代超高能含能材料。
其中N 5-是最具有代表性的离子型全氮化合物之一,国内外科研人员在N 5-合成方面进行了广泛的探索[4],但一直未取得突破性进展。
量子化学计算表明[5-8],N 5-因其环状共轭结构而具有芳香性,是全氮阴离子中相对稳定的结构,有望被合成并作为高能密度材料应用于发射药、推进剂和航空航天领域。
1956年,Huisgen 等[9]首次成功合成了低温下稳定存在的芳基五唑化合物,之后多种稳定存在的芳基五唑被陆续合成[10-14]。
总结各类化合物的切断经验规律
总结各类化合物的切断经验规律在化学这个迷人的世界里,化合物就像一群活泼的小精灵,每个都有自己独特的性格和故事。
说到切断,嘿,那可是一门艺术,化学家们可是小心翼翼地在玩这个“解谜游戏”。
不同的化合物,各自的切断经验规律,简直就是一条条秘密的密码,我们来一起揭开这些神秘的面纱,看看它们背后到底藏着什么样的玄机。
大家要知道,化合物的结构就像一座座精美的建筑,原子就是这座建筑里的砖瓦。
想要在这栋楼里找到切断的关键,首先得了解它的布局。
比如,碳氢键就像是那根扎实的钢筋,特别耐用,要切断可不是随便来一下的。
这就像你要撬开一扇门,得用点儿力气,得找对地方。
通常,电负性高的原子和金属离子喜欢把键“捏”得紧紧的,所以,想要切断它们,可得先施加点儿“感情”,让它们“心甘情愿”地放手。
再说说那些氧和氮的化合物。
这两位可是化学界的常客,氧就像个喜欢吹牛的邻居,常常跟别的原子“交朋友”,形成各种各样的官能团。
而氮则是个神秘的角色,总是出其不意,搞得人心慌。
切断这些化合物的键,就像和这两个“高手”交手,你得灵活运用各种技巧。
一点儿酸性或碱性环境,就能让它们乖乖“投降”,放弃原来的身份,乖乖地变成新的化合物。
再说说那些大名鼎鼎的芳香族化合物。
哎,这些可真是“老狐狸”,它们的结构复杂得很,分子间的共轭效应让它们不容易被切断。
就像是老爸的老烟斗,外表看似简单,里面的学问可大着呢。
处理这些家伙的时候,往往需要用到强力的试剂,甚至还得加点儿热量,才能让它们乖乖“上钩”。
记住,适度的温度就像烤肉时的火候,太热了可就糊了,太冷了又不熟,得掌握好那个“度”。
说到这里,大家可能会想,那切断的条件到底是什么呢?化合物的切断和反应条件密不可分。
温度、压力、溶剂,这些都像调料一样,缺一不可。
就像做饭,有时候加点盐,味道就能立马提升,反之,忘了加就没味儿。
选择合适的反应条件,才能让化合物“乖乖”听话。
有人说,反应条件就像个化学的“招数”,你得学会灵活运用,才能在实验室里游刃有余。
有机合成切断法
有机合成切断法一、概述有机合成切断法是有机化学中的一种重要方法,它通过将分子中的某个键切断,然后在切断后的两个碎片上进行不同的化学反应,从而得到目标化合物。
该方法在有机合成领域得到了广泛应用,尤其是在天然产物合成和药物合成中。
二、切断方法1. 氧化还原法氧化还原法是一种常见的有机合成切断法。
该方法通过氧化或还原分子中的某个键来实现分子裂解。
例如,将醛或酮还原为相应的醇或烷基化试剂时,就可以使用氢气和催化剂(如铂或钯),将C=O键还原为C-OH键。
另外,在糖类和核苷酸类天然产物的合成中也常使用该方法。
2. 酸碱催化法酸碱催化法是另一种常见的有机合成切断法。
该方法通过加入酸或碱来促进分子中某个键的裂解。
例如,在糖类和核苷酸类天然产物的合成中,通常使用硫酸等强酸作为催化剂来加速分子中的糖苷键或磷酸二酯键的裂解。
3. 金属催化法金属催化法是一种新兴的有机合成切断法。
该方法通过加入金属催化剂来促进分子中某个键的裂解。
例如,在芳香族化合物的合成中,通常使用钯、铑等过渡金属作为催化剂来加速芳香族取代反应。
三、应用实例1. 天然产物合成有机合成切断法在天然产物合成中得到了广泛应用。
例如,在紫杉醇的合成过程中,就采用了氧化还原法和酸碱催化法。
首先将天然产物毒蕈碱与丙酮进行氧化还原反应,得到毒蕈碱衍生物;然后再将其与苯甲醛进行酸碱催化反应,得到紫杉醇前体。
2. 药物合成有机合成切断法在药物合成中也得到了广泛应用。
例如,在阿司匹林的制备过程中,就采用了氧化还原法和酸碱催化法。
首先将水杨酸与乙酸酐进行氧化还原反应,得到水杨酸乙酯;然后再将其与乙酰氯进行酸碱催化反应,得到阿司匹林。
四、总结有机合成切断法是一种重要的有机合成方法,它通过切断分子中的某个键来实现分子裂解,并在切断后的两个碎片上进行不同的化学反应,从而得到目标化合物。
该方法在天然产物合成和药物合成中得到了广泛应用。
常见的有机合成切断法包括氧化还原法、酸碱催化法和金属催化法。
有机原理逆合成分析和分子的切断
规范操作
应急处理
严格按照操作规程进行实验,避免产生高 温、高压、易燃易爆等危险情况。
在实验过程中如发生意外事故,应立即采 取适当的应急处理措施,并及时向实验室 管理人员报告。有机化学实验的环保来自求减少试剂和材料的消耗
合理安排实验步骤,减少不必要的试剂和材 料的消耗,降低对环境的影响。
废弃物分类处理
详细描述
有机化学主要研究有机化合物的分子 结构、性质、反应机理以及合成方法 ,涉及到碳氢化合物及其衍生物等有 机物的组成、结构和性质。
有机化学的重要性
总结词
有机化学在人类生产生活和科技发展 中具有重要意义,涉及到能源、材料、 医药、农业等多个领域。
详细描述
有机化学为人类提供了丰富的化学品 和材料,如塑料、纤维、橡胶等,同 时也在医药、农药、香料等领域发挥 着重要作用。
副产物处理
通过分离、回收等方法,减少副产物的生成,降低环 境污染。
06
有机化学中的实验操作和注意 事项
有机化学实验的基本操作
实验前的准备
确保实验室内环境整洁,检查实验器 材是否齐全、完好,准备好所需的试 剂和材料。
实验操作规范
遵循实验操作规程,按照正确的步骤 进行实验,避免出现操作失误。
实验记录
有机原理逆合成分析和分子的切 断
目录
• 有机化学简介 • 逆合成分析 • 分子的切断 • 有机化学中的反应机理 • 有机化学中的合成路线设计 • 有机化学中的实验操作和注意事项
01
有机化学简介
有机化学的定义
总结词
有机化学是一门研究有机化合物的组 成、结构、性质、合成方法以及相关 理论和应用的科学。
有机化学中的反应机理
反应机理的定义
化学键切断与重组的实验操作与机理解析
化学键切断与重组的实验操作与机理解析化学键切断与重组是现代有机化学中的重要反应类型之一。
通过这种反应,可以将一个化合物转化为另一个化合物,并且可以改变分子结构和性质。
在本文中,我们将介绍一种常用的化学键切断与重组的实验操作,以及其机理解析。
实验操作:一种常见的化学键切断与重组实验操作是酯水解反应。
具体步骤如下:1. 首先,准备所需的试剂和设备,包括酯化合物、酸或碱催化剂、溶剂、反应容器和加热设备。
2. 将酯化合物溶解在适量的溶剂中,并加入酸或碱催化剂。
3. 将反应混合物加热至适宜的反应温度,并保持一定时间。
4. 反应结束后,将反应混合物冷却,并进行产物的分离纯化。
5. 最后,对产物进行表征分析,如质谱、红外光谱等。
机理解析:酯水解反应的机理解析如下:1. 首先,酸或碱催化剂离子化,生成相应的阳离子和阴离子。
2. 阳离子或阴离子中的负电荷会攻击酯中的羰基碳,形成一个稳定的中间体。
3. 中间体进一步分解,形成一个酸或碱中间体离子和一个非离子产物。
4. 中间体离子经过质子转移反应,生成酸或碱的中间体。
5. 生成的酸或碱中间体再次攻击酯中的羰基碳,形成另一个稳定的中间体。
6. 这一过程反复进行,直到最终生成产物。
通过实验操作和机理解析,我们可以了解到化学键切断与重组的原理和过程。
这种反应对于有机合成和药物研究非常重要,可以用于合成复杂有机分子和改善药物的效果和性质。
除了酯水解反应,还有许多其他类型的化学键切断与重组反应,如亲核取代反应、氧化还原反应等。
每种反应都有其独特的实验操作和机理解析。
在进行化学键切断与重组的实验操作时,需要注意以下几点:1. 选择合适的反应条件,包括温度、催化剂、反应时间等,以确保反应可以顺利进行。
2. 需要注意安全性,如化学品的存储、使用防护手套和面具等。
3. 需要仔细记录实验数据,以便后续分析和研究。
化学键切断与重组是一种重要的化学反应类型,可以在有机合成和药物研究中发挥重要作用。
7.1 一基团C 一C 切断I :醇解析
• 以酮(16)为实例。借助FGI,倒退至醇(17),接着再 通过切断支链得到醛(18) ,后者可如法炮制。
合成
三、羧酸
• 在这一氧化级进行直接切断是可能的,因为CO2只与格式试剂反应一 次。此法可作为腈之水解之补充,因为切断是一样的但极性是不同的。 为此,叔烷基酸(19)不能用腈水解法制备,因为在叔碳原子上进行 取代肯定是困难的。格氏法则进行得很好。
合成
四、重复法
• 格氏法合成醇的起始原料是烷基卤和醛、酮。这些起始原 料本身则通过取代反应和氧化反应由醇制得,因此用重复 法(反复几次)合成一个大的分子是可能的。
• 一 个 简 单 的 例 子 是 醇 ( 36 ) 。 格 氏 切 断 给 出 烷 基 卤 ( 37 ),它是从另一醇( 38 )制得的,( 38 )则又可用 另一格氏反应制成。分析
• 醇(12)可作香料,它的醋酸酯具有一种“幽谷风信子般 的独特的飘香”。此醇可有两种切断方式。按照这两种切 断法所作的合成均是成功的。 • 分析
• 肌肉松弛剂派林道尔( 13)使人想到可将它的两个苯全都 切断以给出酯(14),后者很易从哌啶(15)和一个丙烯酸 酯制得。
合成
二、醛和酮的合成 由本切断法通向醛和酮的最易的途径是将相应醇进行氧化。• 合成源自 对于烯丙基卤和苄基卤,腈水解法较好
合成实例:化合物(23)
7.1.2 1,2 C 一C 切断
一、醇的合成 • 如果该环氧化物的取代基并不太多的话。用于香料的醇 (27)可按此法制取。
二、羰基化合物的合成
羰基化合物又可从醇通过氧化而得,故可使用同样的切断。
• 酸(28)可作为一个例子。分析
• 有时需在 格氏反应 步骤之前 或后作进 一步的切 断或FGI
6.4 常见有机化合物的逆向切断方法
(逆合成分析Retrosynthetic Analysis)
实例分析:——1,6-二羰基碳架
可以转化为环己烯类化合物进行逆合成设计
R O O R R R
HOOC HOOC
COOH COOH TM31
HOOC
COOH
O
O
O
+
(逆合成分析Retrosynthetic Analysis)
实例分析:—茉莉酮Jasmone
(逆合成分析Retrosynthetic Analysis)
实例6: ——醇的衍生物逆合成分析
OAc
OH
Ph TM6
Ph
Ph
Ph
Ph MgBr
O + H
OEt + MgBr
Ph
Ph OH
MgBr
+
O
使用合适的起始原料是十分关键的。
(逆合成分析Retrosynthetic Analysis)
(2) PBr3 Br
CH2(COOEt)2 EtO-, EtOH
COOEt COOEt
(1) OH(2) H3O+
COOH TM13
(逆合成分析Retrosynthetic Analysis)
五)羧酸衍生物的逆合成分析
N
NH
O TM14
+
HO O
O
CO2
+
BrMg
OC2H5 OC2H5 O
+
(逆合成分析Retrosynthetic Analysis)
实例1
Ph Ph
+
OH
B
MgBr
O OEt
TM2
有机合成切断法探讨
有机合成切断法探讨
有机合成切断法的核心是引入易于切断的官能团。
常用的官能团有烷氧基、苯甲醚基、酰胺基等。
这些官能团容易被还原剂或酸性条件下切断,从而导致相应的反应发生。
有机合成切断法的应用范围很广。
例如,在药物合成中,可以使用有机合成切断法来实现目标分子的合成。
此外,在功能材料合成中,有机合成切断法也被广泛应用。
例如,在聚合物材料的制备中,可以利用有机合成切断法来实现分子量的控制和精确结构的构建。
总之,有机合成切断法是一种非常重要的有机合成方法。
它可以实现有机化合物的选择性切断反应,为药物合成、功能材料合成等领域提供了有力的支持。
- 1 -。
中学化学有机物断键全解
读书破万卷下笔如有神中学有机化学“断键”全解一.取代反应1.卤代反应:C—H键断裂CH CH + ClCl + HCl①烷烃的卤代:324反应条件:光照、纯卤素②苯的卤代:)反应条件:液溴、催化剂(FeBr3③苯的同系物的卤代:) 反应条件:液溴、催化剂(FeBr3④酚的卤代:反应条件:浓溴水O⑤醇的卤代:CH O H + HBrCHBr + H22525反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂,加热 H键断裂2.硝化反应:C—①苯的硝化 55—60℃反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂,水浴加热②苯的同系物的硝化反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂,加热③酚的硝化反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂键断裂键、醇中的—OO—H.酯化反应:羧酸中的3C CHCHCCH OO H + COH CH OO CH + H O2322533反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂,加热.水解反应4 断裂X—C①卤代烃的水解:读书破万卷下笔如有神O CHHBr + HOH + HBrC55222反应条件:强碱NaOH的水溶液,加热②酯的水解:C—O键断裂℃70—80反应条件:稀硫酸作催化剂,水浴加热键断裂C—N③蛋白质的水解:酰氨键中键与另一醇分子中与羟基相连C—O5.醇与醇分子间脱水:醇分子中的的—H键发生断裂碳原子上的C O + H CHCHOCHCH CHOH 2CH22233 32℃反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂,加热140 .置换反应:6键断裂①醇的置换反应:O—H 2CHCHONa + H↑2 CHCHOH + 2 Na →23322) 、Li等Ca、Na、Mg、Al(K反应条件:活泼金属、键断裂H②酚的置换反应:O—等Al、Li),熔化的苯酚、反应条件:活泼金属(K、CaNa、Mg、③羧酸的置换反应:O—H键断裂(CH↑COO)Zn + H2CHCOOH + Zn →2332反应条件:氢以前的活泼金属 C键断裂7.羧酸盐的脱羧反应:C— Na + Na O H CH↑CO+ NaCCH OO3324反应条件:羧酸盐无水,加热 H键断裂.复分解反应:8C —COOH + NaOH ①中和反应:R→ R COONa + HO2→R②羧基的检验:COOH + NaHCO R O + COCOONa + H↑223.读书破万卷下笔如有神二.加成反应中的一个键1.烯烃的加成反应:断裂CHCHOH + H①与水的加成:CH=CHO 22 223CHBrCHBrCH=CH+ Br→②与卤素的加成:222 2 2Cl CHCHCH③与卤代烃的加成:=CH+ HCl22 23CHCHCH=CH+ H ④与氢气的加成:3222 3中的一个键或二个键.炔烃:断裂2①与水的加成:②与卤素的加成:③与卤代烃的加成:④与氢气的加成:3.苯及苯的同系物的加成:断裂苯环上的特殊化学键.醛的加成:断裂碳氧双键中的一个键4三.消去反应:键及与羟基所在碳原子相邻的碳—O.醇的消去反应:羟基与碳相连的1C H上的C—键断裂↑CH CHCHOH ==CH+ HO 23222反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂,加热170℃键及与卤素原子所在碳原子相邻的碳XC2.卤代烃的消去反应:卤代烃—键断裂—上的CH O CHCH↑==CH+ NaCl + HCH Cl + NaOH 22232的醇溶液,加热NaOH反应条件:强碱.读书破万卷下笔如有神四.氧化反应:1.剧烈氧化(有机物的燃烧):断裂分子中所有化学键2COCHOH + 3O +3 HOCH22232.控制氧化2CH①醇的催化氧化:醇羟基上的C—键及与羟基所在碳原子相邻的碳上的—H键断裂O 2CHCHO + H 2 CHCHOH + O 23223 H键②醛的催化氧化:断裂醛基上的C—H RCOO —2R CHO + O 2—CH键③醛的银镜反应:断裂醛基上的O +HRCOONHCHO + 2Ag(NH)OH+ 3NH +2Ag↓R—24323反应条件:现配的银氨溶液,水浴加热反应:断裂醛基上的④醛与新制的Cu(O H)C—H键2O + 2H RCOOH + CuO↓—R CHO +2Cu(O H)222悬浊液,加热反应条件:新配的Cu(O H)2—C键—⑤苯的同系物与酸性KMn O 反应:断裂苯环侧链上的CH、C4⑥烯烃的催化氧化:断裂中的一个键断裂CHCHO +OCH=CH 3222—⑦丁烷的催化氧化:CC断裂O + 5O CHCHCHCH COOH + 2 H 4 CH 22332 32五、聚合反应:1.加聚反应:断裂中的一个键断裂①烯烃的加聚:②卤烯烃的加聚:③不饱和羧酸的加聚:读书破万卷下笔如有神2.缩聚反应:①酚醛缩聚:酚羟基上的C—H与醛基上的C==O键断裂H键断裂键与氨基中N—C②氨基酸缩聚:羧基中—O—O键断裂C③脂化缩聚:醇羟基上的O—H与羧基上的六、分解与裂化、裂解 1.分解反应 H键①甲烷的分解:断裂C—℃反应条件:隔绝空气,加热到1000—1500中的二个键全断裂②烯烃的臭氧分解:中的三个键全断裂③炔烃的臭氧分解:键断裂.裂化与裂解:C—C2H C+ CH CH CHCHCH62 223 4 23七、颜色反应3+ O显蓝色:酚羟基上的酚遇Fe—H键断裂。
[理学]有机合成切断法简述
第七章:极性反转,环化反应,策略小结
1、极性反转:环氧化物和α-卤代羰基化合物(酮和酸)的合成。
2、环化反应:分子内的环化反应一般进行的比较好。 3、策略小结: (1)分析 1)在目标分子中找出主要的官能团。 2)用已知的可靠的反应进行切断,若需要是利用官能团转化找到 合适的官能团。 切断: (A) : 连接芳香环和分子其他部分的键, 如Ar-X, Ar-C;(B):所有的C-X键,尤其是与酰基相连的键RCO-X,用双基团 切断,饱和环中易于关环的。 3)再次强调原料易得的重要性。 (2)合成 1)按顺序画出合成路线,并添加所有的试剂和反应条件。 2)检查顺序是否合理。 3)检查化学选择性是否合理,若有必要添加保护基。 4)修正路线。 逆合成路线:
HO OH HO NHtBu HO O HO NHtBu HO O HO Br
HO O HO Cl
O
HO
HO2C HO
+ HO
实际路线:
HO2C HO
Ac2O
HO2C O O
AlCl3 HO2C
HO
O
Br2 CHCl3
HO2C HO
O Br
HNBut
Ph
HO2C HO
OH
Ph
LiAlH4
HO O HO
第九章:保护基
1、一个适宜的保护剂所必需的性质: (1)容易接上。 (2)对那些与未保护官能团反应的试剂是惰性的。 (3)容易脱除。 2、醚和酰胺作为保护剂:用来保护醇羟基和胺,但有一个缺点就是对 一般化合物除去时需要剧烈的条件,因此被保护的化合物要有足够的稳 定性。 3、利用一些稳定性较弱的醚或酰胺作为保护基可以避免脱除时所必需 的剧烈条件。 (1)例如二氢吡喃DHP可以将醇转变为实质上为缩醛的一种醚加以保护, 由于C-O键较弱,在弱酸条件下就可以脱保护。
第二章:单官能团的切断
H2/P d/BaSO 4
CH3CH2
4 Disconnection of Aromatic Ketone
将醇切断成羰基化合物和Grignard试剂----第一种主要切割 将烯键切断成羰基化合物和Wittig试剂----第二种主要切断 将芳香环上脂肪侧链切断---第三种主要切断
O
O
MeO
MeO
Cl
Useless
FGI
OH
FGI
OH
×
1. Mg,Et2O
Br 2. Me2CO
OH
H3PO3
( 2)
Wittig Reaction O PPh3
PPh3 OHC
CHO Ph3P
CHO
CHO
Br
PPh3
Base
PPh3
切断:1)合理。2)简单。3)原料易得
Exercise
Ph Ph
[切断]
Ph Ph
[合成]
CO2Et CO2Et
(1) 4 P hMgBr (2) H3O+ TM16
another way ?
(5) 烯烃逆推到醇
H3 C H3 C
CH 2 Ph
[分析]
a
H3C H3C
H3C H3C H3C H3C OH
CH2Ph OH
CH2Ph
b
CH2Ph
H3C
O H3C
+
PhCH2CH2Br
Base CH2
CO2Et CH CO2Et
Example:
FGI
CH2CH2CH2CH3
O CCH2CH2CH3
O CCH2CH2CH3
O Cl CCH2CH2CH3
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CH3
Example 1:
3-甲基色酮的合成
CH3
O
CH3
CH3
O
OH O CH3
OH
O
CH3 + HCO2C2H5
Br (3) H3O ,加热
CH3CH2O-Na CO2C2H5 HCO C H 2 2 5 OH
CHO CO2C2H5
(1)CN(2)水解 COOH
COOH
逆合成分析:
Ph Ph OH CN + OH CHO OH OH C2H5O2C OH + CH2O OH
OHC
Synthesis:
CH2O CHO K2CO3 OHC HO2C (1)CN OH (2)OH-/H2O OH Ph Ph OH OH OH OH
CO2H
某些可能的负离子片段的相对稳定性可以用来指导进 行切断
O Ph BuO2C Ph CO2Bu
O O Ph BuO2C Ph CO2Bu Ph BuO2C CO2Bu + PhCCl
Ph
Br
+ BuO2C
CO2Bu
各种各样的甲基酮可以用甲酸酯和醇钠加以酰化,产物理 应为β-酮醛,但它们与α-羟亚基甲基酮成为互变异构体, 并几乎完全以后一种形式存在。
CH3COCH3 H
+
OH H3C C CH3 CH3
-H+
OH H3C C CH2
H3C C CH2 + H3C C OH OH
OH H2 H3C C C CH(CH3)2 OH -H+ O H2 CH3 H3C C C C CH3 OH
Examples
CH3CHO+CH3COCH3
稀NaOH , 低温 CH CHCH COCH 3 2 3 25% OH
+ CHO Ph
O
O OC2H5
O + CH3CO2C2H5
O
O
O O + CO2C2H5 CO2C2H5 O (1)KOH,H2O C2H5O2C OH (2)H3+O,加热 (67%~85%) EtONa C2H5OH C2H5O2C ONa O OH
O
OH
CO2C2H5 O + O O O O
OH
O
H
OH
Example 2:
2-苯基色酮的合成
O
O
Ph
O
O
O CH3 + PhCOCl
OH O
OH
Ph
OH
O
Ph
OH
O CH3 O
O
Ph
O
Ph
5、酯与RCN的缩合:生成β-Ketonitrile
Example 1
O O
C
OC2H5
传统方法,α-苯基乙酸乙酯不能由乙酰乙酸乙酯苯化得到?
O O O + OC2H5 CN C2H5ONa (63%~73%) CN
RCOOR' 酯
Examples
Ph
OH
Ph
Ph OH
Ph Ph
Ph
OH EtO O Ph Ph OEt +
3
Ph MgBr
Ph
Ph OH COOEt
2
COOEt MgBr +
+
β-羟基羰基化合物的切断
β-羟基羰基化合物可用羟醛缩合反应来制备:α -氢原子的醛、酮,在稀酸或稀碱的催化下,缩 合成β-羟基醛、酮。稀酸催化机理:
OH OH Ph FGR Ph O + Ph Ph3P
例2
H O O H H CO2CH3 + H H CO2CH3 FGI HO H CO2CH3 HO H CO2CH3 FGR
H
对称二醇可由游离基反应制取
OH OH O Mg-Hg 苯
OH OH
H+ R R
OH OH 2 O
O
O 反邻二叔醇重排
自缩合: 低产率 ???
β α H H3C C CH2CHO OH
H3C
CHO + H3C
CHO
OH O H
O H +
O H
CHO α β OH
CHO + CH2O
α,β-不饱和醛、酮的切断
β-羟基醛、酮脱水得到α,β-不饱和醛、酮的切 断。
R1 R2 R3
O
R1 O R2 + H2C
O R3
Ph
CN
Ph Ph O Ph Ph 碱
Ph
O +
Ph O Ph
Ph OH Ph
Ph
O CrO3
CrO3
Ph
OH
Ph
O
PhCH2MgBr + HCO2CH2CH3
2、α-羟基酮的切断
α-羟基酮的切断可由以下反应合成
OH
H C C O H2SO4 Hg2+
Na C R C CH2 OH CH R C CH3 O
3、不同酯间的缩合
两个不同的酯都有α-氢,自缩合和交差缩合导致 4种产物,无太大意义 一个酯有α-氢,另一个没有α-氢
Example 1
CO2CH2CH3 CO2CH2CH3 OCH2CH3 C O
Ph
Ph CO2CH2CH3
+
PhBr +
CO2CH2CH3 CO2CH2CH3
(Now it is OK) Catalysis!
CHCOCH2CH3
?
O
O CHO KOH,H2O + C6H5CH2CCH3
H C6H5CH C C CH2C6H5
具有相当丙二酸反应性的亚甲基化合物的反应
H H C C COOH 吡啶 + CH2(COOH)2 100oC OCH3 OCH3
CHO OCH3 OCH3
RCHO + H2C
R C CH CN + CO2 R C C H H COOH -CO2 CO2H -H2O
Example 2
α-乙草酰酯受热,放除CO(脱去羧基)的特性 在合成上有用 可以备不能由丙二酸酯烃化得到的一系列丙二酸 类化合物
Example A
O C OCH2CH3 C OCH2CH3 O O + CH3COCH2CH3 b CH3COCH2CO2CH2CH3 a COCH2CO2CH2CH3 CO2C2H5
+ O
CO2C2H5 O O O + CH2O O
2、曼尼希反应(Manich Reaction)
H O + H O + HCl NH O 加热 N O
+ HN
C6H5COCH3 + CH2O + (CH3)2NH
微量HCl 乙醇,回流2h (68%~72%)
C6H5COCH2CH2N(CH3)2
HCl+C2H5OH O O H2SO4 H 2O O
C
C
NH
OC2H5
OC2H5
Example 2
O O O
CN
H2SO4+H2O
CO2H
加热
Example 3
C2H5O O + CH3(CH2)6CN C2H5O C2H5ONa CH3(CH2)5CHCO2C2H5 CN
Example 4
CN
碱
CN
加热
其它使α-氢活化的方法 (含其它强吸电子基团)
CH3CH2CH2CHO + CH3NO2
冷NaOH水溶液 71%
H3H2CH2CHCH2 NO2 HO
1,3-二羰基化合物的切断
相同酯间的缩合 酯的分子内的缩合 不同酯间的缩合 酮与酮 酯与RCN的缩合
1、相同酯间的缩合
(1)CH3CH2OH/H+ (2)4PhMgBr
应用于氨基酸的合成
NH RCHO NH3 R CNR
NH2 CN R
NH2 COOH
苯偶姻(Benzoin)的合成
Ph C B H C N OH Ph OH C C NPh O Ph OH O Ph + CNOH
Ph
OH Ph C C NC O H
酮醇缩合:二酯的分子内反应生成1,2-二氧化 的碳架。
CO2C2H5 (CH2)n CO2C2H5
CO2C2H5 D-A +
C Na 二甲苯 (CH2)n
R O + CN H OH CO2H CO2H CN- + CHO 1,3-二羰基 CO2H Br HCO2CH2CH3 + CO2H + CH2COOH
-
R C H
CN OH
OH NaOH H3+O R CO2H
Synthesis
(1)CH3CH2O-Na CO2C2H5(2) CO2C2H5
+
O
OH O
O
+
O H
通过分子内的羟醛缩合的方法
环状α,β-不饱和酮 五员、六员环酮更容易形成 温和条件下(通常是碱),羟醛缩合产生醇,在较激烈的反应 条件下(酸或碱)则产生烯酮
OH O O
O
O
克莱森-史密特(Claisen-Schmidt)反应
CHO