当前课程知识点:有机化学(下) > 第十二章 有机合成 > 12.2 有机合成路线的设计 > 有机合成路线的设计
同学们好
上节课讲实验化学家
要运用逻辑和直觉设计合成路线
他们通晓大多数有机反应并熟悉其反应机理
同时知道这些反应进行的难易
哪些反应易于进行且产量高
较易制作制备方法
这节课我们介绍有机合成路线的设计
在设计一种合成法时
应主要考虑基本骨架的构成
官能团的引入 立体化学
及官能团的保护等几个因素
这些因素互相影响 不能分开解决
往往利用官能团的反应作为手段
构成基本碳架
同时得到正确的立体结构
碳骨架的构成是设计合成路线的核心
基本骨架的构成
实际上是新的碳-碳键如何形成的问题
而碳骨架的建立也不能脱离官能团
因为碳碳键形成的反应
一般也要发生在官能团上
或者受官能团影响而活化的部位上
例如双键或羰基的α位
表中所列的是一些我们已经学过的
构成碳碳键的反应
大致分为增链反应
减链反应和成环反应
比如和格氏试剂的加成就是常利用的反应
格式试剂可以和醛酮亲核加成
还可以和环氧乙烷反应增加两个碳
我们来看几个例题
例1
由C3或C3以下有机物合成2-丁酮
我们采用逆向合成法
首先把2-丁酮转化为2-丁醇
2-丁醇可以逆推到2-氯丁烷和2-丁烯等
这种方法不需增长碳链
不合题意
2-丁醇以逆推到格式试剂的时候
又有两种切断方式
分别为丙醛和氯甲烷
乙醛和氯乙烷
考虑到原料容易得到
选择后者进行合成
例2
由简单化合物合成一个环酮
由于目标产物是一个α β不饱和醛酮
所以由分子内羟醛缩合
关环形成环状碳骨架
然后考虑迈克尔加成增长碳链
官能团转化
若目标分子中含有官能团
设计合成路线时
在考虑构成基本碳骨架的同时
还应考虑官能团的引入官能团的相互转换
有时还可能要除去不需要的官能团
如苯环上引入卤素
可以考虑亲电取代
苯环上除去氨基
可以考虑重氮盐的脱氨基反应
当然官能团的相互转化也是最常见的
比如醇醛羧酸之间的相互转化
我们来看一下由苯合成1 3 5-三溴苯
按照定位规律
溴苯的二元取代产物只能得到邻二溴苯和对二溴苯
能得到目标产物吗
不能满足题意
所以我们要在苯环上引入氨基
利用氨基的定位效应
合成2 4 6-三溴苯胺
最后利用重氮盐的方法去掉氨基
立体构型的控制
要合成的目标分子
可能有几种以上的立体异构体时
必须设计一种只生成某一立体异构体的合成法
即需选择具有立体选择性的反应来合成
我们已学过的具有立体选择性的反应历程的
有以下这些双分子亲核取代反应
E₂消除
碳碳三键催化加氢
硼氢化反应等
我们看下面这个例子
从乙烯 丙烯合成顺-4-辛烯 反-4-辛烯
合成的关键一步
就是炔烃催化加氢
选用林德拉催化剂得到顺式加成产物
钠和液氨得到反式加成产物
官能团保护
在有机合成中
往往要考虑到某些官能团
也会受到反应试剂或条件的影响而产生副反应
甚至影响整个合成过程
因此在合成时
必须采取对某些受影响的基团
暂时转换为另外稳定的结构
而进行保护
待反应完毕再使基团复原
在选择保护基时要符合下列要求
在温和条件下易与被保护基团反应
保护基必须在保护阶段的各种条件下是稳定的
保护基易于在温和条件下除去
常见的保护方法如下所示
例如由丙烯醛合成2 3-二羟基丙醛
醛基比较容易氧化
在烯烃双键在碱性条件下氧化成羟基的时候
会被氧化到醛基
所以要用乙二醇生成缩醛予以保护
再氧化
然后水解还原
在例6中
怎么同时得到氨基和羧基呢
氨基也是一个易被氧化的基团
在由苯的侧链氧化到羧基的时候也会被氧化
所以要生成乙酰氨基保护起来
这小节我们学习有机合成路线
设计的一般方法
遇到具体情况还要具体分析
下节课我们学习实际合成案例中
如何运用这些方法
-8.1.1 紫外光谱的基本原理
--紫外光谱的基本原理
-8.1.2 紫外光谱与分子结构
--紫外光谱与分子结构
-8.1.3 紫外吸收波长影响因素
--紫外吸收波长影响因素
-8.1.4 最大吸收波长计算(一)
--最大吸收波长的计算(一)
-8.1.5最大吸收波长计算(二)
--最大吸收波长计算(二)
-8.1.6 紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
-8.2.1 红外光谱的简介
--红外光谱简介
--红外光谱简介简介
-8.2.2 分子结构与红外光谱特征的吸收频率
--分子结构和红外光谱的特征频率
-8.2.3常见有机化合物的红外光谱图(一)
--烃及卤代烃红外光谱
-8.2.4 常见有机化合物的红外光谱图(二)
--含氧氮有机物红外光谱
-8.2.5 红外光谱应用
--红外光谱的应用
--红外光谱的应用
-8.3.1.1 核磁共振谱的基本原理
--核磁共振谱基本原理
-8.3.1.2 化学位移
--化学位移
--化学位移
-8.3.1.3 自旋耦合和自旋裂分
--自旋耦合和自旋裂分
-8.3.1.4 核磁共振氢谱的解析
--氢核磁谱图的解析
--氢核磁共振谱解析
-8.3.2.1 碳核磁共振谱(上)
--碳核磁共振谱上
--碳核磁共振谱(上)
-8.3.2.2 碳核磁共振谱(下)
--碳核磁共振谱下
--碳核磁谱(下)
-8.3.3.1 二维核磁谱图(一)
--二维核磁谱图(一)
-8.3.3.2 二维核磁谱图(二)
--二维核磁谱图(二)
-8.4.1 质谱简介
--质谱简介
--质谱简介练习题
-8.4.2 有机质谱中的主要离子类型
--有机质谱中的主要离子类型练习题
-8.4.3 有机质谱中的裂解和重排
--有机质谱中的裂解和重排习题
-8.4.4 常见有机化合物的质谱特征(一)
--烃类的质谱特征练习题
-8.4.5 常见有机化合物的质谱特征(二)
--含氧化合物,醚和酮的质谱特征练习题
-8.4.6 常见有机化合物的质谱特征(三)
--醛,羧酸及杂原子有机物的质谱特征练习题
-8.4.7 质谱的解析
--质谱的解析
--质谱解析练习题
-8.5.1 单一谱图解析
--单一谱图解析
--单一谱图解析主观题
--单一谱图解析
-8.5.2 综合谱图解析
--综合谱图解析
--综合谱图解析主观题
--综合谱图解析客观题
-9.1.1 醇的命名和结构
--醇的命名和结构
--醇的结构和命名
-9.1.2 醇的制备
--醇的制备
--醇的制备
-9.1.3 醇的性质(一)
--醇的性质(一)
--醇的性质(一)
-9.1.4 醇的性质(二)
--醇的性质(二)
--醇的性质(二)
-9.1.5 醚的命名和制备
--醚的命名和制备
--醚的命名和制备
-9.1.6 醚的性质
--醚的性质
--醚的性质
-9.2.1 酚的命名、结构
--酚的命名、结构
--酚的命名和结构
-9.2.2酚的制备和物理性质
--酚的制备和物理性质
-9.2.3 酚的化学性质(一)
--酚的化学性质(一)
-9.2.4 酚的化学性质(二)
--酚的化学性质(二)
-9.3.1 醛酮的命名和结构
--醛酮的结构和命名
--醛酮的命名和结构
-9.3.2 醛酮的制备
--醛酮的制备
--醛酮的制备
-9.3.3 醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
-9.3.4 醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
-9.3.5 醛酮的性质(三)
--醛酮的性质(三)
--醛酮的化学性质(三)
-9.4.1 羧酸及其衍生物的结构、命名
--羧酸及其衍生物的结构、命名
-9.4.2 羧酸的制备
--羧酸的制备
--羧酸的制备
-9.4.3 羧酸衍生物制备及物理性质
--羧酸衍生物制备及物理性质
-9.4.4 羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
-9.4.5 羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
-9.4.6 羟基羧酸的制备及性质
--羟基羧酸的制备及性质
-9.4.7 羧酸衍生物的性质(一)
--羧酸衍生物的性质(一)
-9.4.8 羧酸衍生物的性质(二)
--羧酸衍生物的性质(二)
-9.5.1 β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
-9.5.2 克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
--克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
-9.5.3 乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
--乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
-9.5.4 麦克尔加成
--麦克尔加成
--麦克尔加成
-10.1 硝基化合物的结构和命名
--硝基化合物的结构和命名
-10.2 硝基化合物的化学性质
--硝基化合物的化学性质
-10.3 胺的结构和命名
--胺的结构和命名
--胺的结构和命名
-10.4 胺的制备
--胺的制备方法
--胺的制备
-10.5 胺的化学性质(一)
--胺的化学性质(一)
-10.6 胺的化学性质(二)
--胺的化学性质(二)
-10.7 季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
-10.8 腈和异腈
--腈和异腈
--腈和异腈
-10.9 重氮盐的性质(一)
--重氮盐的性质(一)
-10.10 重氮盐的性质(二)
--重氮盐的性质(二)
-11.1 杂环化合物的分类和命名
--杂环化合物的分类和命名
-11.2 杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
-11.3 五元杂环化合物的性质
--五元杂环化合物的性质
-11.4 六元杂环化合物的性质
--六元杂环化合物的性质
-11.5 稠杂环化合物
--稠杂环化合物
--稠杂环化合物
-12.1 有机合成的任务
--有机合成的任务
--有机合成的任务
-12.2 有机合成路线的设计
--有机合成路线的设计
-12.3 药物合成案例
--药物合成案例
--药物合成案例
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