11:第三节 导向基和保护基的应用(二)
有机合成控制方法与策略
---原料易得 ---反应性低,对尽可能多的试剂保持稳定 ---能在文和条件下,经选择性或专一性反应展
示为目标基团 --- 可作为一个以上目标官能团的潜在着
烯烃作为潜在官能团
O
O
O3
O
Zn/HOAc
OsO4 RCO3H
NaIO4
产率低的反应尽可能安排在前面 难度大的反应要安排在合成路线的早期 价格高的原料尽可能安排在后期 反应次序的安排应考虑前面的反应是否有利于后续
反应的进行。如实例
Cl Difficult O2N
Cl NO2
O2N
OH NO2
NO2 Cl
NO2
NO2
OH NO2
NO2
NO2
反应条件与实验操作
合成效率
直线式 Linear Synthesis
A
AB
ABC
ABCD
ABCDE
ABCDEF
Total Yield : (90% )5 = 59 %
汇聚式 Convergent Synthesis
A
AB
ABC
D
DE
DEF
Total Yield : (90% )3 = 73 %
ABCDEF
反应次序的合理安排
一个合理的合成路线,一方面要看合成的产 率高低,另一方面还要看工艺的稳定性,合 成条件是否易控或工业上是否可行,以及后 处理是否方便。此外,安全性和环保等问题 也必须加以考虑。
计算机辅助有机合成设计
PASCOP程序(1978), EROS程序(1978), MASSO程序(1978), SST程序(1984), QED程序(1986), LHASA程序(1989), USTC程序(90)
保护基的应用与去保护反应
保护基的应用与去保护反应近年来,保护基已经成为化学合成和有机合成领域中不可或缺的一部分。
保护基是指在有机分子中加入的一种辅助基团,目的是在化学反应过程中保护某些活性基团,避免发生意外的副反应。
保护基的应用,以及去除保护基的反应,对于有机合成的成功与高效进行起到了重要的作用。
本文将重点讨论保护基的应用和去保护反应的相关内容。
一、保护基的应用保护基的应用在有机合成中起到了至关重要的作用。
它可以保护有机化合物中的一些活性基团,为后续的反应提供保护。
具体而言,保护基可以通过以下几个方面实现保护效果。
1. 保护活性羟基在有机合成中,活性羟基是一种常见的反应中间体或官能团。
然而,它们也容易受到酸性或碱性条件的影响,导致不可预料的副作用。
因此,引入保护基来保护活性羟基就成为了必要的手段。
例如,通过引入酯类保护基可保护醇类化合物中的羟基。
这样,在合成过程中,可以有效避免碱性条件下羟基的质子化反应。
2. 保护活性氨基类似于活性羟基,活性氨基也是有机合成的关键反应中间体。
然而,氨基的反应性也是比较强的,容易与其他官能团发生副反应。
因此,引入保护基以保护活性氨基也是常见的做法。
例如,通过引入酰氨基保护基可以有效地保护胺类化合物中的氨基。
3. 保护活性羧酸活性羧酸在有机合成中具有广泛的应用,但它们也容易发生副反应。
因此,为了保护活性羧酸以避免副作用的发生,引入保护基就成为了必不可少的手段。
例如,通过引入酯类或酰胺保护基可以有效地保护羧基。
二、去保护反应在分子合成过程中,保护基发挥了重要的作用,但在一些情况下,它们也需要被去除,以恢复原始的活性官能团。
这就需要进行去保护反应。
去保护反应是指通过一系列的化学反应使保护基从目标分子上被选择性去除的过程。
去保护反应的选择性非常重要,一方面需要保证保护基可以被彻底去除,另一方面需要尽可能避免其他官能团的副反应。
在实际应用中,有多种方法可以去除不同保护基。
1. 氢解法去保护氢解法是一种常用的去保护方法,它一般使用催化剂(如钯、铂等)在氢气氛围下进行。
第十一章基团保护与活化在药物合成中的作用
(2)硫缩醛保护基:
2010-12-11
39
三、羧酸的O 键及硫醇的S 三、羧酸的O-H键及硫醇的S-H键的保护
3.硫醇酯保护基 (1)常用的硫醇酯保护基: 巯基可以生成S-脂肪酸酯(RCOSR’)、S-芳香酸酯 (ArCOSR’)、S-烷氧羧酸酯(ROCOSR’)、S-烷基氨 基甲酸酯(RNHCOSR’)及二硫碳酸酯(RSCOSR’)等 衍生物来保护。
式中,t-BuOK为叔丁醇钾;Rh(1)=RhCl(PPh3)3;DABO为二氮杂 双环[2.2.2]辛烷。
2010-12-11 6
一、醇、酚羟基的保护
4.苄醚保护基 . (1)苄醚的制备与脱除: (2)应用实例:
2010-12-11
7
一、醇、酚羟基的保护
5.三苯基甲醚保护基 . (1)三苯基甲醚的制备与脱除:
18
一、醇、酚羟基的保护
(3)异亚丙基缩酮 )
黑 , 醋霉菌
发 烟硫 酸
2010-12-11
19
一、醇、酚羟基的保护
2.环状原甲酸酯保护基 核糖核苷在酸催化下,可与原甲酸三甲酯 或三乙酯进行原酸酯交换生成相应的2’,3’-O-烷 氧次甲基衍生物。
2010-12-11
20
一、醇、酚羟基的保护
3.环状碳酸酯保护基 . (1)D-呋喃葡萄糖-1,2,5,6-二碳酸酯
37
三、羧酸的O 键及硫醇的S 三、羧酸的O-H键及硫醇的S-H键的保护
(3)硫醚保护基的脱保护: 用银盐可以只脱去半胱氨酸中的S-三苯甲基, 而用80%乙酸则仅脱去半胱氨酸中的N-三苯甲基。
2010-12-11
38
三、羧酸的O 键及硫醇的S 三、羧酸的O-H键及硫醇的S-H键的保护
第四章导向基与合成的导向
3 2 4 5
β
1 α 6
CHO
CO 2H
+ CH3COOH
需导向
FGI
OH OH
dis
O 2
合成:
O 2
①Hg-Mg/苯 ②H3O+
OH OH
AI2O3/ 360℃
CH2(COOEt)2/C5H6N (Knoevenagel)
CO 2H
经验之四 以上两种单环化合物的合成中,片呐醇的制备及其酸性条件下 的脱水、亲核重排为片呐酮等,在有机合成中用途广泛。
合成:
NH2 + (CH3CO)2O
H2O
NHCOCH3
Br NHCOCH3 NHCOCH3 Br
NHCOCH3
+ Br2
CCI4
H2O / H+
TM
例2:设计N-丙基苯胺的合成路线。
HN
NH2
+
分析:
Br
这样拆开结果不好,因为反应产物的亲核性比反应物更强, 容易发生多烷基化的反应. 合成:
NH2
1)HOCI 2)OH O2/Ag/
C
C
C
C
C
C
C
O C C
古老方法,适合碱性条件
方法较新,适于中性 条件温和,适于酸性环境
C O C
CH3COOOH
-
H2O2 /HO
适用于αβ-不饱和羰基化合物
H2O2 , OsO4
C
C
催化剂较贵
通式:
C O C
C
+ 环氧化反应试剂
C
O
FGI
O O
O O
O
O
+
第四章导向基与合成的导向
CO 2H
Br + H3C CO2H
Br FGI
OH FGI
D_Adis
C O 2Et
+
C O 2Et
CO2Et CO2Et
合成:
C O 2Et
+
C O 2Et
LiAIH4
OH PBr3
Br
H2C(COOEt)2 NaOEt
①稀NaOH ②H+, △
CO2Et CO2Et
C O 2H + 2 HOEt + CO2
CH2(COOEt)2/ C5H6N (Knoevenagel)
CO2H
经验之四
以上两种单环化合物的合成中,片呐醇的制备及其酸性条件下 的脱水、亲核重排为片呐酮等,在有机合成中用途广泛。
例5 设计1,7- 二甲基-△1,9,7,8-六氢萘-2-酮的合成路线。 分析:
O
1,5 -dis
+
O
O
需活化导向
(1) 有利于合成的需要; (2) 便于引入; (3) 便于去掉。 招之即来,挥之即去。
三、导向基的选择与作用
有机合成中常用的导向方法有三种: 活化导向、钝化导向、封闭特定位置导向。
§4-1 活化导向——导向的主要手段
由于分子中引入导向基,分子的反应得到了活化,更有利 于反应进行;同时又起到了导向的作用,所以活化导向常是 导向的主要手段。
假设: ①C1处原是C=O。
②C2 之间C3有一个双健。
O
Ph
Ph
回忆几种除去它的方法。
OO C
+H
O
Br O
+
需活化导向
Br
合成:
CH3COCH2COOEt +
保护基及其在有机合成中的应用 ppt课件
5.四氢吡喃醚(THP醚)
在合成胆甾-5-烯-23-炔-3,25-二醇时,采用THP醚 分别保护甾体醇和炔醇的羟基,然后进行缩合反应, 最后去除两个THP醚保护基则得到目标二醇。
2.三乙基硅醚(TES醚)
三乙基硅醚比三甲基硅醚稳定。常用三乙基氯硅烷-吡啶制 备。去保护用乙酸-THF-H2O或氟化物。
3.1.1.2 硅烷基醚
酸性水解反应: tBuPh2SiOR>iPr3SiOR>tBuMe2SiOR>Et3SiOR>Me3SiOR 碱性水解反应: iPr3SiOR>tBuPh2SiOR~tBuMe2SiOR>Et3SiOR>Me3SiOR
1.三甲基硅醚(TMS醚)
三甲基硅醚是常见的硅醚保护基,但极不稳定,遇水分解, 制备时要严格无水操作,常用于羟基的暂时性保护。
在tBuOK-DMSO或(Ph3P)3RhCl作用下Allyl 醚异构化的容易次序如下:
tBuOK-DMSO:CH3CH=C(CH3)—>CH2=CHCH2— >CH2=C(CH3)CH2— (Ph3P)3RhCl:CH2=CHCH2—> CH2=C(CH3)CH2—>CH3CH=C(CH3)—
5.四氢吡喃醚(THP醚)
3.甲氧基甲醚(MOM醚)
例2 欲去除此复杂分子中的保护基MOM醚,曾用多
种方法都没成功,后来发现,采用浓盐酸-异丙醇可 有效去除MOM键。
浓
有机合成设计路线技巧
有机合成设计路线技巧13031219 张超化工312班摘要:有机合成是指用化学方法将原料变成新的有机物的过程。
做好有机合成的设计,必须熟悉有机物的各类官能团的性质,及其在反应中结构变化的规律,并要掌握单元合成反应。
另外,由于有机合成涉及的知识面广,关系错综复杂,有时原料与产物之间跨度大,因此要善于找出两者的联系,并找出问题的突破口。
有机合成路线设计的思维方法和技巧,如目标分子的拆开、逆合成分析、合成子与极性转换、导向基团和保护基的引入、合成路线的简化等。
这里在教学中用顺向或逆向等推导方法,分折问题,找出答案。
既把零碎的知识变为系统的知识,又拓宽学生思维的深广度。
实践表明,这对培养学生的创造性思维大有益处。
关键词:顺向、逆向、多向1.1 顺向思维方式在有机合成中,顺向思维是以条件为探索方向的。
对初涉者,一般先从加强基础概念入手,在思维中将获得的有关化学知识先进行分类、归纳,再通过合成设计的顺推,使学员加深理解各类化学知识相互之间关系,将知识网络化,然后引导学生注意:同一条件与中途点可以推出各种不同的中间产物,因此达到最终结果的途径往往不一种。
必须紧紧地联系结果的思维能力,这样的思维才能避免在顺推中迷失方向,从而提高思维的效益。
如设计分折:(1)产物是何种类型的化合物?(2)制备开链烯有何方法可用?(3)需用何种结构的卤代烷为原料进行脱卤化氢制备作为主要产物?思维推导:合成烯常用的方法有三种:(1)卤代烷脱卤化氢;(2)醇脱水;(3)炔还原。
产物烯的双键是由两个邻碳脱除HX而得,因此只需把所需产物加合HX 以求出所需原料卤代烷的结构有两种可能路线。
结论:A法全部生成该产物,B法只部分生成该产物,推出其卤代烷的结构为A 线路中的卤代烷。
1.2 逆向思维方式有机合成路线的设计思维,是从事物所呈现的现象和结果开始,着力追根究源地去探索产生这些现象的根源和条件,认识问题的逻辑顺序往往是倒溯的,整个思考形式是顺向思维、逆向推导。
例析导向基在有机合成中的应用
例析导向基在有机合成中的应用导向基在有机合成中的应用
导向基,又被称作拉曼光谱,是一种特有的有机合成识别工具,它可以用来直
接检测异构体的结构,也可以进行有机化学中的单体检测。
它具有强烈的化学性能,因而在有机合成中有着重要的地位。
导向基的第一个应用是形成有机合成的引发剂,由于它具有强烈的单分子识别性,因此可以在极短的时间内识别到晶体异构体。
由于这种特性,它可以快速有效地发现晶体异构体,从而形成有效的有机合成体系。
其次,拉曼光谱是一个很有效的诊断工具,可以用来检测合成分子对各种活性体系的反应,因此在有机合成中具有重要的应用价值。
此外,还可以用拉曼光谱来识别不同的合成体系中存在的反应物,比如以非氯
芳烃为原料的反应物,可以利用拉曼光谱的鉴别特性进行识别,同时,拉曼光谱也可以用来识别类似于有机磷类的反应物,对于这类反应物,可以利用拉曼光谱的独特的特性来帮助人们准确地识别。
总之,导向基在有机合成中具有重要的作用:它可以帮助发现晶体异构体,能
够快速有效地得到结果;而且它还是一种有效的诊断工具,能够有效地检测有机反应体系中的各种反应物,因此在有机合成中得到了广泛的应用。
药物合成控制方法和策略
药物合成控制方法和策略
第11页
3.选择性酰化试剂活性次序 常见酰化剂反应活性大小次序以下: RCOCl ≌ RCH=C=O > (RCO)2O > RCO2Ph > RCO2R¹ > RCOOH > RCONHR¹ 当两种酰基共存于同一分子时,活性较高酰基优先反应。若想让活性较低酰基反应,需先把它转化为活性更高酰基再进行反应。比如:
药品合成控制问题: 在底物分子特定位置上进行特定反应,即在复杂分子合成过程中,若分子中有两个或多个反应活性中心时,使反应试剂按预期构想只进攻某一部位或官能团。
药物合成控制方法和策略
第1页
使药品合成反应含有控制性三种策略: 一、选择性反应利用; 二、导向基应用,包含活化基、钝化基、阻断基和保护基 等导向基应用; 三、潜在官能团应用。
药物合成控制方法和策略
第6页
药物合成控制方法和策略
第7页
2.常见官能团选择还原
各种官能团被还原活性次序为:
次序
官能团
还原产物
1
RCOCl
→RCHO
2
RNO2
RNH2
3
RC≡R’
RCH=CHR’
4
RCHO
RCH2OH
5
RCH=CHR¹RCH2CHFra bibliotekR¹6
RCOR¹
合成化学
概要
一、 有机化学的分类
化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。
化学是研究物质的变化和化学反应的科学。 有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性质、应用 以及有关理论的科学。 1. 有机化学的主要分支学科
a. 天然有机化学:主要研究天然有机化合物的组成、合成、结
构和性能。
R R
C
C
H H
+
H H
中国科学院大连化学物理研究所国家基础催化重点实验室李灿
院士,包信和研究员主要从事催化剂表征的研究工作。
第一章 还原反应 (8学时)
第一节 催化氢化 (3学时) 四、常用氢化催化剂的适用范围
氢化还原常用的催化剂主要是过渡金属元素,如:镍、铂、 钯、铑、钌等高度分散的活化态金属。近几十年来,由金属氧化 物的混合物所组成的新型催化剂,如亚铬酸铜等,因其价格便
发表的论文数对中国一流大学继续保持绝对优势。
中国一流大学中的理学前6名在这两个杂志的发表文章总数由 上年的20篇增加到27篇,连续两年保持30%以上的增长率。其 中北京大学达到了创纪录的9篇,而清华大学在多数论文中是第 一作者。这些都表明,虽然中国一流大学的基础科学研究水平与
世界一流大学仍然距离遥远,但中国大学的不懈努力已经取得一
第一章 还原反应 (8学时)
第一节 催化氢化 (3学时)
H2 , Raney 镍 H2N 784~980KPa , 97~100 C
。
O2N
OH
OH
NO 2
H3CO HO CH CHNO 2 H2 , 5% Pt/C H3CO HO
99.6%
NH2
CH2CH2NH2
第一章 还原反应 (8学时)
盾构导向系统的使用及保养
⑵PLC为红色:故障可能为从VMT电脑到 PLC之间的连接线有问题,也可能是PLC有 问题,数据无法传输,检查这两个地方。
⑶全站仪显示为红色:故障可能是几个方 面的;
精选ppt
18
4.导向系统的日常故障及处理
• 13.如果在SLS-T软件主界面上的“ELS” 标识变为红色,不能变回,则关闭保险 “8-5F6”,接着将其打开以冲置中央控 制箱当需要时。
• 14.检查管环的位置并跟SLS-T中显示的 位置进行比较每10环
精选ppt
24
4.导向系统的日常保养
• 15.拆光靶后面的插座时,只需要拧动箍 在光靶上的连接环,千万不要蛮力拧接 头。
精选ppt
9
2.盾构导向系统的组成
整个系统的组成 E L S 接 收 靶 情况及各个部件 之间的相互关联 如图所示:
电缆线 激光全站仪
黄盒子
控制盒 电脑 调制解调器
• 图5 系统相互关联图
精选ppt
10
2.盾构导向系统的组成
图六 系统相互关联图
精选ppt
11
ห้องสมุดไป่ตู้
导向系统的组成
精选ppt
12
3.导向系统的使用
• 16.激光站和后视托架必须稳定,不要固 定在不同的管片上。
• 17.如果出现漏浆和漏水现象,及时采取 措施保护全站仪和激光靶。
精选ppt
25
4.导向系统的日常保养
• 18.如果长时间停机,关闭系统电源。 • 19.防止激光靶玻璃屏幕被撞坏,否则水
会进入损坏激光靶配件。 • 20.无论如何不要移动激光靶基座和参考
导向基及官能团的保护
在上面的反应中①丙酮生成的烯醇式很少 产率不高 产率不高. 在上面的反应中①丙酮生成的烯醇式很少,产率不高 ② 由于丙酮 羰基的两侧均能反应,控制不好副产物较多 控制不好副产物较多. 羰基的两侧均能反应 控制不好副产物较多 为了反应更好的进行,我们需要使丙酮两侧甲基活性有较大的差异 我们需要使丙酮两侧甲基活性有较大的差异, 为了反应更好的进行 我们需要使丙酮两侧甲基活性有较大的差异 要大大提高一侧的反应活性.可以用 三乙”来代替丙酮. 可以用“ 要大大提高一侧的反应活性 可以用“三乙”来代替丙酮
四.基团保护
在复杂化合物的合成中, 在复杂化合物的合成中,反应底物中通常含有不止一 种官能团,为了保证主反应的顺利进行, 种官能团,为了保证主反应的顺利进行,避免另一些官能团 参与该反应,或在反应过程中这些官能团遭到破坏, 参与该反应,或在反应过程中这些官能团遭到破坏,目前主 要采用两种方法:一种是使用选择性试剂或控制反应条件; 要采用两种方法:一种是使用选择性试剂或控制反应条件; 另一种是将这些不希望反应的官能团用某种试剂保护起来, 另一种是将这些不希望反应的官能团用某种试剂保护起来, 当反应结束后,再除去这个试剂,使被保护的官能团复原, 当反应结束后,再除去这个试剂,使被保护的官能团复原, 这就是基团保护。 这就是基团保护。保护的方法涉及不同官能团的一些化学反 应,以及产物在不同环境中的稳定性. 以及产物在不同环境中的稳定性
一. 活化基
活化基在导向基中占主导地位,在有机合成中经常会遇到 活化基在导向基中占主导地位 在有机合成中经常会遇到. 在有机合成中经常会遇到 例如: 由苯合成1,3,5—三溴苯 例如 由苯合成 三溴苯
NH2 1) 混酸 2)Fe + HCl Br Br2 Br NH2 Br 1) NaNO2 + H 2) H3PO2 / H2O / Br Br Br
保护基及其在有机合成中的应用
5.四氢吡喃醚(THP醚) THP醚作为保护基问题在于:反应结果在
四保护氢的呋为喃非环手的性C2醇-位,产产生物一为个外潜消手旋性混中合心物,;若若被 为手性醇,则为手性异构体混合产物,进而造 成分离和结构鉴定的困难。
改用对称性的4-甲氧基四氢吡喃醚或4-甲 氧基四氢噻喃醚等,由于不引入额外的手性中 心,避免了上述困难。
在tBuOK-DMSO或(Ph3P)3RhCl作用下Allyl 醚异构化的容易次序如下:
tBuOK-DMSO:CH3CH=C(CH3)—>CH2=CHCH2— >CH2=C(CH3)CH2— (Ph3P)3RhCl:CH2=CHCH2—> CH2=C(CH3)CH2—>CH3CH=C(CH3)—
5.四氢吡喃醚(THP醚)
4.烯丙基醚(Allyl醚)
在碳水化合物的合成中Allyl醚是很常见的。 它易于生成,制备方法类似于苄基醚,常用试 剂为烯丙基溴。 Allyl醚对中等强度的酸性条件 稳定,但不能与溴、催化氢化试剂等亲电试剂 共存。去除保护基的方法是利用烯烃的异构重 排反应在进行水解,常用tBuOK-DMSO,也用 (Ph3P)3RhCl和Pd(Ph3P)4。
2.苄基醚(Bn醚)
例1 采用BnBr/NaH和低温反应可选择性实现伯醇的苄
基化,仲醇不受影响。
2.苄基醚(Bn醚)
例2 首先用苄基醚保护羟基,之后可实施碳碳双键上
一系列反应,最后采用Pd-C催化氢解去保护基,恢复 羟基,产物中甲醚不裂解。
2.苄基醚(Bn醚)
例3 原料槲皮素是广泛存在的天然黄酮醇之一,在
3.1.1.2 硅烷基醚
4ห้องสมุดไป่ตู้叔丁基二甲基硅醚(TBDMS醚) 叔丁基二甲基硅醚是常用的较稳定的硅醚保护基,
保护基团在有机合成中的应用课件
。
保护酚羟基不被硝酸氧化
保护基团在有机合成中的应用
10
练3:工业上用甲苯生产对—羟基苯甲酸乙酯
一种常用的化妆品防霉剂),其生产过程如下(反应条件及某些反应 物、产物未全部注明):
按上图填写下列空白:
(1)在合成路线中,设计反应③和反应⑥的目保的是护_酚__羟___基__不__被__。氧化
(2)写出反应⑤的化学方程式(有机物写结构简式,注明反应条件)。 ______________________保_护_基_团_在_有__机_合_成_中_的_应__用__________________1_1___
将其中不需要反应的基团先保护起来,待
合成任务完成后,再脱去保护基。但是,
从减少反应成本的角度考虑,最好的策略
是尽量避免使用保护基,也能达到有机合
成之目的。
保护基团在有机合成中的应用
17
保护基团在有机合成中的应用
18
答案1
保护基团在有机合成中的应用
19
保护基团在有机合成中的应用
20
答案2
保护基团在有机合成中的应用
• 从题给信息中筛选出以上两条,然后根据 基团保护的有机合成过程:基团保护有机 合成被保基团还原(前后可能还有其他有机 反应),不难得出答案。
保护基团在有机合成中的应用
5
常见的基团保护法
基团保护一般包括引入保护基和去保 护基的两个过程。包括:对碳碳双键 的保护;对酚羟基的保护;对羰基的 保护;对氨基的保护;对碳氢键的保 护;对醇羟基的保护;对羧基的保护 等。
取代基则取代在间位上:
写出试剂X、Y、Z的化学式(或名称)。X__________,
Y_(_3_)浓_H_N_O_3_/_浓_H_2,SOZ4 ____保K_护M_基n_O团_在4_/有H。+机合成中的应Fe用/HCl
导向基与保护基
• 缩醛化反应:
R’CHO + ROH
HCl
H R’ C OR
OH
半缩醛
R’CHO + 2ROH
HCl
H R’ C OR
OR
缩醛
• 半缩醛反应历程:
H
R’ C O + H+
导向基特点:
➢招之即来,挥之即去------易引入,易去除; ➢并非任何基团都能在合成中作为导向基。
Example:
目标分子
Br
NO2 Fe + HCl
Br
Br NH2
Br2 Br
①HNO2 ②H3PO2 / H2O
NH2 Br
Br
总产率:64%~71%
相关知识点回顾:定位规律
属于第一类取代基的主要有:-O-、-NR2、 -NHR、-NH2、-OH、-OR、-NHCOR、-OCOR、 -F、-Cl、-Br、-I、-NHCHO、-C6H5、-CH3、 -C2H5、-CH2COOH、-CH2F等;
快
H
+
R’ C O
H
H
+
R’ C O
H+
HO R
OH Br
HO
OH HO
+ Br2
• 方案:在溴化之前先引入一个羧基,封闭一个溴 原子要进攻的部位,同时也降低芳环上亲电取代 的活性,溴化完毕后再将羧基去除。
OH HO
CO2-KHCO3 57%~60%
OH
HO CO2H
Br2-HOAc 57%~63%
导向基的引导
第三章 导向基的引入与导向作用
有机合成化学与路线设计
第三章 导向基的引入与导向作用
2
3.1 概述
首先看一个大家熟悉的例题: 首先看一个大家熟悉的例题:
但反过来合成时需将环已酮烯胺化以达到活化α 位的目的,再和α 但反过来合成时需将环已酮烯胺化以达到活化α-位的目的,再和α卤代 酯反应,否则会得达曾斯缩合产物,这步烯胺化就是导向。 酯反应,否则会得达曾斯缩合产物,这步烯胺化就是导向。
有机合成化学与路线设计 例3:试设计 :试设计2,6-二氯苯酚 二氯苯酚
第三章 导向基的引入与导向作用 的合成路线
12
分析:以苯酚为原料直接氯化,氯肯定先上对位, 分析:以苯酚为原料直接氯化,氯肯定先上对位,所以必须先封闭 对位。选什么封闭基呢?不能是钝化基团,因为氯有钝化作用, 对位。选什么封闭基呢?不能是钝化基团,因为氯有钝化作用,上两个 氯会比较困难,应该选能占位又能起活化作用的基团, 氯会比较困难,应该选能占位又能起活化作用的基团,叔丁基正好满足 条件。它可以通过烷基化反应引入。去掉方法有二: 热解法, 条件。它可以通过烷基化反应引入。去掉方法有二:①热解法,将其蒸 气通入275∽350℃的Attapulgus(美国一种活性白土 除去;②烷基转移 ∽ 美国一种活性白土)除去 气通入 ℃ 美国一种活性白土 除去; 在苯中与AlCl3共热,叔丁基即可转移苯上。 去,在苯中与 共热, 丁基即可转移苯上。
有机合成化学与路线设计
第三章 导向基的引入与导向作用
9
例2:设计间硝基苯胺的合成路线
例3:设计N-丙基苯胺的合成路线 设计N N-丙基苯胺属于仲胺,当用常规方法由苯胺直接丙基化时可得到 丙基苯胺属于仲胺, N-丙基苯胺,同时得到多烷基化副产物,要得到唯一产物,可在氨基 丙基苯胺,同时得到多烷基化副产物,要得到唯一产物, 上引入钝化基团降低活性
第三章 导向基与保护基
例:
n-C4H9CHCOCH3 n-C 4H 9CH 2COCH 3 (2) CH3Br CH3
(1) KNH2
+
n-C4H9CH2COCH2CH3
58%
42%
等活化α-位 (1)引入 COOC2H5 、- CHO 等活化 位 )引入试剂: 试剂:
100mg 731元 元 250mg 1612元 元
梨小食心虫性信息素的合成
n-C3H7 H H (CH2)7OCOCH3
50mg 446 100mg 824 250mg 1786
反-8-十二碳烯醇乙酸酯 十二碳烯醇乙酸酯
原料: 原料:
HO(CH2)7OH
4、氨基保护
易被氧化、烃化、 - NH2 易被氧化、烃化、酰化 + 盐 -NH 3 -NH2 转化 酰胺
1、双键的保护(邻二卤代物) 、 邻二卤代物)
例:
O
5-羟基 癸烯酸 内酯 羟基-7-癸烯酸 羟基 癸烯酸-δ-内酯
O
O
茉莉内酯: 具有奶油、牛奶、 茉莉内酯 具有奶油、牛奶、水果气味
合成: 合成:
HO OH
对甲苯磺酸
O
O
O
Br
Br2
H3 O+
Br Br
O
O
Br O
PhCOOOH
Br O O Br
合成: 合成:
+
CH3CH=CH2
AlCl3
CH(CH3)2 HNO 3
H2SO4
CH(CH3)2
CH(CH3)2
(CH3CO)2O
CH(CH3)2
基团保护与活化在药物合成中的作用课件
A g C l O 4 / r- C o l l i d i n e H 2 O / M e 2 C O
, 2 0 3 0 m i n
, C H O O NHO H
C O O R
O
N CH
O C OR O
O
N
CH
O + ROH
C
(87%~90%)
O
•2024/3/31
•基团保护与活化在药物合成中的作用
•基团保护与活化在药物合成中的作用
•15
一、醇、酚羟基的保护
2.苯甲酸酯类保护基
(1)常见的保护基:
主要包括苯甲酸酯、对苯基苯甲酸酯、2,4,6三甲基苯甲酸酯、O-二溴甲基苯甲酸酯、O-碘代 苯甲酸酯等保护基。
(2)制备与脱保护:
该类保护基的制备可采用相应的酰氯与醇类
的吡啶中作用即可,脱去苯甲酸酯类保护基则需要 较激烈的皂化条件。
RO H
N a O H / P h C H 2 B r ROC H 2
(2)应用实例:
L i / N H 3
OMe
OMe
RO
O RO
RO
Cl
+
N
MeO N
, CH2Cl2
r.t 3d
N
RO
O O
N
RO
R=PhCH2-
NH2
RO NH2
NH3/MeOH 100
N
RO
O O
N
RO
H2/PdCl2
N
HO
O O
学习目标
学习目的
通过学习在药物合成中常用的一些基团保 护与活化技术和方法,初步达到能运用所学的 理论知识在具体的药物合成路线中选择所需要 的基团保护方法或活化方法的能力,并具备分 析和解决在生产实践中遇到的关于基团保护与 活化技术实际问题的能力。
精细有机合成技术:导向基及其应用
• 合成路线:
第三节 导向基和保护基的应用
【例15-19】:设计邻氯甲苯的合成路线。 • 分析:甲苯氯化时;生成邻氯甲苯和对氯甲苯的混合物,它们的沸点非
常接近(常压下分别为159℃和162℃),分离困难。合成时,可先将甲 苯磺化,由于—SO3H体积较大,只进入甲基的对位,将对位封闭起来, 然后氯化,氯原子只能进入甲基的邻位,最后水解脱去—SO3H,就可 得很纯净的邻氯甲苯。 • 合成路线:
• 合成路线:
• 在延长碳链的反应中,还常用—CHO、—COOC2H5、—NO2等吸电子基作 为活化基来控制反应。
【例15-17】:设计CH3COCH2CH2—Ph的合成路线。 分析:
若以丙酮为起始原料,可引入一个—COOC2H5,使羰基两旁α-C上的 α-H原子的活性有较大的差异。所以合成时使用乙酰乙酸乙酯,等苄基引进 后将酯水解成酸,再利用丙酮酸易于脱羧的特性将活化基去掉。
精细有机合成技术 邹静
目
录
导向基及其应用
逆向合成法的概念
1
Contents
逆向合成法常用术语
2
导向基及其应用
在有机合成中,为了使反应在反应物分子的预定位置上发生,常在反 应物分子上引入一个控制单元,这个控制单元称为导向基,也称为控制基。 显然,导向基的作用是将反应导向在指定的位置;此外,一个好的导向基 还应具有容易生成、容易去掉的功能。根据引入的导向基的作用不同,可 分为如下三种形式。
感谢观看
Байду номын сангаас
1.活化导向
• 在分子中引入一个活性基作为控制单元,把反应导向指定的位置称为 活化导向。利用活化作用来导向,是导向手段中使用最多的。
第三节 导向基和保护基的应用
【例15-16】:设计1,3,5-三溴苯的合成路线。 分析:该合成问题是在苯环上引入特定基团。苯环上的亲电取代反应中, 溴是邻、对位定位基,现互为间位,显然不可由本身的定位效应而引入。 它的合成就是引进一个强的邻、对位定位基——氨基做导向基,使溴进入 氨基的邻、对位,并互为间位,然后将氨基去掉。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
三、封闭特定位置导向
OH
OH
OH
OH Cl
(CH3) 2 C=CH2 AlCl3
Cl2
Cl
AlCl3 △
Cl
Cl
12
+
H3 C
H2 N
Cl
而在合成2-甲基-4-氯苯胺时必须降低2-甲基苯胺中胺基 的活性,否则胺基的邻位也会接上氯原子。所以继续往下推 导的路线为:
H3 C H2 N Cl
H3 C CH3 CONH
H3 C H2 N
+
(CH3 COO) 2 O
3
二、钝化导向
则合成路线为:
NH2 CH3 NHCOCH3 NHCOCH3 NH2
6
三、封闭特定位置导向
【例3-9】设计邻氯甲苯的合成路线 分析:甲苯氯化时;生成邻氯甲苯和对氯甲苯的混合 物,它们的沸点非常接近(常压下分别为159℃和162℃), 分离困难。合成时,可先将甲苯磺化,由于-SO3H体积较 大,只进入甲基的对位,将对位封闭起来,然后氯化,氯 原子只能进入甲基的邻位,最后水解脱去-SO3H,就可得 很纯净的邻氯甲苯。合成路线为:
采用-COOH封闭6-位。则合成路线为:
Br H3 C H3 C Br OH
KHCO3 CO2
H3 C H3 C
OH COOH
Br 2
H3 C H3 C
OH COOH
-CO2 △
H3 C H3 C
OH
10
三、封闭特定位置导向
【例3-12】设计2,6-二氯苯酚的合成路线
分析:已知酚上羟基对苯环上发生的亲电取代反应是邻、对 位定位基,好像在羟基的对位引入一个占位的基团,就可以进 行氯代生成目标化合物了。 其实并非如此简单:若羟基的对位引入一吸电子基,是否 会钝化到影响羟基邻位同时能顺利地进入两个氯原子?若羟基 的对位引入一给电子基,是否会改变原来定位方向? 采用叔丁基作为占位基就能解决以上地两个问题。因为, 它是个给电子基,但给电子的能力不如羟基,所以不能改变原 来的定位方向;另外,它的体积大,空间位阻作用大,不仅占 据了本位,而且还影响两边的邻位,这三位均不能再进入新的 取代基;还有,它容易引入,也可以通过水解生成叔丁醇或烷 基转移法轻易去掉。则合成路线为:
第三节 导向基和保护基 的应用(二)
二、钝化导向 三、封闭特定位置导向
二、钝化导向
【例3-6】设计对溴苯胺的合成路线 分析:苯胺的溴代,由于氨基是一个很强的给电子基, 所以苯胺中会同时可以引入三个溴原子。 而要想使苯环中 氨基的对位只进入一个溴原子,就必须降低氨基氨基的给 电子效应,才可以达到合成的目的。
若要合成对氯甲苯,一种方法是利用对甲基苯胺经重 氮化氯代而得;另一种方法是提高精馏的效率,把甲苯氯 化所得的三种产物分离提纯出来。
8
三、封闭特定位置导向
【例3-10】设计4-溴-1,3-苯二酚的合成路线
分析:要从原料间苯二酚开始,直接溴化来制取目标化 合物较难控制,易生成三溴化物;为了只上一个溴原子,就 必须在苯环上先引入一个既容易引入又容易去掉的钝化基, 同时还要它占据应封闭的位置。采用-COOH封闭两个羟基 共同的邻、对位。则合成路线为:
N H O
醋酐
CH3
Cl2
CH3
H-OH
CH3
Cl
Cl
H3 C N H3 C
OH CH
H3 C N H H3 C Cl - H-OH
H3 C H3 C N H3 C CH N Cl H-Cl
H3 C N H3 C CH N Cl · H-Cl
4
二、钝化导向
而目前工业上采用的先进路线是:
H3 C N H3 C
使氨基钝化,只要在氨基上引入一个吸电子的酰基即 可。则对溴苯胺的合成路线为:
由此可见,钝化也能导向。
2
二、钝化导向
H3 C
【例3-7】设计杀虫脒
逆向切断推导:
H3 C H3 C N H3 C CH N
H3 C N H3 C CH N Cl · H-Cl
的合成路线
H3 C
H3 C
Cl · H-Cl
O N C H
OH OH OH OH
KHCO3,CO2
OH
Br 2
OH COOH
Br OH COOH
-CO2 △
Br OH
Kolbe反应
HOAc
9
三、封闭特定位置导向
【例3-11】设计3,4-二甲基-2-溴苯酚的合成路线
分析:3,4-二甲基苯酚地羟基有两个邻位,其6-位比2位更容易发生溴化反应,而目标化合物恰好是要求溴原子接 到2-位上,所以必须要把6-位封闭起来才行。
NH
Ph
NH
PhNH2
+
Cl
则合成路线为:
O OH O O
SOCl2
Cl
Ph-NH2
黄 鸣龙 试 剂 Ph NH
Ph
NH
这一设计路线中,之所以用酰氯制成酰胺,而后还原 得到仲胺,就是利用酰基这一吸电子基团对氨基起的钝化 作用,即酰胺的H原子上只能引入一个烃基,一般不能引 入两个或两个以上的烃基(该反应机理属亲电取代反应)。
CH3 பைடு நூலகம்H2
O C H
O POCl3 H3 C H3 C H3 C N H3 C CH N · H-Cl
+
N
CHO
PCl2
Cl
H3 C
Cl2
杀虫脒
此法避免了邻甲苯胺在氯化时需钝化的导向反应。
5
二、钝化导向
【例3-8】设计N-丙基苯胺的合成路线 分析:仲胺可以拆成伯胺和酰基,所以可拆开如下
O
O
Ph
7
三、封闭特定位置导向
此种导向方法,就是利用“闭塞基”将反应分子中 无需反应而却特别活泼有可能优先反应的位置占据住, 从而使欲进入分子的基团进入不太活泼而的确是需要进 入的位置。此种导向称为封闭特定位置导向。如上述例 子中硝基所起的作用。 可做为封闭位置的导向基很多,常用到的有三种:SO3H和-COOH两种是吸电子基团,-C(CH3)3是供电子性 基团。