2020全国高中化学竞赛辅导-有机化学(决赛篇)-有机合成反应：氨基的保护与脱保护(共71张PPT)
2020全国高中化学竞赛辅导-有机化学(决赛篇)-有机合成反应：α-卤代酮的合成和杂环的酚羟基或醚的
R
COOCH2CF3
COOCH2CF3
HO R'
R'
R
COOCH2CF3
DEAD, PPh3
COOCH2CF3
NO2
HO R' R
NO2
R
CN
CN
DEAD, PPh3
R'
30
小结
➢ 一般手性醇翻转成其他氧，氮，硫衍生物时需要用 Mitsunobu反应
➢ 反应产物极性与副产物相差较大，效果较好。内部期刊 上有一篇怎样除去副产物的文摘。
O H3C
1. i-Pr2NLi, THF
O
2. p-TsCl, 0'C H3C
Cl
O Ph
CH3 COOEt
1. NaH, DMSO 2. CuBr
O CH3
Ph
Br
COOEt
另外，甲基酮可用甲基格式试剂与相应的Weinreb 酰胺来制备， 如下例即是先 合成甲基酮，后溴化来合成α-溴代酮的。
O
DCC, DMAP, NHMeOMe
33
2. 氯代
杂环的酚羟基的氯代一般用三氯氧磷1,2,3或三氯氧磷与五氯化磷混合 4,5处理。使用五氯化磷的条件更强，用于难以发生的杂环的酚羟基 的氯代反应。杂环烷氧基的氯代也可用三氯氧磷直接处理
2.1 杂环的酚羟基的用三氯氧磷氯代反应示例1
O2N
I
N OH
POCl3
O2N
I
N Cl
34
2.2 杂环的酚羟基用三氯氧磷与五氯化磷混合处理氯代 反应示例
3.1 应用重氮酮（由酰氯和重氮甲烷反应而来）合成α-溴化酮示例
(COCl)2 COOH
1. CH2N2/Et2O 2. HBr/AcOH COCl
2020年全国高中化学竞赛真题及解析
2020年全国高中化学竞赛真题及解析在 2020 年的全国高中化学竞赛中，题目涵盖了丰富的化学知识和多样的题型，对参赛学生的化学素养和综合能力进行了全面而深入的考察。
首先来看一道关于有机化学的题目。
题目给出了一种复杂的有机化合物的结构简式，要求学生推断其可能的化学反应和产物。
这道题不仅需要学生熟练掌握有机化学中的官能团性质，如羟基、羧基、碳碳双键等，还需要有较强的空间想象能力和逻辑推理能力。
比如，根据化合物中存在的双键，可能会发生加成反应；而羟基在一定条件下可能会发生酯化反应。
在解析这道题时，我们要从化合物的结构入手，分析各个官能团的活性和相互影响，再结合常见的有机反应类型和条件进行推断。
接下来是一道有关化学平衡的计算题。
题目给出了一个可逆反应的化学方程式以及反应物和生成物的初始浓度，要求计算在一定条件下达到平衡时各物质的浓度。
解决这类问题的关键是要正确列出平衡常数的表达式，并运用三段式法进行计算。
首先，设出达到平衡时各物质浓度的变化量，然后根据化学方程式和初始浓度列出三段式，再代入平衡常数表达式求解。
这道题考查了学生对化学平衡概念的理解和数学运算能力，需要耐心和细心，避免计算错误。
还有一道实验题，要求学生设计实验方案来分离和提纯一种混合物。
这道题考查了学生对实验原理、实验操作和仪器使用的掌握程度。
在设计实验方案时，要考虑混合物中各成分的性质差异，选择合适的分离方法，如萃取、蒸馏、重结晶等。
同时，还要注意实验操作的规范性和安全性，比如控制实验条件、正确使用仪器等。
在元素化学部分，有一道题目涉及到了一种稀有元素的性质和化合物。
要求学生根据所给信息推断该元素在周期表中的位置、常见化合价以及可能形成的化合物。
解答这类题目需要学生对元素周期律有深入的理解，能够根据元素的原子结构特点来推测其化学性质。
还要熟悉常见元素化合物的性质和反应规律，通过对比和类推来解决问题。
另外，还有一道关于电化学的题目。
给出了一个原电池的装置图，要求学生写出电极反应式和电池总反应式，并计算电池的电动势。
2020高中化学竞赛—有机合成设计基础知识(共37张PPT)
❖ 立体选择性是合成设计过程中需要特别考虑的重要 因素之一。
获得单一构型的对映异构体通常有四种方法
❖ 第一个方法是以拆分为基础。这个方法包含使用手 性材料来拆分合成过程的一些中间体。
❖ 第二个常用方法是使用手性底物控制的立体选择性。 在底物控制的立体选择性中，反应的立体选择性是 由底物已有的手性中心控制或诱导。这类方法最大 的优点在于反应的起始原料一般来自于天然的手性 化合物或衍生物，具有很高的光学活性。
❖ 四种方法的绝对效率具如下顺序：手性拆分 < 天然 手性源 < 手性辅助剂 < 手性催化剂。
❖ 手性拆分仅仅利用了消旋体的一半。 ❖ 第二种方法的主要局限在于手性原料的种类和来源
比较有限。尽管天然起使原料能够１００％的被利 用，但是一但被消耗掉，就不能再利用，而且往往 只有一种特定的构型易得，例如，糖只有Ｄ－型， 氨基酸则为Ｌ－构型。 ❖ 理论上，手性辅助剂能够被回收再使用，但它们需 要化学计量。 ❖ 最有效率的方法就是使用手性催化剂，理论上，手 性催化剂能够产生无限量的单一对映异构体材料。
❖ C）设计和合成预期有优异性能的或具有重大意义 的化合物。
有机合成的任务
有机合成工业（基本有机合成工业、精细有机合成工业）
基本有机合成工业：从廉价易得的天然资源（煤、石 油、天然气或农副产品，加工成如甲、乙、丙烷、 炔、苯、萘、乙醇、乙酸等）。
精细有机合成工业：用基本有机合成工业加工的有机 产品，合成较复杂、质量更高的化合物，主要应用 于合成药物、农药、染料和香料等。
有机合成的基本术语
❖ 目标分子（TM）：又称“靶分子”（target molecule），就有机合成而言，凡需要合成的有机 分子均可称为目标分子。
有机合成化学反应之氨基的保护及脱保护策略
有机合成化学反应之氨基的保护及脱保护策略目录1．氨基的保护及脱保护概要 (2)2．烷氧羰基类2-1. 苄氧羰基（Cbz） (4)2-2. 叔丁氧羰基（Boc） (16)2-3. 笏甲氧羰基（Fmoc） (28)2-4. 烯丙氧羰基（Alloc） (34)2-5. 三甲基硅乙氧羰基（Teoc） (36)2-6. 甲（或乙）氧羰基 (40)3．酰基类3-1. 邻苯二甲酰基（Pht） (43)3-2. 对甲苯磺酰基（Tos） (49)3-3. 三氟乙酰基（Tfa） (53)4．烷基类4-1. 三苯甲基（Trt） (57)4-2. 2,4-二甲氧基苄基（Dmb） (63)4-3. 对甲氧基苄基（PMB） (65)4-4. 苄基（Bn） (70)1．氨基的保护及脱保护概要选择一个氨基保护基时，必须仔细考虑到所有的反应物，反应条件及所设计的反应过程中会涉及的所有官能团。
首先，要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应条件下是不稳定并需要加以保护的，并在充分考虑保护基的性质的基础上，选择能和反应条件相匹配的氨基保护基。
其次，当几个保护基需要同时被除去时，用相同的保护基来保护不同的官能团是非常有效（如苄基可保护羟基为醚，保护羧酸为酯，保护氨基为氨基甲酸酯）。
要选择性去除保护基时，就只能采用不同种类的保护基（如一个Cbz保护的氨基可氢解除去，但对另一个Boc保护的氨基则是稳定的）。
此外，还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的影响（如羧酸叔醇酯远比伯醇酯难以生成或除去）。
最后，如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团（如硝基，亚胺等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。
在合成反应中，伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚和其他芳香氮杂环中的氨基往往是需要进行保护的。
已经使用过的氨基保护基很多，但归纳起来，可以分为烷氧羰基、酰基和烷基三大类。
2020高中化学竞赛(入门篇)-基础有机化学-第01、02章 绪论、有机化合物命名(共66张PPT)
7
CH3
CH3
CH3 CH3
2,6,8-三甲基癸烷
如处于对称位置，优先考虑较简单的取代基。 1 2 34 C5H3CH62CHC7H2CHCH2CH3 3-甲基-5-乙基庚烷
CH3 CH2CH3
1 23 456 6 54 321
CH3CHCH2CHCHCH3
CH3 H3C CH3
CH3
甲苯
CH(CH3)2
CH3 CH3
异丙苯
邻二甲苯 o-二甲苯 1,2-二甲苯
CH3
CH3
CH3
间二甲苯 m-二甲苯 1,3-二甲苯
CH3
对二甲苯 p-二甲苯 1,4-二甲苯
CH3 CH3
CH3
1,2,3-三甲苯 连三甲苯
CH3 CH3
CH3
CH3
1,2,4-三甲苯 偏三甲苯
H3C
CH3
1,3,5-三甲苯 均三甲苯
命名规则：
（1）选主链：选择最长的碳链作主链，按主链的碳 原子数命名为“某烷”。
（2）编号：从靠近支链（取代基）的一端对主链进行 编号，根据支链所连碳原子的编号表示支链的位次。
65 4 3 2
CH3CH2CH2CHCH2CH3 CH3
1
3-甲基己烷
（3）命名：将支链的位次、个数、名称写在主体 名称的前面，中间用短线隔开。
654
CH3
CH3CH2CHCH2CHCH3
3 21
2-甲基-4-环己基己烷
H CH3
C2H5 H
反-1-甲基-4-乙基环己烷
C2H5 CH3 CH3
r-1,反-1,2-二甲基-反-4-乙基环己烷
桥环：共用两个或两个以上碳原子的多环烷烃
有机合成中氨基的保护及其应用
有机合成中氨基的保护及其应用高莎(阿坝师范高等专科学校，四川汶川 623000)摘要：氨基是一个活性大、易被氧化的基团,在有机合成中需要用易于脱去的基团进行保护。
综述了常用的氨基保护方法和保护基,并列举了大量实例说明其在有机合成中的应用。
关键：有机合成、氨基、氨基保护胺类化合物对氧化和取代都比较敏感，为了使分子其他部位进行反应时氨基保持不变，因此我们经常需要易于脱去的基团对氨基进行保护。
比如说，在肽和蛋白质的合成中经常使用氨基甲酸酰法保护氨基，但是在生物碱及核苷酸的合成中用酰胺法保护含氮碱基[1,2]。
化学家们在肽的合成领域内，对已知保护氨基的相对优劣进行了比较并在继续寻找更有效的新保护基。
除了肽的合成外，这些保护基在其他方面也有很多重要应用。
下面我们就来介绍保护氨基的一些方法和基团。
1 形成酰胺法将胺变成取代酰胺是一个简便而应用非常广泛的氨基保护法。
单酰基往往足以保护一级胺的氨基,使其在氧化、烷基化等反应中保持不变,但更完全的保护则是与二元酸形成的环状双酰化衍生物。
常用的简单酰胺类化合物其稳定性大小顺序为甲酰基<乙酰基< 苯甲酰基。
酰胺易于从胺和酰氯或酸酐制备,并且比较稳定,传统上是通过在强酸性或碱性溶液中加热来实现保护基的脱除。
由于若干基质,包括肽类、核苷酸和氨基糖,对这类脱除条件不稳定,故又研究出了一些其他脱除方法,其中有甲酰衍生物的还原法。
此外，在核苷酸合成的氨基是分别由对甲氧苯酰基、苯酰基和异丁酰予以保护的，这些保护基是通过氨解脱除的。
为了保护氨基,已经制备了很多N2酰基衍生物,上述的简单酰胺最常用,卤代乙酰基衍生物也常用。
这些化合物对于温和的酸水解反应的活性随取代程度的增加而增加:乙酰基< 氯代乙酰基< 二氯乙酰基< 三氯乙酰基< 三氟乙酰基[2]。
此外,在核苷酸合成的磷酸化反应中,胞嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤中的氨基是分别由对甲氧苯酰基、苯酰基和异丁酰或22甲基丁酰基予以保护的,这些保护基是通过氨解脱除的[3]。
2020年全国高中化学知识竞赛决赛试题及答案(二)
2020年全国高中化学知识竞赛决赛试题及答案（二）1.铁盐的基本性质有四方面①Fe2+与Fe3+间的相互转变；②它们的水解；③难溶氢氧化物或盐的形成和溶解；④络合物的形成。
这些性质决定铁盐在自然环境中和在生物体内的存在状态及它们的作用。
例如，在我国南方某些地区，刚从地下打上来的水是透明的，但放置一段时间后便出现红棕色沉淀，表面上形成一层“油皮”。
用此水洗过的毛巾经晾晒后也会被染成红棕色。
（1）在含Fe3+溶液中，Fe3+逐渐水解，先颜色变暗，然后生成无定形红棕色Fe（OH）3沉淀，长期放置后变成a-Fe2O3（赤铁矿）或a-FeOOH （针铁矿）。
这是地球表面这两种矿物形成的原因。
写出这一过程的所有反应方程式。
讨论为什么最后形成赤铁矿或针铁矿，为什么一开始不形成赤铁矿或针铁矿。
（2）在新配制的0.010mol·L-1FeSO4酸性溶液中加少量稀NaOH溶液至pH=8.0时，先生成白色沉淀，后变成红棕色沉淀。
实验是在接触PCO2为10-3.5bar的空气中进行的。
请用计算说明所得沉淀各为什么化合物（NaOH体积可忽略）。
（3）室温下Fe2+被空气中的氧氧化的反应速率表达式为v=k[Fe2+][OH-]2Po2k=4/3×1012s-1bar-1mol-2a）pH增加一个单位，速率有多大变化？b）在pH及PO2一定时，log[Fe2+]随时间如何变化？c）若用氮气置换容器中绝大部分空气，使容器内O2占0.01%（体积），pH为7.0，计算此时的反应速率与在接触纯氧，pH为3.0的水溶液中进行的反应速率之比值。
附数据：logK sp Fe（OH）2 -14.4FeCO3 -10.4Fe（OH）3 -37.1a—Fe2O3 -41.3a—FeOOH -41.5pK a（H2CO3）∶pK1=6.3，pK2=10.3 CO2的亨利系数K H=10-1.5mol·L-1·bar-1（25℃）（按亨利定律，CO2在溶液中的总浓度[CO2]=K H pCO2）2.某元素X在自然界储量较低，其存在形式有元素态和化合态（主要为X2O3和X2S3）。
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座：第17讲《有机化合物的合成》
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第17讲 有机化合物的合成【竞赛要求】有机合成的一般原则。
引进各种官能团（包括复合官能团）的方法。
有机合成中的基团保护。
导向基。
碳链增长与缩短的基本反应。
有机合成中的选择性。
【知识梳理】一、有机合成的一般原则有机合成是有机化学的重要组成部分，是建立有机化学工业的基础，有机合成一般都应遵循下列原则：1、反应步骤较少，总产率高。
一个每步产率为80%的十步合成的全过程产率仅为10.7%，而每步产率为40%的二步合成的全过程产率可达16%。
因此要尽可能压缩反应步骤，以免合成周期过长和产率过低。
2、每步的主要产物易于分离提纯。
要力求采用只生成一种或主要生成一种的可靠反应，避免生成各种产物的混合物。
3、原料易得价格便宜。
通常选择含四个或少于四个碳原子的单官能团化合物以及单取代苯等作为原料。
在实际合成中，若欲合成芳香族化合物时，一般不需要合成芳香环，尽量采用芳香族化合物作为起始物，再引入官能团；若欲合成脂肪族化合物时，关键的步骤是合成碳骨架并同时考虑官能团的引入，引入的官能团可能并非为所需产物中的官能团，但可以通过官能团的转变，形成所需产物中的官能团。
二、有机物的合成方法（包括碳架的建立、各种官能团引进等） （一）芳香族化合物的合成1、合成苯环上仅连有一个基团的化合物一般以苯为原料，通过芳香烃的亲电取代反应引入基团，如表 17-1；通过芳香重氮盐的亲核取代反应引入基团，如表17-2；也可以通过活化的芳香卤烃的亲核取代引入基团，如表17-3。
2、合成苯环上仅连有两个基团的化合物如果所需合成的化合物两个基团相互处于邻位或对位，则其中至少有一个基团属于邻、对位定位基；如果所需合成的化合物两个基团相互处于间位，则其中至少有一个基团属于间位定位基。
例如：NO 2ArArH合成苯环上含有两个基团的化合物时，如果两个两个基团相互处于邻位或对位，而两个基团都不是邻、对位定位基或两个基团相互处于间位，但都不是间位定位基，在这两种情况下，一般不能依靠其中一个基团的定位作用将另一个基团引入所需的位置上，而需要通过中间转化过程来实现。
高中化学竞赛辅导--有机化学
2.共轭效应
共轭效应传统上认为是存在于共轭体 系中一种极性与极化作用的相互影响。
本质上共轭效应是轨道离域或电子离 域所产生的一种效应。
共轭效应一定存在于共轭体系中，共轭体系有以 下几类：
（1）π－π CH2=CH－CH=CH2 CH2=CH－C≡N
（2） p－π CH2=CH－CH2+ CH2=CH－CH2－ CH2=CH－CH2·
OHC C C CHO
丁炔二醛 butynedial
OO
3-烯丙基-2,4-戊二酮 3-allyl-2,4-pentanedione
O CHO
2-氧代环己烷甲醛 2-oxocyclohexanecarboxaldehyde
CHO
3-(3,3-二甲基环己基)丙醛 3-(3,3-dimethylcyclohexyl)propanal
CH3
CH2CH
3
CH3
4
2
5
1
6
3−(2−甲基丙基)环己烯或3−异丁基环己烯
6 5
4
H3C
CH2CH2CH3
1
2 CH2CH3
3
中文名称 4-甲基-2-乙基-1-丙基苯 英文名称 2-ethyl-4-methyl-1-propylbenzene
CH3
CH3CH2
CH2CH3 中文名称 1-甲基-3,5-二乙基苯 英文名称 1,3-diethyl-5-methylbenzene
（有多个取代基时，中文按顺 序规则确定次序，小的在前； 英文按英文字母顺序排列）
母体
官能团位置 号 + 名称
（没有官能 团时不涉及 位置号）
H
CH3 H
CH3
CH3
2020年高中学生化学竞赛试题及答案
2020年高中学生化学竞赛试题及答案2020年高中化学竞赛试题及答案一、选择题（本题包括9小题，每小题3分，共27分。
每小题只有一个选项符合题意。
）1.XXX成功进行了由地沟油生产的生物航空燃油的验证飞行。
区分地沟油和矿物油的方法是加入足量氢氧化钠溶液共热，不分层的是地沟油。
2.化学在工业生产和日常生活中有着重要的应用。
下列说法正确的是CO2、NO2和SO2都是酸性氧化物，都是大气污染物。
3.下列操作能够实现实验目的的是：向饱和氯化钠溶液中滴加一滴酚酞指示剂，再滴加盐酸至红色消失。
4.下列关于有机物的说法中，正确的一组是：①淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应；②除去乙酸乙酯中残留的乙酸，可加入过量饱和碳酸钠溶液，振荡后静置分液；③淀粉遇碘酒能变蓝色，葡萄糖能与新制氢氧化铜悬浊液反应。
5.NA为阿伏加德罗常数，下列各项叙述中正确的是：0.2 XXX完全分解转移的电子数为0.4NA。
6.25℃时，对于浓度均为0.1mol/L的三种溶液：①CH3COOH溶液、②NaOH溶液、③CH3COONa溶液，下列说法错误的是：②和③等体积混合后溶液显酸性：c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)。
删除无关或重复的段落。
改写如下：1.XXX成功进行了由地沟油生产的生物航空燃油的验证飞行。
区分地沟油和矿物油的方法是加入足量氢氧化钠溶液共热，不分层的是地沟油。
2.化学在工业生产和日常生活中有着重要的应用。
下列说法正确的是CO2、NO2和SO2都是酸性氧化物，都是大气污染物。
4.下列关于有机物的说法中，正确的一组是：①淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应；②除去乙酸乙酯中残留的乙酸，可加入过量饱和碳酸钠溶液，振荡后静置分液；③淀粉遇碘酒能变蓝色，葡萄糖能与新制氢氧化铜悬浊液反应。
5.NA为阿伏加德罗常数，下列各项叙述中正确的是：0.2 XXX完全分解转移的电子数为0.4NA。
6.25℃时，对于浓度均为0.1mol/L的三种溶液：①CH3COOH溶液、②NaOH溶液、③CH3COONa溶液，下列说法错误的是：②和③等体积混合后溶液显酸性：c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)。
有机化学氨基的保护
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目录
• 氨基保护的基本概念 • 氨基保护的反应机制 • 氨基保护的应用 • 氨基保护的挑战与展望
01
氨基保护的基本概念
氨基保护的重要性
01
氨基是有机化学中常见的官能团 ，具有多种反应活性，在合成过 程中容易发生反应，导致目标产 物的损失。
02
氨基的保护可以有效地控制其反 应活性，使合成过程更加可控， 提高目标产物的收率和纯度。
总结词
缩合反应是一种通过形成共价键将两个或多个化合物结合在一起的反应过程，也 是氨基保护的一种常用方法。
详细描述
在缩合反应中，氨基可以与其他活性基团如醛、酮、羧酸等发生缩合反应，生成 稳定的化合物。这种反应机制可以有效地保护氨基不受其他反应基团的干扰，同 时还可以生成具有生物活性的化合物。
烷基化反应机制
药物合成中的氨基保护可以防止 反应过程中氨基的干扰，提高反
应的选择性和产物的纯度。
保护氨基可以稳定药物分子中的 其他基团，提高药物的稳定性和
药效。
氨基保护还可以用于药物的释放 和脱保护，控制药物的释放时间
和方式。
在天然产物合成中的应用
在天然产物合成中，氨基保护可以用于控制反应的进程和选择性，提高产物的纯度 和收率。
氨基保护还可以用于材料表面 的修饰和改性，提高材料的生 物相容性和功能性。
04
氨基保护的挑战与展望
氨基保护面临的主要挑战
01
02
03
稳定性问题
氨基是活泼的基团，容易 发生反应，这使得在有机 合成中保持其稳定性成为 一个挑战。
选择性难题
在多组分反应体系中，氨 基的保护往往需要高度的 选择性，以避免副反应的 发生。
有机化学基础知识点有机合成中的保护基与活化基
有机化学基础知识点有机合成中的保护基与活化基有机化学基础知识点：有机合成中的保护基与活化基有机化学是研究有机化合物结构、性质和反应的科学，是化学的一个重要分支。
在有机合成中，保护基和活化基是两个基础知识点，它们在有机合成过程中具有重要的作用。
本文将分析和探讨有机化学中的保护基和活化基的概念、种类以及应用。
一、保护基的概念与种类保护基，又称为保护基团，是指在有机合成中，通过引入某个特定的官能团对反应物中的某一个或多个化学中心进行保护，以避免其发生不必要的反应或者受到其他官能团的干扰。
保护基在反应结束后可以方便地被去除。
下面列举了一些常见的保护基及其用途：1. 叔丁酰氧基（t-BuO）：用于保护醇类和酚类化合物的羟基；2. 三甲基硅基（TMS）：用于保护醇类和羧酸类化合物的羟基；3. 苯甲酰氧基（PhCOO）：用于保护醛类化合物的羰基；4. 二甲基亚砜（DMS）：用于保护醚类化合物的氧原子。
除了上述的几个例子，还有许多其他常见的保护基，它们根据不同的官能团和反应物的要求而选择。
二、保护基的应用保护基在有机合成中起到了至关重要的作用，它可以控制反应的选择性、增加合成的效率、防止不必要的副反应等。
下面将针对不同的官能团和反应类型，介绍保护基的具体应用。
1. 保护羟基羟基的保护可以通过引入酯化、醚化或硅烷化等保护基来实现。
这可以有效地避免羟基发生缩合、酸催化的酯化反应以及其他影响反应结果的副反应。
2. 保护羰基常见的保护羰基的方法包括醛类保护和酮类保护，其中醛类保护以醇类保护和酯类保护为主，而酮类保护则多采用醇类保护。
这些方法可以有效地保护羰基，避免其发生亲核取代或发生酰亲核加成反应。
3. 保护胺基胺基的保护主要是通过引入保护基，如保护胺基的烷基、苯基、二甲基亚砜等，以避免胺基发生反应或者接受其他官能团的攻击。
三、活化基的概念与种类活化基是指引入在有机合成中用来增加反应活性的特殊官能团。
它可以通过提供电子、受体位或阴离子等方式改变分子的电子结构，使得反应更容易进行。
2020化学竞赛·有机化学(基础版)·第十三章(氨基酸和蛋白质)[9 PPT]
![2020化学竞赛·有机化学(基础版)·第十三章(氨基酸和蛋白质)[9 PPT]](https://img.taocdn.com/s3/m/0bfa0598f524ccbff0218425.png)
3 酶 酶是生物体内起催化作用的蛋白质， 其作用的特异性表现为：（1）条件温和； （2）选择性强；（3）高效。
第四轮复习应着重有机合成以及 有机重要化合物的合成路线记忆，两者其实相辅相成，有机合成的理解在对 于经典化合物合成的基础之上，而记忆合成实际上就是完成了合成路线设计的理解。两者 缺一不可，理解－记忆 并用相当重要。比如苯－萘的合成；萘－菲的合成等。如时间更加充裕，也推荐专门买一本合成书籍进行系统的学 习，合成的精髓在于逆合成 分析，逆合成分析的核心在于经典有机反应的掌握以及反应机理的灵活运用，对此不 是几月几个礼拜就能熟练的，需要长时间的摸索。推荐的一些专业书目比如：《Organic Synthesis》以及化工出 版社出版的《有机合成》，对于后者，我认为着重看第一，二章节即碳链的合成以及逆合成分析理论。
2020化学竞赛·有机化学（基础版）·第十三章（氨基酸和蛋白质）
中学生化学奥林匹克竞赛 有机化学学习指南（2020）
初赛对于有机化学考察的相对很多，对于新手应采取循序渐进的方法，不可急功近利。没有太多基础的应该先 看一本较简单的有机化学教材，着重一些基本的有机章节，可以忽略一些初赛不太考察的知识章节，比如氨基酸， 糖，核磁，红外，质谱等。挑选的书目应讲究简明，易懂，易于学习，比如师范大学主编的一些师范类《有机化学》
第一轮复习应讲究记忆，理解与否取决于个人天赋，不可强求。很多同学初学有机常会觉得很多困惑，其实这 是相当正常的，只要坚持不懈的反复看和理解，揣摩，自己是完全有能力学会的，但不建议第一轮复习的时候就什 么都搞懂，一来不实际，二来也相当耗费时间和精力。
第二轮复习应讲究记忆上的理解，稍加一些练习，习题难度不宜过难。对于一些第一次未看的章节要通读一遍， 还是讲究记忆为主，对于难点，重要点，应该反复看加 深印象，比如：羰基化合物，羧酸衍生物等章节。这轮推 荐的书目可以加深一些，比如高教出版社的《有机化学》以及《基础有机化学》。要注意的是，初赛复赛都 不考 反应机理，对于反应机理的揣摩应重在基本理解，记忆一些机理的分类，机理的大致过程以及中间态，但并不需要 对于机理进行严格的记忆以及推导重复，因为 这是一个漫长的过程，有心的同学可以把机理进行总结，这是有机 的核心。第二轮复习一般需要需要看几遍书，习题以课后的习题为主，仍然不建议所有的都看懂， 对于细节允许 有不明白的地方，一切以效率为主
高中化学竞赛专题辅导：有机反应历程
有机反应历程（一）1．有机反应类型（1）加成反应亲电加成C=C，C≡C；亲核加成C=O，C≡C，C≡N；带有吸电子基团的加成C=C，如C=C-C=O，C=C-C≡N；自由基加成C=C。
（2）取代反应取代反应有三种：亲电取代，重要的是芳环上H 被取代；亲核取代，经常是非H原子被取代；自由基取代，重要的是α取代。
（3）消除反应主要是1，2-消除生成烯，也有1，1-消除生成碳烯。
（4）重排反应常见的是碳正离子重排或其它缺电子的中间体重排。
（5）周环反应包括电环化反应、环加成反应及σ迁移反应。
2．反应活性中间体主要活性中间体有其它活性中间体有碳烯R2C∶（卡宾Carbene）氮烯RN∶（乃春Nitrene）；苯炔（Benzyne）。
（1）自由基自由基的相对稳定性可以从C—H键离解能大小判别，键离解能越大，自由基稳定性越小。
如按稳定性次序排列R3C·＞R2CH·＞RCH2·＞CH3·C—H键离解能：380.7 395.4 410.0 435.1（kJ／mol）C6H5CH2·≈CH2＝CH-CH2·＞R3C·C—H键离解能：355.6 355.5（kJ／mol）Ph3C·＞Ph2CH·＞PhCH2·Ph3C·为涡轮形，具有约30°夹角，因此稳定性不会比Ph2CH·高得很多，且易发生二聚形成酿式结构。
【例1】下列游离基哪一个最稳定？B．CH2＝CHCH2·D．CH3·解：B。
（2）碳正离子含有带正电荷的三价碳原子的化合物叫碳正离子，它具有6个价电子，一般情况下是sp2杂化，平面构型，其稳定性次序为：任何使正电荷离域的条件都能稳定碳正离子。
孤电子对能分散正电荷故MeOCH2Cl溶剂解反应比CH3Cl快1014倍。
邻基效应生成桥式碳正离子芳香化稳定碳正离子，例如（3）碳负离子碳负离子是碳原子上带有负电荷的体系，其结构大多是角锥形sp3杂化构型，此构型使孤电子对和三对成键电子之间相斥作用最小。
高中化学竞赛——大学有机化学(3)
邻对位！
(1)对卤素水解的影响 ——吸电有利于亲核取代
Cl
OH
Cl
OH
NaOH 400℃、30MPa
Na2CO3 130℃
NO2
NO2
(2)对酚羟基酸性的影响 ——吸电使酸性增强
OH
OH
OH
OH
NO2 O2N
NO2
10.0
NO2 7.15
NO2 4.00
NO2 0.71
(3)对甲基的影响 ——使邻、对位甲基上的氢活泼性增强
⑤对甲氧基苯胺、⑥2，4-二硝基苯胺
⑤＞①＞④＞②＞③＞⑥
成盐： CH3·N·H2+HC用l 途：分C遇离H强3提N碱纯H+3！Cl（--或CH3强NH酸2·弱H碱C盐l)
NH2 +H2SO4
NH2·H2SO4
（二）烷基化和酰基化
胺
遇 到
醇、 酚
1、烷基化
伯卤代烃和有活泼卤 原子的芳卤化物
.. RNH2 +RCH2Cl
2
NO2 FZen//NNaaOOHH
HNN=NNH
氢化偶偶氮氮苯苯
多个硝基只还原一个的方法：
NO2
Fe/HCl
NO2
NH2
NH2 NO2
NH4HS
NH2
硫化钠 硫化铵 硫氢化铵 氯化亚锡和盐酸
NO2 H3C-
NO2
NH4HS
NO2 H3C-
NH2
在合成上有一定的意义
化学性质——硝基的电子效应(强的吸电基团)
AlCl3 较难反应
①SnCl2/HCl
②Zn/NaOH
③NBS
⑦Fe Cl2 ⑧HNO3 H2SO4
氨基的保护与脱保护
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1.3.1笏甲氧羰基的引入
笏甲氧羰基的引入一般方法:
用笏甲醇在无水CH2Cl2中与过量的COCl2反应可以 得到很好产率的Fmoc-Cl（熔点61。5-63℃），所 得Fmoc-Cl在二氧六环/Na2CO3或NaHCO3溶液同氨基 酸反应则可得到Fmoc保护的氨基酸(一般不能用强 碱)。用Fmoc-OSu(Su=丁二酰亚胺基)在乙腈/水中 导入，该方法在制备氨基酸衍生物时很少低聚肽 生成。目前我们一般更倾向于用Fmoc-OSu上FMoc.
O
S
Cbz-Cl
O
NH2.HCl
K2CO 3
98%
O S
O NHCbz
Org. Syn., 70, 29
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1.1.2 苄氧羰基的脱去
苄氧羰基的脱去主要有以下几种方法
1). 催化氢解 2). 酸解裂解(HBr, TMSI) 3). Na/NH3（液）还原 实验室常用简洁的方法是催化氢解(用H2或其它供氢体,一般常温 常压氢化即可); 当分子中存在对催化氢解敏感(有苄醚,氯溴碘 等)或钝化催化剂的基团(硫醚等)时，我们就需要采用化学方法 如酸解裂解HBr或Na/NH3（液）还原等。
对水较为敏感的氨基衍生物，采用Boc2O/TEA/MeOH or DMF 在40-50℃下进行较好。有空间位阻的氨基酸而言，用
Boc2O/Me4NOH.5H2O/CH3CN是十分有利的。
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1.2.2 叔丁氧羰基的引入示例(一)
NH2 COOH
Boc2O
常见氨基保护基
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3. 常见的烷基类氨基保护基 三苯甲基(Trt) 、2,4-二甲氧基苄基(Dmb) 对甲氧基苄基(PMB) 、苄基(Bn)
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氨基保护基的选择策略
选择一个氨基保护基时，必须仔细考虑到所有的反应物，反 应条件及所设计的反应过程中会涉及的底物中的官能团。
O N
BocHN OH
TBDMSOTf
CH2Cl2 75%
O H2N
N OTBDMS
J. Org. Chem., 1998, 63( 23), 8424
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1.2.4 叔丁氧羰基的脱去示例
BocHN
Boc N G NHBoc
Boc
BuLi, THF
N
NHBoc
85%
BocHN
H
N
NHBoc
Tetrahedron Lett.;1984; 3191-3194.
H N Base G NHBoc Tetrahedron Lett.; 1995; 67-70
Boc N
Base
G NHBoc
H N GN
H Bc o
Boc N
Base
G NHBoc
H N G NHBoc
19
1.2.5 叔丁氧羰基的脱去
MeO
OMe Boc
N COOMe
ZnBr2, CH2Cl2
MeO OMe NH COOMe
H ON
HCl
R
O
+
CO2
+ RNH2.HCl
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1.2.3 叔丁氧羰基的脱去
一般选用酸性脱除: 用甲醇作溶剂，HCl/EtOAc的组合使 TBDMS和TBDPS酯以及叔丁酯和非酚类酯在Boc脱除时不 被断裂。当同时脱除分子中有叔丁酯基(可根据不同的酸性选 择性脱Boc)或分子中有游离羧酸基，千万记住不能用 HCl/MeOH,其可将羧酸变为甲酯。在Boc脱去过程中 TBDPS和TBDMS基相对是稳定的（在TBS存在，用稀一些 的10－20 ％TFA）
TBSO
NHBoc CO OMe
Cbz N
BocHN
H N O O
O O O
TF A CH2Cl2
75%
TBSO
NH2 COOMe
Cbz N
J. Org. Chem., 2004, 21, 7004
O
T BD MSOTf
2,6-Lutidine CH2Cl2 97%
OO
O
HN O
H2N
J. Or g. Chem., 1990, 55( 3), 870
NHBoc COOH
NH2.HCl HO
COOMe
Boc2O
Et3N 95%
NHBoc HO
COOMe
H N
HN
O
NH O
Boc2O
DMAP, Et3N 83%
Bo c N
Boc N O
O
N Boc
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1.2.3 叔丁氧羰基的脱去
叔丁氧羰基的脱去:
Boc比Cbz对酸敏感，酸解产物为异丁烯和CO2（见下式）。 在液相肽的合成中，Boc的脱除一般可用TFA或50%TFA （TFA:CH2Cl2 = 1:1,v/v）。在固相肽合成中，由于TFA 会带来一些副反应（如产生的胺基上酰化成为相应的三氟乙 酰胺等），因此多采用1-2M HCl/有机溶剂。一般而言， 用HCl/二氧六环比较多见。
➢ 还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的选
择性
➢ 如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能团
不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳定的；
要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团（如硝基
等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。
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第一部分: 烷氧羰基类氨基保护基
笏甲氧羰基的特点:
Fmoc保护基的一个主要的优点是它对酸极其稳定，在它 的存在下，Boc和苄基可去保护。Fmoc的其他优点是它 较易由简单的胺不通过水解来去保护，被保护的胺以游离 碱释出。一般而言Fmoc对氢化稳定，但某些情况下，它 可用H2/Pd-C在AcOH和MeOH仲脱去。Fmoc保护基可 与酸脱去的保护基搭配而用于液相和固相的肽合成。
H N R1 R2
Cbz-Cl Base
R2 N R1 Cbz
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1.1.1 苄氧羰基的引入示例
O OH
NH2
N H Br
Cbz-Cl 10% aq. Na2CO3, Et2O
47.1%
O OH O
N HO
N H Br
Tet rahedr on, 2002, 58( 39), 7851-7865
O
S
Synth. Commun.; 1989, 3139-3142.
Hale Waihona Puke BocHNSiO2, heating TBSOTf, Lutidine
H2N
G
N
ZnBr2, CH2Cl2
G N
R
ZnBr2, RSH, CH2Cl2
R
NHBoc OMs
R
NHBoc X
R
O HN
O R
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1.3.笏甲氧羰基(Fmoc)
在中性的无水条件下Me3SiI在CHCl3或CH3CN中除了能脱除 Boc外，也能断裂氨基甲酸酯、酯、醚和缩酮。通过控制条
件可以得到一定的选择性。
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1.2.3 叔丁氧羰基的脱去
➢ 当分子中存在一些官能团其可与副产物叔丁基碳正离子在 酸性下反应时，需要添加硫酚(如苯硫酚)来清除叔丁基碳 正离子，此举可防止硫醇(醚,酚)(如蛋氨酸,色氨酸等)和 其他富电子芳环(吲哚,噻吩,吡唑,呋喃多酚羟基取代苯等 等)脱Boc时的烷基化。也可使用其它的清除剂，如苯甲 醚、苯硫基甲醚、甲苯硫酚、甲苯酚及二甲硫醚。
OMe S
《 药 明 康 德 化 学 通 讯 》 ，2007， 1(4)，9
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1.2 叔丁氧羰基
除Cbz保护基外，叔丁氧羰基（Boc）也是目前多肽合成中广 为采用的氨基保护基，特别是在固相合成中，氨基的保护多 用Boc而不用Cbz。Boc具有以下的优点：Boc-氨基酸除个 别外都能得到结晶；易于酸解除去，但又具有一定的稳定 性;Boc-氨基酸能较长期的保存而不分解；酸解时产生的是叔 丁基阳离子再分解为异丁烯，它一般不会带来副反应；对碱 水解、肼解和许多亲核试剂稳定；Boc对催化氢解稳定，但 比Cbz对酸要敏感得多。当Boc和Cbz同时存在时，可以用催 化氢解脱去Cbz，Boc保持不变，或用酸解脱去Boc而Cbz不 受影响，因而两者能很好地搭配使用。
R2 N R1 Cbz
H2 Pd-C
R2
CH3 +
N
R1 COOH
H
CH3
+
CO2
+
N R1 R2
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1.1.2 苄氧羰基的酸性脱除注意点
苄氧羰基的用强酸或Lewis酸脱除时,会产生苄基的碳正离子, 若分子中有捕捉碳正离子的基团时,将得到相应的副产物.
OH
Cbz
HBr
N
H
HO
OH HO
NH2 .HBr
对水较为敏感的氨基衍生物，采用Boc2O/TEA/MeOH or DMF 在40-50℃下进行较好。有空间位阻的氨基酸而言， 用Boc2O/Me4NOH.5H2O/CH3CN是十分有利的。
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1.2.2 叔丁氧羰基的引入示例(一)
NH2 COOH
Boc2O
NaOH, t-BuOH, H2O 78%
➢ 最好的是不保护. 若需要保护,选择最容易上和脱的保护基,当
几个保护基需要同时被除去时，用相同的保护基来保护不同的
官能团是非常有效。要选择性去除保护基时，就只能采用不同
种类的保护基。
➢ 要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应条
件下是不稳定并需要加以保护的，选择能和反应条件相匹配的
氨基保护基。
H
Cbz
N
N
HBr
N
N H
Bn 9
1.1.3 苄氧羰基的脱去示例（一）
O O
O
HN
O
O
HO O
NH CHb z O
H CO NH 4 10 %Pd -C
98%
H ON
O ON H
H2/10%Pd-C
(Boc)2O 54%
O O
O
HN
O
O
O H O O NH2H
Monatsh. Chem., 1997, 128( 6-7), 725-732
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1.3.2 笏甲氧羰基的引入示例
OTBS O
H2N
Fmoc-Cl
sat. NaHCO3 CH2Cl2 79%
OTBS O
HN Fmoc
T etr ahedron: Asymmetr y, 2003, 12, 1645
O OH Boc
N
H2N
O
O O ON
OO
NaHCO3, DMF (Fmoc-OSu) 78%
BocHN
ON H WO2004092166
H
O
N
N
N
N
Cl
Cl
O O
Et3SiH
PdCl2
74%
Cl
H
O
N
N
N
NH
Cl
US20030144297
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1.1.4 苄氧羰基的脱去示例（二）
Cl