第四章导向基与合成的导向

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7第四章碳负离子型延伸碳链反应2

7第四章碳负离子型延伸碳链反应2
(1) 与环氧乙烷的加成
酯的分子内醇解
γ-羟基酯
γ-内酯
24
25
26
4.3 酰基化反应
27
4.4 缩合反应
28
29
4.4.1 Knoevenagel反应
2.反应通式:
30
3.反应机理:(p103-104)
4.影响因素:反应的产率与羰基化合物的反应活性、位 阻、催化剂的种类及其它反应条件有关。
41
4.4.4 Dickmann缩合
分子内的Claisen酯缩合-Dickmann缩合
Dickmann(迪克曼)缩合反应主要用于制备 五元和六元环状β-酮酸酯。
42
4.4.5 Thorp反应
Thorpe反应与Dickmann缩合相似:
β-羰基腈
Dickmann(迪克曼)缩合反应主要用于制备五元和 六元环状β-酮酸酯。 但Thorpe缩合反应,只要改变反应条件,从二腈化 合物就能合成较满意的大环。在苯溶液中加入碱以及大 量的乙醚,反应在很稀的溶液中进行,产率可以提高到 95%(七元环)、 88%(八元环)、 60~80%(十四 元或更多元环). 43
1.自身缩合:碳链增加一倍
2.混合缩反应
醛、酮与没有α-氢的酯(甲酸酯、苯甲酸酯或 草酸酯)发生的缩合反应,制备β-酮或β-二酮的 重要方法。
脱羰基
(有机化合物致活策略)
导向基
在有机合成路线的设计中,经常需要用到导向基来引 导原子或原子团进入到某些特定的位置,然后再将导 向基除去,得到合成产物。
膦酸酯α-碳的去质子化, 生成碳负离子
氧负离子进攻磷原子, 生成氧杂的四元环中间体
62
63
56学时的课件,未完待续
64

可转化导向基导向的碳氢键官能团化反应

可转化导向基导向的碳氢键官能团化反应

可转化导向基导向的碳氢键官能团化反应下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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有机合成控制方法和策略

有机合成控制方法和策略

OH
OH
Br2, CCl4
Br
选择性合成反应旳利用
• 立体选择性与专一性 (stereoselectivity and stereospecificity) ---烯键旳立体选择性反应 ---炔键旳立体选择性加成 --- Diels-Alder反应旳立体选择性 ---[2+2]环加成反应旳立体选择性
一种合理旳合成路线,一方面要看合成旳产 率高下,另一方面还要看工艺旳稳定性,合 成条件是否易控或工业上是否可行,以及后 处理是否以便。另外,安全性和环境保护等问题 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)
R
RLi/CuI
O
O
a, b-不饱和酮旳双键也能够选择性地还原。
5 %Pd-C, 1% Na2CO3 O
O
H2
96 %
O
O
NaS2O4, H2O/PhH
R4NCl/NaHCO3
环氧化合物旳区域选择性开环
CH3ONa/CH3OH O
OH OCH3
O CH3OH/H+
OCH3 OH
芳环旳区域选择性亲电取代
2) NH4Cl, H2O Ph
O
OH RCO3H KF, NaHCO3
O
SiMe2Ph
1) HBF4,OEt2
2) MCPBA Ph
Configuration retained
OH
重排反应旳利用
利用重排反应能合成其他反应难以合成 旳构造单元。常见旳重排反应有:

第四章导向基与合成的导向

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 +

导向基与合成的导向

导向基与合成的导向

O O
O
O
+
2
O
活化导向
合成:
2
O
?
O
O COOEt NaOEt
EtO2C
O O
O ?
CH3CO3H
O O
经验之八
遇到环状或开链的环氧结构,可拆开为烯健。
例7:设计2-甲基-6-烯丙基环己酮的合成路线。 分析:
O
1,4-dis
O
+
Br
这样的拆开是合理的,但再合起来时,有可能生成α和α’两处被 取代的混合产物,为了得到唯一产物,就需要活化导向.
O
+
O C OEt
HO -
O O
三乙
OEt
合成:
O O
NaOEt Br Ph
O O OEt Ph
O Ph
OEt
经验之一
当在有机合成中需要丙酮作原料时,为导向并活化,可改用乙酰 乙酸乙酯。
例2:设计β-[4-环己烯]基丙酸的合成路线。
分析:
CO 2H
Br
FGI
+
H3C CO 2H
Br
FGI
CO 2Et
O
经验之五 C=O基化合物的α-氢也可以用酯基活化导向。
经验之六
Michael加成反应,是合成六员环及其衍生物的重要手 段。
经验之七
无论在合成开链或环状化合物中,羟醛型缩合反应都有 着重要的用途,也是合成环状化合物的重要手段。
例6:设计3,5,5-三甲基-2,3-环氧环己酮的合成路线。 分析:
O
环氧羰基化合物,1,2-环氧结构有哪些 O 合成方法呢?
OH
合成:
+

有机合成化学

有机合成化学

1.2.5 先想象适合于应用的分子结构,再合成所需的分子
为了某种用途,化学家可以想象一种分子结构,然后设计 合成路线,精心合成此化合物以达到所定的用途目标。这种例 子还是不少的。
如可以想象有一类化合物的结构里,有一金属原子夹在两 个环烯之间。环烯有活泼电子可供金属原子用,形成配合。这 种金属原子又是多价的。环烯的配合造成金属价数的多变。又 由于价数的多变,使其具有引起其他化合物发生氧化或还原反 应的能力。因此,这种结构的化合物是一类很好的催化剂,我 们熟悉的二茂铁就是常用的一种催化剂。此类金属有机催化剂 品种繁多,应用很广。
因此,有机合成已经成为当代化学研究的主流之一。利用 有机合成可以制造天然化合物,可以确切地确定天然物的结构, 可以辅助生物学的研究以解开自然界的奥秘。利用有机合成更 可以制造非天然的,但预期会有特殊性能的新化合物。
返回
事实上,有机合成就是应用基本且易得的原料与试剂, 加上人类的智慧与技术来创造更复杂、更奇特的化合物。可 以这样说:“有机合成是‘无中生有’”。正如1965年诺 贝尔奖获得者,也是有机合成的先师Woodward教授所说: “在有机合成中充满着兴奋、冒险、挑战和艺术”。再进一 步看,逻辑性的归纳和演绎在有机合成中,特别是在路线设 计中,显得非常重要,甚至可以运用计算机程序来辅助合成 路线的设计。
精细有机合成工业的任务是:以基本有机合成工业中得 到的一、二级有机产品为原料,合成一些结构比较复杂,质量 要求很高(即较精细)的化合物。其制备过程的操作条件要求 严格,步骤较多,一次生产的量比较少但品种比较多。精细有 机合成主要用在合成药物、农药、染料、香料等。这种合成的 首要任务常常是合成路线的设计。
路线设计不同于数学运算,数学运算有固定的答案。但任 何一条合成路线,只要能合成出所要的化合物,应该说都是合 理的。当然,在合理的路线之间,却是有差别的。

10:第三节 导向基和保护基的应用(一)

10:第三节 导向基和保护基的应用(一)
3
一、活化导向
【例3-2】设计
COOH
的合成路线
Br
分析:
COOH
+
CH3COOH
但是若按照上述逆向切断的方法所得的乙酸中的α H不够活泼。所以采用丙二酸二乙酯(或丙二酸)为原料 代替乙酸增加其活性。则合成路线为:
COOEt
Br
COOEt OH COOEt
+
H 2C COOEt
H 3O
+
- CO2 △
COCH 3 H 2C COOEt
BrBr
O
OH H-OH
-CO2 △
O
Ph-CHO OH
COOEt O
Ph [H]
OH
O
Ph
Zn-Hg H-Cl Ph
9
一、活化导向
当然,还可以有想法2和想法3,但都没有想法1合适:
Ph Ph Ph
O
想法 2
想Байду номын сангаас 3
10
6
一、活化导向
则合成路线为:
7
一、活化导向
【例3-5】设计1-环戊基-3-苯基丙烷的合成路线
分析:目标化合物的分子中没有官能团,好像无从下手, 但是可以自己加入官能团。作为它的前身,以帮助拆开。
想法1 :
O
O
Ph
Ph
+
OHC
Br + Br
O
8
一、活化导向
推导到这里可以看出,如果不把丙酮羰基两边的α -H 活性区分开来,则羰基的两边都可能接上1,4-丁基二溴的 骨架。所以拟采用乙酰乙酸乙酯来代替丙酮。则合成路线 为:
则合成路线为:
导向基:在有机合成的过程中,为了使新进入的原子或基团进入原 分子的某一定位置而预先引入的原子或基团,称为导向基。

第四章导向基

第四章导向基

4.1 活化是导向的主要手段
OO
C2H5ONa
OC2H5
OO KOH,
OC2H5
Ph
OO
Ph Br
_ OC2H5 Na
O OO
OK H+ Ph
Ph
4.1 活化是导向的主要手段
CO2H
的合成:
CO2H
Br + CH3CO2H
但是乙酸的α-H不够活泼,为使烷基化在α-碳上发 生,需经引入乙酯基(导向基)使α-H活化,于是用丙 二酸二乙酯为原料。任务完成后将酯基水解成羧基, 再利用两个羧基连在同一碳上受热容易失去CO2的特征 将导向基去掉:
4.3 利用封闭特定位置进行导向
OH
OH
合 成
CO2+ KHCO3
57~60% OH
Br2+ HOAc
57~63% OH
CO2H
OH Br
OH Br
90~92%
OH
OH
CO2H
本法的巧妙之处在于无论羧基的引入和脱去都利用了间一苯二 酚的结构特点,原来两个互居间位的羟基是有利于在环上引入羧基, 而在脱羧-反应中,羧基的邻对位的两个羟基则有利于它的脱去。
1)氨基是很强的邻,对位定位基,进
NH2
行取代反应时容易生成多元取代物。
NH2
NH2
Br
Br
+ 3 Br2
Br
+ 3 HBr
Br
4.2 钝化也能导向
如果要在苯胺的苯环上只要取代一个溴原子,则必 须将氨基的活性降低,这可以通过乙酰化反应来达到:
O CH3 C NH
当乙酰苯胺进行溴化时 ,主要产物是对位溴代乙酰 苯胺。
NH2

4第四章 导向基与保护基

4第四章 导向基与保护基

•凡需要环已烯或其衍生物作原料时,可拆开为“双烯合成的原料”及其衍生物。

•凡拆开原料需用乙酸时,为了导向并活化,应改为丙二酸或其酯。

分析过程合成路线

分析
—6—烯丙基环已酮的合成路线设计1—环戊基—3—苯基丙烷的合成路线
分子中没有官能团,好像无从下手,但是可以加入官能团。

作为它的前
身,以帮助拆开。

选择什么样的官能团?加在什么位置上?这是个关键
而困难的问题。

必须通过多种分析和比较,才可以做出决择。

TM
合成:
3.合成路线:
5:邻-
氯甲苯的合
4题解
来保护CSi(CH)
- NHCR
- N H C H
P h
2
氨基甲酸酯
乙酰基也可以
6、羧基的保护对酸稳定的羰基保护剂:
NC CN丙二腈
常用保护基及其作用一览表合成路线
合成路线
2. 4.
5.
5.。

13:第三节 导向基和保护基的应用(四)

13:第三节 导向基和保护基的应用(四)

10
五、碳-碳不饱和键的保护
C8H17
C8H17
【例3-24】使用
HO
为原料合成

分析:在把-OH氧化成羰基的过程中原料里的碳-碳 双键也同样会被氧化成环氧官能团。所以要保护碳-碳双 键防止被氧化。 则合成路线为:
C8H17 Br2 C8H17 Na2Cr2O7
HO C8H17
HO
Br
Br C8H17
7
四、羧基的保护
8
四、羧基的保护
9
五、碳-碳不饱和键的保护
烯烃易被氧化、加成、还原、聚合、移位,是最易发 生反应的官能团之一。炔烃反应活性较烯烃稍弱。 将烯烃首先与卤素反应转变为1,2-二卤化物,然后可 用锌粉在甲醇、乙醇或乙酸中脱卤再生出碳碳双键。此反 应条件温和,生成烯烃时没有异构化及重排等副反应,因 此可用于带烯键化合物氧化其他基团时保护双键。 炔烃与卤素加成生成四卤化物,用上述方法也可脱卤 再生炔烃 。
2
三、羰基的保护
【例3-20】使用ClCH2CH(CH3)CHO为原料合成CH2=C(CH3)CHO 分析:卤化物在碱性条件下脱卤化氢即可得到烯烃。 但原料中的醛基和醛基的活泼α-H在碱性条件下会发生自 身缩合的副反应生成ClCH2CH(CH3) CH=C(CH3)(CH2Cl)CHO, 所以要先把醛基保护起来。则合成路线为:
三、羰基的保护
【例3-22】使用CH3COCH2CH2COOEt为原料合成 CH3COCH2CH2C(CH3)2OH 分析:由酯基变成叔醇,使用格氏反应即可。但是原料 中有比酯基更活泼的羰基,若不保护羰基,则会生成副产 (CH3)2C(OH)CH2CH2COOEt。则合成路线为:
O
OH OH
O

导向基及官能团的保护

导向基及官能团的保护
O HO O O Br CH2 Ph Ph
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

有机合成路线第四章.ppt

有机合成路线第四章.ppt
4-1基本概述
首先看一个大家熟悉的例题:
O
O
CO2Me dis
BrCH2CO2Me
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。
O
[NaOMe] Br CH2 COOEt Darzens缩合
O COOEt
3-环己基缩水甘油酸酯
O
O
1,4-dis Br
但合成是混合产物,需将
O 进行活化,可以①制成烯胺,但
它可先导向这边而后导向那边②酯对酮的酰化规律——甲酸酯优先酰化
亚甲基,其它酯优先酰化甲基,可利用甲酸酯引入甲酰基活化导向。
O
O
需活化
O
O [NaOMe] HC
OMe -HOMe
O
CH Na
O O Na CH
O C H[NaOMe] H
此时丙酮成了乙酰乙酸乙酯,且引入的酯基又容易去掉只要在碱性条件
下水解再酸化,高温加热,即可脱羧。
OO
NaOEt
OEt -HOEt
O
① 稀KOH,
② H+
O Br Ph
CO 2Et
O CO 2H
Ph
O CO 2Et Ph
Ph CO2 经验一
例2:设计
β α
CO 2H
CO 2H
的合成路线
dis
Br
H3C-CO 2H
四、导向基的选择与作用
例如:
Br
Br
Br
根据有机化学知识知道,若用
直接与溴反应,生成不了
TM,而用苯酚和苯胺很容易在常温下与溴水反应,生成三个溴原子互
为间位的三溴苯酚和三溴苯胺,但是在苯上引入-OH较难,也难以去除。

第四章 导向基与合成的导向

第四章 导向基与合成的导向

实践证明:当苯环中有两个互居间位的羟基时,其邻、 对位很容易引进羧基 —— 碱催化下,通入 CO2 即可。而且, 羧基也容易去掉(水溶液中,回流24小时即可)。
第六节 一条值得借鉴的经典合成路线 维尔斯泰特尔(R. Willstä tter)于1911年首先用假石榴 碱为原料合成了 1 , 3, 5, 7-环辛四烯,是经过了如下步 骤:
二.为什么需要导向基 由于有机物分子在一定的反应条件下,活性中心不是合成
所需的部位,而当引入导向基后就能使反应分子的活性中心变
成合成所需要的部位时,就需要引入导向基。即引入导向基能 改变分子的活性中心,以适应有机合成的需要。这种引入导向 基以使化学反应的部位符合合成需要的方向的做法,称为合成
的导向。
合成
第五节
利用封闭特定位置导向
这种导向方法,就是利用“闭塞基”(blocking group ),将反应分子中无需反应却特别活泼有可能优先反应的位 置占据住(亦称封闭住),从而使欲进入分子的基进入不太 活泼而确是需要进入的位置。故此种导向称为封闭特定位置 导向。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 (叔丁 基)是供电子性基团。
二、试设计下列化合物的合成路线:
第三节 活化导向
由于引入导向基,分子的反应得到了活化,更有利于反应 的进行。同时,又起到了导向作用,一举两得。所以活化( activation)导向是导向的主要手段。 例1
(1)分析 此产品可截为三段进行拆开。
(2) 合成
例2 设计1,7-二甲基-Δ1,9,7,8-六氢萘-2-酮的 合成路线。
第四章 导向基与合成的导向
第一节 基本概念
一.导向基(Directional group) 在有机合成的过程中,为了使新引入的原子或基团进入到 某一定位置而预先引入的原子或基团,称为导向基。 导向基不一定是目标分子本身所必须的组成部分。它是在 合成的过程中为应用其定位作用而引入,完成合成任务后又被

4.2 导向基-钝化导向的主要手段

4.2  导向基-钝化导向的主要手段

钝化导向的主要手段一、钝化导向基[1-5]导向基分为活化导向基、钝化导向基和封闭导向基。

为了使多官能团化合物的某一反应中心突出来而将其他部位“钝化”,或降低非反应中心的活泼程度而便于控制反应中心的基团,称为钝化导向基。

其作用就是降低非反应中心的活性,以便合成目标分子。

二、钝化的合成导向目前钝化导向的导向基应用较少,钝化导向技术的使用不如活化导向技术和封闭导向技术运用广泛,大多数的介绍围绕于活化导向方面,但钝化手段仍然是有机合成化学中必不可少的一部分,在合成化学产品时,我们通过引入钝化基团,降低基团的活性,能够有效的减少副反应的发生,促进目标实验的进行,最后将钝化基团通过化学手段消除,得到目标产物。

这样不仅能够降低原料成本,同时还能够提高目标产物的纯度。

下面介绍几种最常见的钝化导向的手段。

2.1设计对-溴苯胺和邻-溴苯胺的合成路线。

[6]2.1.1分析对-溴苯胺和临-溴苯胺在合成的过程中需要用苯胺做为底物来进行合成,但是我们知道苯胺的溴代可同时引入三个溴原子,且全都定位在氨基的邻对位,如果我们只使用原始的苯胺与溴进行亲电反应,那么将不能得到目标产物。

因此就需要引入钝化基团,降低氨基的供电子效应。

一般钝化氨基常用方法是在氨基上引入酰基降低其供电子性。

和氨基相比,乙酰氨基是一个中等强度的邻对位定位基。

由于乙酰基的吸电子效应,氮原子上的孤电子对向苯环的离域减少,降低了苯环的活性。

因此乙酰胺基上的乙酰基起了导向作用。

当乙酰苯胺与溴反应时,只发生一元取代,并且由于空间阻碍几乎仅有对位取代物生成。

2.1.2合成路线2.2 设计N-乙基苯胺的合成路线[7]2.2.1分析合成N-乙基苯胺时,拆分目标分子拆分时,可以将氨基位与乙基位切断,但是由于N-乙基苯胺属于仲胺,如果用常规方法由苯胺直接丙基化时即可得到N-乙基苯胺,这样切断不能防止多烷化反应的发生,因为产物比原料的亲核性更强,同时得到多烷基化副产物(如图),所以想要得到唯一产物,必须在氨基上引入钝化基团降低活性。

c第三章导向基与合成的导向

c第三章导向基与合成的导向



例3 设计3-叔丁基-2-环戊烯酮的合成路线
(1)分析 从骨架到宫能团,可看出;此为, а-不饱和羰基化物。可以如下拆开:


(2)合成 ①片呐酮的合成

②合成产品
(1)分析 此产品可截为三段进行折开。

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,在有机合成中用途很 广。


例6 设计3,5,5-三甲基-2,3-环氧 环已酮的合成路线。


(1)分析: TM为环状的环氧碳基化合物。 那么,1,2-环氧结构都有哪些成方法呢? 1,2-环氧化反应,可总结如下:
结论:经验之八:遇到环状或开链的环氧结构, 可拆解为烯键,并用环氧化反应制得


例7 设计2-甲基-6-烯丙基环已酮的合成路线。 (1)分析: 烯丙基是一个活泼基。既可以拆开;
3.2 对导向基的要求



导向基应具备的条件: 便于引入----通过一两步反应,即可把导向基引入原料 分子内预定的部位; 有利于合成的顺利进行----能明显的改变反应活性中心 的位置, 又便于去掉----完成预定的合成任务后,用化学方法简 单处理,即可去掉导向基。完全具备这三项条件的基 团,即可作为导向基。 反之,如果预先引入的原于或基团,经过很多步骤才 能引入,或者完成反应后又经过多次反应才能去掉。 这样合成路线大大增长。也就不能作为导向基。






①酸性条件下的clemmensen还原法 Zn-Hg十浓HCl ②中性条件下

③碱性条件下可用cram还原法(室温)

ⅱ 设想在C1与C2之间有一个双键,它可用 催化氢化还原为单键 。所以,TM拆开:

第三章_导向基与保护基

第三章_导向基与保护基
CH3CO2
(69%)
H CH3CO2
?
HO COCH3
H
LiAlH4 (96%)
S HO O
Raney Ni
HO H
CH3COCH3 (65%)
HO H
6、羧基的保护
- COOCH3
- COOH 常用保护法: - COOC2H5 甲酯 对碱敏感 乙酯 对碱稳定
- COOCH2Ph 苄酯
苄酯的形成及脱保护:
(CH3)3SiC C-CH=CH-C C - CH=CH - C
H2 / Pd - BaSO 4
CSi(CH3)3
喹啉
(CH3)3SiC C-CH=CH-CH
OH H 2O
CH - CH=CH - C
CSi(CH3)3
HC C-CH=CH-CH CH - CH=CH - C
CH
3、羟基的保护
ROH 对 Grignard 试剂、金属试剂、氧化剂不安定 (1)成酯保护
O Ph (1) KOH H2O COOEt
(2) H+
O Ph
n-C4H9CHCOCH3 n-C4 H9CH2COCH3 CH3 n-C4H9CH2COCH2CH3
n-C4H9CH2COCH3
t-C4H9OK
O C 2H 5O C Cl
n-C4H9CH2COCH2COOEt
(1) OH (2)CH3I
O
O
O
Br
Br2
H3O+
Br Br
O
O
Br
O
PhCOOOH
Br O O Br
Zn C2 H5OH
O
O
2、- C
形成
CH

生物人教版(2019)必修2课件第4章第1节基因指导蛋白质的合成

生物人教版(2019)必修2课件第4章第1节基因指导蛋白质的合成

知识点(三)中心法则 1.中心法则内容及其补充图解
2.中心法则与生物种类的关系 (1)细胞生物及DNA病毒的中心法则
1.如图表示根据甲链合成乙链的过程,甲、乙是核苷酸长链,①是催化该过程的 酶,②③是核苷酸之间的化学键,④是合成原料。下列叙述正确的是( )
A.①具有解开DNA双螺旋的作用 B.②是磷酸二酯键,③是氢键 C.④是由胞嘧啶、核苷、磷酸结合而成的 D.乙链和甲链中的腺嘌呤数量相等
解析:①RNA聚合酶具有解开DNA双链,即解开双螺旋的作用,A正确;②③都 是磷酸二酯键,氢键是连接两条核苷酸链之间的碱基对的化学键,B错误;④胞 嘧啶核糖核苷酸是由胞嘧啶、核糖、磷酸结合而成的,C错误;乙链和甲链中的 腺嘌呤数量不一定相等,D错误。 答案: A
项目 产物 产物 去向
特点
碱基 配对 意义
复制 双链DNA
传递给子细胞
边解旋边复制,半 保留
复制 A—T,T—A, C—G,G—C 传递遗传信息
转录 单链RNA
主要通过核孔进入细胞质
翻译 多肽(或蛋白质) 组成细胞结构蛋白或
功能蛋白
边解旋边转录,转录后 DNA恢复双螺旋
形成肽链,翻译结束 后,mRNA被降解
(2)图2表示真核生物转录和翻译的过程,转录在细胞核内结束后,mRNA通过 核孔进入细胞质中进行翻译。
(3)判断方法
说明:真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA和核糖体,其转录、翻译 也存在同时进行的情况。
3.基因表达过程中相关数量的计算 (1)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与肽链中氨基酸数目之间的关系。 ①图示
(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构?图中显示a、b间存在何种的数量关系? 其意义何在? 提示:a为mRNA,b为核糖体,c为肽链。图示表明一个mRNA分子上可相继 结合多个核糖体。其意义在于可同时进行多条肽链的合成,少量的mRNA分 子就可以迅速合成大量的蛋白质。 (2)图示翻译方向是A→B还是B→A,判断依据是什么? 提示:由c中三条肽链看出,越往B侧越长,可确认翻译方向是A→B。 (3)图中c所指的3条肽链其氨基酸序列是否相同?为什么? 提示:相同。图中c所指的三条肽链的模板相同(均为a),故其氨基酸序列均 相同。
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分析:
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
+
2
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
O
需活化导向
O
1,5 - dis
CH2O
+
O
O
O
+
O
需活化导向
O
合成:
O CO2Et
CO 2Et O O
H H CO2Et
O
制法?
NaOEt
CH2O/ NaOH
O
O NaOEt
O
CO 2Et O
O
经验之五
C=O基化合物的α-氢也可以用酯基活化导向。
经验之六
Michael加成反应,是合成六员环及其衍生物的重 要手段。
经验之七
无论在合成开链或环状化合物中,羟醛型缩合反应都 有着重要的用途,也是合成环状化合物的重要手段。
例6:设计3,5,5-三甲基-2,3-环氧环己酮的合成路线。 O 环氧羰基化合物,1,2-环氧结构有哪些 分析: 合成方法呢? O
O
活化导向
合成:
O ?
CH3CO3H
O O
经验之八
遇到环状或开链的环氧结构,可拆开为烯健。
例7:设计2-甲基-6-烯丙基环己酮的合成路线。
分析:
O
O + Br
这样的拆开是合理的,但再合起来时,有可能生成α和α’两处被
取代的混合产物,为了得到唯一产物, 就需要活化导向。
导向方法: ①可以通过制成烯胺活化导向。
(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。 例1:设计4-苯基-2-丁酮的合成路线。
合成:
如何去掉导向基。
经验之一
当在有机合成中需要丙酮作原料时,为导向并活化,可改用乙酰乙酸乙酯。
例2:设计β-[4-环己烯]基丙酸的合成路线。
分析:乙酸的α -H不够活泼,为使烷基化在α-碳上发生,需引入
导向基(乙酯基)使α-H活化,可用丙二酸二乙酯为原料。
CO 2H
Br
+
H3C CO 2H
Br
+
O O Cl HN
HN LiAlH4
§4-3 利用封闭特定位置导向
利用“闭塞基”(blocking group),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(亦称封闭住), 从
而使欲进入分子的基团进入不太活泼而确是需要进入的位置。
此种导向称为封闭特定位置导向。
封闭位置导向基很多,常用的有三种:-SO3H和-COOH 是吸 电子基团,-C(CH3)3是供电子基团。
② 酯对酮的酰化作用规律--甲酸酯优先酰化亚甲基,其 它的酯优先酰化甲基,次甲基很难被酰化.因此,利用甲酸酯 引入甲酰基活化导向。
合成:
O
+
O NaOEt C H OMe
O
CHO NaOEt H
Br
O
CHO

KOH
O
O-K C H OH
+
重排
O- + K
+
O H C O H
O
+
O H C OK
经验之九
Ph
NH
Ph
Ph
O NH Ph
NH2
Ph HO N
Ph
dis
HO NH2
Ph
+O
dis PhH
+
O CI C
FGI
HO
O C
合成:
O C
PCI5
O CI C
PhH/AICI3
Ph O
HO
HO
NH2
Ph HO O N
LiAIH4
Ph NH 2
O Ph X
Ph
NH
Ph
LiAIH4
TM
经验之十一 仲胺可拆解为伯胺与酰卤,仲胺可用氢化锂铝还原酰胺而得;
烃基含有侧链之伯胺可由肟还原制得;
伯胺还可由CN或NO2还原制备。
§4-2 钝化导向 (Passive direction)
例1:设计对溴苯胺和邻溴苯胺的合成路线。 分析:
NH2
+
NH2 Br2
H2O
Br Br
Br
要使-NH2的邻位或对位只进入一个溴原子,就需要对-NH2引 入一个钝化基团( 吸电子基),降低-NH2的供电子效应。 钝化方法:胺基乙酰化。
第四章 导向基与合成的导向
一、导向基(Direction group)
Br
例如:完成下列转变
Br Br
-NH2 在此就是导向基。
在有机合成的过程中,为了使新进入的原子或 基团进入原分子的某一定位置而预先引入的原 子或基团称为导向基。 引入导向基能改变分子反应的活性中心, 以适应有机合成的需要。
二、导向基应具备的条件
例1 设计4-溴-1,3-苯二酚的合成路线。
OH HO Br
分析:间苯二酚可从煤焦油中获得,但由它直接溴化很难得到 目标分子。因为羟基对芳环有很强的致活作用,而且,两个羟
基互为间位,对其邻对位有相互曾强活化的作用.
实验证明:当苯环中有两个互居间位的羟基时,其邻、对位 很容易引进羧基-碱催化下,通入CO2即可。而且,羧基也容 易去掉(水溶液中,回流24小时即可)。
分析:若将目标分子看成α- 苄基丙酮,则可拆开:
合成:
O
+
Br
Ph
OH
-
O Ph
目标分子产率很低,原因是丙酮两边的甲基是等同 的,因而两边可以上两个苄基。
为提高产物的产率,就应设法使丙酮两边的甲基活性产生明
显的差别。这就需要在一端引入一个活化的导向基。即:
乙酯基(导向基)
H 活 性 大
所以合成使用的原料是乙酰乙酸乙酯,而不是丙酮
合成:
例3 完成下列转变:
The end
合成:
例2:试设计2,6-二氯苯酚的合成路线。
OH CI CI
分析:在苯环上的亲电取代反应中,羟基是邻对位定位基, 要使两个氯只进入羟基的两个邻位,就需要先将羟基的对位 进行封闭。为达到合成目的,用叔丁基来封闭羟基对位。
叔丁基的除去方法:①热解法。将其蒸气通入275~ 350℃的 活性白土中出去。②烷基转移法。在苯中与AICI3共热,叔 丁基即可转移到苯上。
经验之三
凡拆开原料需要乙酸时,为了导向并
活化,应改为丙二酸或其酯。
例3:设计3-叔丁基-2-环戊烯酮的合成路线。
分析:
O
αβ
dis
O O
1,4-dis
O
+
O
需导向
Br
片呐酮
合成:2 OLeabharlann ①Mg-Hg/苯②质子性溶剂
OH
OH
稀硫酸△
O
O
Br2/H+
O
CH3COCH2COOEt NaOEt
O
Br
例4:设计β-(3,4-二甲基-3-环己烯)基丙烯酸的合成路线。
D_Adis
FGI
OH
FGI
CO 2Et
CO2Et CO2Et
CO 2Et
+
合成:
CO 2Et
+
CO 2Et
LiAIH4
OH
PBr3
Br
H2C(COOEt)2 NaOEt
①稀NaOH ②H+, △
CO 2Et CO 2Et
CO 2H
+ 2 HOE t +
CO 2
经验之二
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