有机合成方法

更大的环系：1）分子内羟醛缩合反应；
官能团的引入与转化
• 官能团的引入： • 官能团的转化：
H+
C H
C C
X2 hv or
HA
C C X
C C H A C C X A A: OH, X
C OH
C H
C
C
C C
XA
A: OH, X
:B
C X
C H
C
C
C X
, C OH , C SR , C CN
引入 CH 3 原有 引入 原有 原有 原有 COOH
CH 3 CH 2 CH COOH
引入 CH 2 CH 2COOH CH 2 CH 2COOH
CH 3 CH 2 CH COOH 引入 CH 2COOH
1、
COOC2H5 C2H5ONa CH2 COOC2H5 _ COOC2H5 CH COOC2H5 CH3CH2Br COOC2H5 CH3CH2CH COOC2H5
（2） 碳链缩短的方法
*1 一元羧酸的脱羧反应； *2 二元羧酸的脱羧脱水反应； *3 烯，炔，酮，芳烃侧链，-二醇和-羟基醛或酮 的氧化断裂反应； *4 甲基酮的卤仿反应； *5 酰胺的 Hofmann 降解反应； *6 -二羰基化合物的酮式分解和酸式分解； *7 季铵盐的Hofmann 消除； *8 -羟基酸的脱羧反应；
COOH
COOH Br
HNO2 HCl
Br
H3PO2
Br
Br
N2ClBr Br
甲苯制间溴甲苯或间硝基甲苯
CH3 CH3 [H] CH3 CH3COCl CH3 Br2 Br NO2 NH2 NHOCCH 3 NHOCCH 3 Br CH3 CH3
CH3
CH 3 [H]
CH3 CH3COCl
CH3 HNO 3/H2SO4
CH3CCHCOOC2H5 CH2C6H5
2. 选用不超过4个碳的合适原料制备
O CCH3
2 CH3COOC2H5 C2H5ONa CH3CCHCOOC2H5 Na+ Br(CH2)4Br
C2H5ONa
O CH3CCCOOC2H5 Br
O
O CH3CCHCOOC2H5 (CH2)4Br
分子内的亲核取代
（3） 成环反应；
（1） 碳链增长的方法
*1 伯卤烷与氰化物的反应（增加1个碳）； *2 格氏试剂与二氧化碳的反应（增加1个碳）； *3 格氏试剂与环氧乙烷的反应（增加2个碳）； *4 格氏试剂与羰基化合物的加成反应； *5 醛酮与氢氰酸的加成； *6 炔烃，芳环，酮，酯和-二羰基化合物的烷基化 和酰基化反应； *7 羟醛缩合反应； *8 Claisen酯缩合反应； *9 格氏试剂与卤代烷的偶联反应；
C OR C N
,
C , SH C P C R ,
C N+ C H C C
,
, C C CR
官能团的引入与转化
• 官能团的转化：
CH2COOH CONR2
LiAlH4 LiAlH4
官能团的去除
OH H CH2OH
Cr6+
O
H
H
Cr6+ NaBH4
CH2OH CH2NR2
CHO
LiAlH4
Cr6+
H N
NH2
BACK
基团的保护和去保护
• 羧基的保护
O
+
H3+O
O O
OH
O
+ OH HO
H3+O
O O
CF3COOH
O OH
+
-COOH + ClCH2C6H5
-COOCH2C6H5 OH-, H2O
BACK
重要的有机合成方法：
一、格氏试剂的应用
格氏试剂制备醇的归纳
产物 伯醇 仲醇 叔醇 原料（1） 原料（2）
蛋氨酸（ 50%）
乙酰乙酸乙酯在合成中的应用
1. 以乙酸乙酯为原料合成4-苯基-2-丁酮
O CH3CCH2CH2C6H5
O
CH3COOC2H5
O
RONa (>1mol) 1 稀OH 2 H+
CH3CCHCOOC2H5 Na
+
C6H5CH2Cl
O CH3CCHCOOH CH2C6H5 -CO2
O CH3CCH2CH2C6H5
甲醛，环氧乙烷
格氏试剂
醛（甲醛除外） 酮，酯（甲酸酯除外），酰卤
1 原料(2)用环氧乙烷或取代环氧乙烷，在-碳和-碳之间切断。
剖 析
原料(2)不用环氧乙烷或取代环氧乙烷，在-碳和-碳之间切断。 2 带羟基部分来自原料(2),不带羟基部分来自原料(1)。 3 对称二级醇选用甲酸酯为原料(2)较好。 有两个烃基相同的三级醇选用酯或酰卤为原料(2)较好。
COOH
官能团的去除
HO
OsO4 RCO3H ① O3 ② Zn/H2O
OH
H
X
X2 Fe
H
O3 HN
HS 2 O
4
NO2
Pt
H
SO3H
H2
O
第16章 包括重氮盐反应
O
O +
官能团的引入与转化
• 官能团的转化：
第12章
O
H2N Y
第13章
O R C X
H
2
O R C
-O
O
RN
SO
R 'O
N H
H
Y
COOC2H5
-
CH3CH2Br
COOC2H5 CH3CH2CH COOC2H5
COOH
1) OH CH3CH2C CH2COONa 2) H+ 2) ClCH2CO2Na COOC2H5 -CO2 CH3CH2CHCOOH CH2COOH
1) C2H5ONa
CH3CH2CCH2COOH COOH
丙二酸酯法合成氨基酸
'
C
O R CH PPh3
C
R
属于碳-碳键形成反应
O R C OR'
R'NH2
R' O
H,
2
O R C NR2
H+
H
R 'NH
R 'N H
2
O
H O 2
O R C O R C O
R
' OH
H2 O
2
H2
l2
O R C OH
官能团的保护和去保护
O
HCl,ROH H+,H2O
RO
OR H H
O
RSH
RS
CH2CH2COOH -CO2 CH2CH2COOH
CH2CH(COOC2H5)2 1) OHCH2CH(COOC2H5)2 2) H+
3、
CH2(COOC2H5)2
1) OH 2) H+
-
2 C2H5ONa
Br(CH2)4Br
COOC2H5 COOC2H5
COOH
4、
COOC2H5 C2H5ONa CH2 COOC2H5 _ COOC2H5 CH COOC2H5
Cl
H3
+O
HNO2
H3PO2
CH3
由苯制备1，3，5－三溴苯
NO2 NH2 NH2
[H]
Br2/H2O
Br
Br
N2ClBr H3PO2
Br Br Br
HNO2 HCl
Br
Br
Br
苯甲酸制2，4，6－三溴苯甲酸
COOH COOH COOH COOH
[H] NO2
Br2/H2O NH2
Br
Br
NH2 Br
SR
H2 cat.
BACK
基团的保护和去保护
• 请判断下列转化是否能实现，请简述理由。
O
(1) Br
KOH
O Br Br
(2)
H3CO H3CO OH O
H3 O
+
H3CO H3CO
(3)
HO
H
+
O HO OCH3
BACK
OH
CH3OH
基团的保护和去保护
• 请判断下列转化是否能实现，请简述理由。
（3）成环反应
环的闭合： 三元环： 四元环： 五元环： 六元环： 1）丙二酸酯与1,2-二卤代烷的烷基化反应； 2）烯烃和卡宾的反应； 1）丙二酸酯与1,3-二卤代烷的烷基化反应； 2）烯烃光二聚的反应； 1）迪克曼酯缩合反应； 2）丙二酸酯与1,4-二卤代烷的烷基化反应； 1） Diels-Alder 反应； 2） 苯环的还原反应； 3） 酯的烷基化反应；
NO2 CH3 H3O+ NO2 NHOCCH 3
NH2 CH3
NHOCCH 3 CH3
NO2 NH2
NO2
由苯制备间二溴苯。
由硝基苯制备2,6-二溴苯甲酸
NO 2 Fe H NH 2 OH H2O NO 2 CuCN KCN NO 2 NO 2 CN Br Br H3O Br Br2 Fe NO 2 COOH Br Fe HCl Br NH 2 Br NH 2 (CH3CO) 2O NHCOCH 3 NHCOCH 3 HNO3 干乙酸 NO 2
NaOH
R OCH2
苄基醚
H 3 +O
R OH +
CH2OH
H2 Pd
R OH +
CH3
-OH
C6H5COCl OH-, H2O
-OCOC6H5
BACK
基团的保护和去保护
• 羟基的保护
HOH2C O Base H H + MeO H H OH OH
吡啶
C Cl
20℃
MeO
C OCH2
O Base H H
1) C2H5ONa 2) CH3I
COOC2H5 CH3CH2C CH3 COOC2H5
1) OH 2) H+
-
COOH CH3CH2CCH3 COOH
-CO2 CH CH CHCOOH 3 2 CH3
2、
2 CH2(COOC2H5)2 C2H5ONa _ BrCH2CH2Br 2 CH(COOC2H5)2
OH (4)
H2SO4
OH
SO3H O
(5)
H2/Pt
OH
BACK
基团的保护和去保护
• 请判断下列转化是否能实现，请简述理由。
Br (6) OH (7) Br COOCH3
NaOH H2 O Mg CO2 H3+O
COOH
OH COOCH3
BACK
基团的保护和去保护
• 羟基的保护
CH2Br
R OH
（2）性质
COOC 2H5 CH 2 COOC 2H5 COOC 2H5 Na CH COOC 2H5 pKa = 13
NaOC 2H5
丙二酸二乙酯在有机合成中的应用 丙二酸二乙酯的上述性质在有机合成上广泛用于合成各 种类型的羧酸（一取代乙酸，二取代乙酸，环烷基甲酸，
二元羧酸等）。
用丙二酸二乙酯法合成下列化合物，其结构分析如下：
OH
用醛制备仲醇
实例三
OH
制备
C
CH 3
C 2H 5
O
+ CH3CCl
OMgX C CH 3
AlCl3
O CCH3
CH3CH2MgX 无水醚
H+
H2 O
OH C CH 3
C2H5
C2H5
用酮制备叔醇
二、芳香重氮盐的应用
应用：在合成中，借用氨基定位。
CH3
乙酰化
HNO3 Cl2
还原
Cl CH3
O NHCCH3
O CH3C
COOC2H5
O CH3C COOH
稀-OH
O CCH3
H+
-CO2
有机合成
exit
第一节 合成的目的和要求
一 合成的目的：
通过一定的反应，使原来分子中某一个或 几个化学键断裂，同时形成一个或几个新的化 学键，从而使分子发生转变或将几个小分子连 接起来。
二 合成的要求：
1 合成的步骤越少越好； 2 每步的产率越高越好；
3 原料越便宜越好。
三 有机合成的主要手段
1 官能团的引入; 2 官能团的转换； 3 碳架的建造； （1） 碳链的增长； （2） 碳链的缩短；
-NHCOC6H5
BACK
基团的保护和去保护
• 氨基的保护
O O N H R
SOCl2
O O N H
R COCl
H2N CHCOOH R'
COOH
O O N H
R C O
H N R'
COOH
H+
O OH
+
R N H C O
HO
H N R' R C O
COOH
A B A较B活泼先水解 HOOC R'
H
H OH OH
80％乙酸 或吡啶－乙酸
HOH2C MeO C OH
+
O H
Base H
H
H OH OH
BACK
基团的保护和去保护
• 氨基的保护
O Cl O N
O R HN O R HN
O OH + HO
R NH2
氨基甲酸酯 Aurathane R NH2 + CO2
-NH2
C6H5COCl H+or OH-, H2O
NaNO 2 H2SO4
Br
N2 HSO 4 Br NO 2 NaNO 2 HCl H3P O2 H2O
三、丙二酸酯和三乙的应用
丙二酸酯在有机合成中的应用
（1）制法
CH 3COOH P Cl2 CH 2COOH Cl NaCN NaOH CH 2COONa CN C2H5OH H2SO 4 COOC 2H5 CH 2 COOC 2H5
O NK
CH2(COOEt)2
O
Br2 CCl4
BrCH(COOEt)2
O
O
N-CH(COOEt)2 O
ClCH2CH2SCH3 Na
烷基化
COO NH-C-CH2CH2SCH3 O COO
COOEt N-C-CH2CH2SCH3 COOEt O
NaOH
COO
-
HCl
COO H3N+-CH-CH2CH2SCH3
实例一
醇的制备——实例分析
制备
(CH3)2CH—CH2 — CH2 — OH
无水醚 H2O
解一
(CH3)2CHCH2MgX + CH2O (CH3)2CHCH2CH2OMgX
(CH3)2CHCH2CH2OH
用甲醛在分子中引入羟甲基，制wenku.baidu.com伯醇
解二
(CH3)2CHMgX +
O
无水醚 H2O
(CH3)2CHCH2CH2OMgX
(CH3)2CHCH2CH2OH
用环氧乙烷在分子中引入羟乙基
实例二
制备
(CH3)2CH — CH2 — CH — CH3 OH
(CH3)2CHCH2MgX + CH3CHO
无水醚
(CH3)2CH CH2 CH CH3 OMgX
H+/H2O
(CH3)2CH CH2 CH CH3