第三章分子的拆开

有机合成设计
3.5
1,3－二羰基化合物的拆开
克莱森缩合包括以下几个方面：
1. 相同酯间的缩合：
有机合成设计
3.5
1，3－二羰基化合物的拆开
2．酯分子内缩合相同酯间的缩合：
O CO2Et O OEt CO2Et
CH3 CO2Et O CO2Et CO2Et O
在发生迪克曼缩合时， 是 α- 亚基而不是 α －次甲 基中的氢被酰基转换
+
O O
在 b 拆分中，使用酰氯比 a 中烷基溴活泼，且另外一个试剂的苯 环被活化，有利于反应的进行。显然，路线 b 优于路线 a 。
有机合成设计
3.2
2.
分子的拆开法和注意点
考虑问题要全面，要具有合理的反
应机理：
在判断分子的拆开部位时，考虑问题要全面。 例如，要考虑如何减少，甚至避免可能发生的副
有机合成设计
3.6
1，5－二羰基化合物的拆开
由此我们可以看出，这个反应制得的是1，5—二羰 基化合物，因此我们可以对任何这类化合物中的两个 中间键之一进行切断：
有机合成设计
3.6
1，5－二羰基化合物的拆开
有时两种切断中只有一种是可能的， 例如：合成
O
O
CO2Et
O
CO2Et
O
+
这样的拆分之所以好，因为： ① 它给出一个稳定的负离子； ② 两种原料都可以方便的用以前介绍的方法制备。
NO2
有机合成设计
3.5
1,3－二羰基化合物的拆开
克莱森（Claisen, R. T）缩合是制备1，3－ 二羰基化合物的重要反应。
克莱森缩合是在碱性催化剂作用下，以酯为酰化剂 酰化含活泼氢化合物的反应，反应的结果是活泼氢原 子被酯的酰基置换。
碱性催化剂是醇钠，三苯基甲钠等
含活泼氢的化合物是酯，酮，腈等。
有机化合物的性质主要是由分子中官能因
决定的，但是在解决骨架与官能因都有变化的
合成问题时，要优先考虑的都是骨架的形成，
这是因为官能团是附着着于骨架上的，骨架不
建立起来，官能团也就没有归宿。
有机合成设计
3.1
优先考虑骨架的形成
但是考虑的过程又不能脱离官能团。因为反应
是发生在官能团上，或由于官能团的影响所产生的 活泼部位（例如在羰基或双键的α-位）上发生的， 因此，要发生碳-碳成键反应（通过小分子才能变成 大分子），碎片中心须有适当的官能团存在，并且 不同的碳-碳成键反应需要不同的官能团。
有机合成设计
3.5
O C C O
1，3－二羰基化合物的拆开
O
OEt OEt
+
CH3COEt (b)
(a)
COCH2CO2Et CO2C2H5
CH3COCH2CO2Et
(a)是主要的
CO2C2H5
CO2C2H5
O
CO2C2H5
O
+
CO2C2H5 O O OC2H5 CO2C2H5 CO2C2H5
CO2C2H5 CO2C2H5
上C=0。
有机合成设计 3.4 β-羟基羰基化合物和α，β-不饱和羰基化合物的拆开
R1 R2 R
O
R1 O R2 CH2 R
O
在碱或酸的催化下，发生分子内的羟醛缩合， 继之以脱水，是制备环状α，β-不饱和酮广泛应用的 方法，尤其是在形成五员及六员环酮时反应容易发 生：
有机合成设计 3.4 β-羟基羰基化合物和α，β-不饱和羰基化合物的拆开
有机合成设计
3.1
优先考虑骨架的形成
设计复杂分子的合成路线是有机化学中最困
难问题之一，且不必说结构非常复杂的分子，即
是结构不太复杂的，在它们的合成过程中也总包
含有骨架，官能团的变化，这样就产生了一个问
题：在解决骨架与官能团都有变化的合成问题时
应该优先考虑什么？
有机合成设计
3.1
优先考虑骨架的形成
3.4.1
β－羟基羰基化合物的拆开：
β －羟基羰基化合物可用羟醛（型）缩合反应来制 备。 羟醛缩合反应是指有α -氢原子的醛或酮，在稀 碱或稀酸的催化下，缩合而成β -羟基酮或酮的反应。 这类反应是可逆的。
CH3 CHO + CH3CHO
¦ Á ¦ Â CH3CH CH2CHO
OH
有机合成设计 3.4 β-羟基羰基化合物和α，β-不饱和羰基化合物的拆开
+
有机合成设计
3.2
分子的拆开法和注意点
1. 在不同部位将分子拆开，最大可能
的简化：
分子拆开部位的选择是否合适，对合成的成败 有着决定性的影响。
因此，必须尝试在不同部位将分子拆开，以便
能从中选出最合理的合成路线。
有机合成设计
3.2
分子的拆开法和注意点
OH
设计 二甲基环已基甲 醇的合成路线 A:
a OH O
CH CH CO2H OCH3
有机合成设计
3.4
β-羟基羰基化合物和 α，β-不饱和羰基化合物的拆开
4.其他使α-氢活化的方法
能使α-氢活化的基团不限于羰基，也可以是其它强吸电 子基团，因此，本类型反应有着极为丰富的内容，在有机合成 上很重要。
CH3CH2CH2CHO+ CH3
NO2
CH3CH2CH2CHCH2 OH
有机合成设计
3.6
1，5－二羰基化合物的拆开
CN CN a a b O b EtO2C Ph CN EtO2C EtO2C CN
有机合成设计
3.6
1,5－二羰基化合物的拆开
迈克尔（ Michael, A ）缩合，也称为迈克尔反应， 是合成1，5－二羰基化合物的重要反应。
含有活性氢的化合物在 α ， β －不饱和羰基化合物上 的共轭加成，可用通式表示如下：
C C C O+H C C CH O O C
C C C OH C
合成是在碱性催化剂作用下进行的，它们是胺（最 常用哌啶），醇钠，氢氧化钠，三苯基甲钠等；
4. 加入基团帮助拆开
5. 碳－杂原子键先拆
有机合成设计
3.2
分子的拆开法和注意点
在注意到哪醇重排前后结构的变化就可以 解决下面两个化合物的合成问题：
CH3 O OH OH
O
O 2 H+ OH OH Mg Hg O
有机合成设计
第三章
3.1
3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7
分子的拆开
优先考虑骨架的形成
CHO O CH3C CH2CH3 NaOH H2O C6H5CH=CHCOCH2CH3
+
有机合成设计
3.4
β-羟基羰基化合物和 α，β-不饱和羰基化合物的拆开
3.亚甲基化合物的反应 具有与丙二酸反应性相当的亚甲基化合物，也能在比较温和 的碱性条件下与芳醛缩合。如：
CHO
+
OCH3 OCH3
CH2(CO2H)2 OCH3
有机合成设计
3.6
1，5－二羰基化合物的拆开
提供活泼氢的化合物主要是丙二酸酯，氰乙酸 酯，乙酰乙酸乙酯，一元羧酸酯，酮，腈，硝基烷， 砜等化合物。 α，β- 不饱和羰基化合物是：α，β- 不饱和 醛，酮酯，酰胺；还有α，β- 不饱和的腈，硝基物 ，砜等。 在此，实际上我们利用了α，β－不饱和羰基化合 物作为亲电试剂来扩大我们先前介绍的用进攻羰基的 方法使烯醇负离子与另一羰基化合物结合起来。
+
X
b b O X
+
NaO
在醇钠（碱性试剂）存在下烷基卤会消去卤化氢，其倾向是仲 烷基卤大于伯烷基卤，因此为减少这个副反应宜选择在b处拆开。
有机合成设计
3.2
分子的拆开法和注意点
为什么要提出在适当阶段呢？这是因为有的目标
3. 要在回推的适当阶段将分子拆开
分子并不是直接由碎片构成，碎片构成的只是它的前 身，而这个前身在形成后，又经历了包括分子骨架的 各种变化才能成为目标分子。
有机合成设计
3.1
例如：
优先考虑骨架的形成
R-X + R-X
Na

R-R
碎片中需要有卤素基存在。 又如：
R-CH2-CHO + R-CH2 CHO
OH-

R CH2 CH (OH) CHR CHO
碎片中都需要有羰基和α-氢原子存在。 因此，在考虑骨架形成必须同时考虑官能团的变化。
有机合成设计
3.2
分子的拆开法和注意点
所谓正确运用拆开法是指能够正确选择要切断的
价键，这决不能 “乱点鸳鸯谱”，任意作出规定，这 是因为回推时的“拆”，是为了合成时的 “连”， “拆”是手段，“合” 是目的，因此在下手 “拆” 之前必须 “胸有成竹”，就是有能使碎片连得上的本
领，才可以下在此拆开的决心，为此要学 “拆” ，
当醛和酮缩合时，是由醛供给羰基而酮供给α－氢， CH3 CHO+CH3 CO CH3 25% CH3 CH CH2 CO CH3 OH
有机合成设计 3.4 β-羟基羰基化合物和α，β-不饱和羰基化合物的拆开
OH O
β α
O H H +
O H
CHO Â ¦
¦ Á
CHO OH
+
CH2O
有机合成设计 3.4 β-羟基羰基化合物和α，β-不饱和羰基化合物的拆开
+
CH3MgBr
OH
MgBr
O
+
CH3CH
有机合成设计
3.2
B:
分子的拆开法和注意点
MgBr OH
+Байду номын сангаас
O
显然，B 路线 较 A 线短，而且所选择原料 简单易得，所以更为合理.