有机化学合成官能团保护鉴别精品文稿.ppt
有机化学合成官能团保护鉴别第1页，本讲稿共30页 化学反应化学反应是是合成合成的的基础基础，合成路线合成路线本来就是由一些本来就是由一些具体具体的反应的反应，按照一定的，按照一定的逻辑思维逻辑思维组合起来的。组合起来的。合成目标化合物分子的骨架合成目标化合物分子的骨架 引入所需的官能团引入所需的官能团 解决好目标化合物的立体化学方面的要求解决好目标化合物的立体化学方面的要求合成一个有机化合物要考虑的合成一个有机化合物要考虑的核心问题核心问题不外是不外是三个方面三个方面：碳胳的形成和变化 增长碳链或增加支链增长碳链或增加支链 碳链的减短碳链的减短 碳环的合成碳环的合成 官能团的引入官能团的引入 官能团的相互转化官能团的相互转化二、有机合成的基本反应二、有机合成的基本反应第2页，本讲稿共30页或ZnCl2 增长碳链或增加支链：增长碳链或增加支链：1.增加一个碳原子的反应 无水乙醚无水乙醚 H2O/H+R-MgX +HCHO RCH2OH 无水乙醚无水乙醚 H2O/H+R-MgX +CO2 RCOOH R-X +NaCN R-CN RCOOHH2O/H+其中：R-X为脂肪族伯卤代烃HCHOHCl+CH2ClAlCl3或ZnCl2YY其中：Y为供电子基COHCl+CHOAlCl3第3页，本讲稿共30页CRHOHCNCRHOHCN-氰醇8应用范围：醛、甲基脂肪酮、C 以下环酮C COOHOHRH-羟基酸2H OH+2.增加二个碳原子的反应RCH2CH2OHH3O+R MgXCH2CH2OR CH2OMgXCH2+3.增加多个碳原子的反应 R-C CH R-C CNa R-C C-R/其中：R/为伯卤代烃X 为Cl、Br、INaNH2R/X第4页，本讲稿共30页 铜锂试剂反应铜锂试剂反应 傅傅-克反应克反应 武慈反应武慈反应R-X +R-X R-R其中：R/最好为伯烷基X 为Cl、Br、INaR-X R-Li R2CuLi R-R/LiCuIR/X其中：R/最好为伯烷基；R 一般无限制X 为Cl、Br、I+R-X R（或烯、醇）AlCl3烷基化：R 3 时时重排产物重排产物为为主主第5页，本讲稿共30页 羟醛缩合羟醛缩合CHO+OH-Zn-Hg 2 CH3(CH2)4CHO CH3(CH2)4CH=C-CHO(CH2)3CH3-OH自身缩合：交叉缩合：CH3-C-C(CH3)3O=CH=CH-C-C(CH3)3O=酰基化：+CH3CH2CH2-C-ClC-CH2CH2CH3（或酸酐）AlCl3O=O=CH2CH2CH2CH3HCl第6页，本讲稿共30页 格氏试剂与羰基化合物反应格氏试剂与羰基化合物反应CRR/OH R/-C-H（R/）O=RMgX/无水乙醚无水乙醚 H2O/H+H（R/）R/-C-X O=RMgX/无水乙醚无水乙醚 H2O/H+R/-C-RO=RMgX/无水乙醚无水乙醚 H2O/H+CRR/OH RR/-C-OR/O=RMgX/无水乙醚无水乙醚 H2O/H+R/-C-RO=RMgX/无水乙醚无水乙醚 H2O/H+CRR/OH R其中：R、R/、R/为烷基、芳基X 为Cl、Br第7页，本讲稿共30页 维荻希试剂与醛酮的反应维荻希试剂与醛酮的反应季膦盐-RR/CH(ph)3PR/R/C=O +R/R/C=C RR/R、R/、R/、R/可以为可以为 H、-R、-Ar、-COOR等等 碳链的减短碳链的减短 不饱和烃的氧化不饱和烃的氧化RCH=CHR/RCOOH +R/COOHKMnO4H+R-C=CH2 R-C=O +CO2KMnO4H+R/R/R-C CH RCOOH +CO2 KMnO4H+CH2CH2CH3-CH(CH3)2KMnO4H+COOH-COOH第8页，本讲稿共30页 不饱和烃与臭氧作用不饱和烃与臭氧作用 卤仿反应卤仿反应R-C=CHR/R-C=O +R/CHO O3 Zn/H2O R/R/X 为Cl、Br、IR-CHCH3 CHX3 +R-COONaX2+NaOH或 NaOXOHR-C-CH3 CHX3 +R-COONaX2+NaOH或 NaOXO=脱羧反应脱羧反应R-COONa +NaOH（CaO）R-HR-C-NH2 R-NH2O=Br2+NaOH或 NaOBr+NaOH 霍夫曼降解反应霍夫曼降解反应第9页，本讲稿共30页 碳环的合成碳环的合成 双烯合成（双烯合成（D-A反应）反应）二元羧酸脱羧二元羧酸脱羧+X-X其中：X 为吸电子基，反应容易进行CH2COOHCH2COOHCH2 n（）（）C=OCH2 CH2CH2 n其中：n=2，3第10页，本讲稿共30页 官能团的引入与转换 官能团的引入官能团的引入1.引入卤素-CH3+Cl2-CH2Cl-CH3Cl-hFe-CH3-CH2BrNBSCl2 CH3CH2CH=CH2NBS500CH3CHCH=CH2CH3CHCH=CH2BrCl第11页，本讲稿共30页X2 R-CH=CH2HXR-CHCH2R-CH-CH3XXHBr过氧化物XR-CH2-CH2Br（符合马氏规则）（违反马氏规则）R-C CHX2HXR-C=CHR-C=CH2XXXR-CCHR-CCH3XXXX2HXXXX2.双键或三键的形成 R-CH-CH-R/R-CH=CH-R/+HX R-CH-CH-R/R-CH=CH-R/+H2ONaOHH2SO4乙醇XHOH H170第12页，本讲稿共30页 R-CH-CH-R/R-CH=C-R/R-C C-R/NaOH乙醇XXNaNH2X R2C=O +R/CH=P(C6H5)3 R2C=CHR/3.引入羟基 R-CH=CH2H2OR-CH-CH3OH(BH3)2 H2O2/OH-R-CH2CH2OH（符合马氏规则）（反马氏规则）H2SO4 R-C=O R-CH-OHH（R/）H（R/）H O H =LiAiH4、NaBH4、H2/Ni、Pt、Pd等 R-COOR/R-CH2OH +R/OH H H =LiAiH4、C2H5OH+Na、H2/Ni、Pt、Pd等第13页，本讲稿共30页 R-CH2X RCH2OH H2O/OH-PX3、PX5、SOCl2 格氏试剂合成法格氏试剂合成法HCHO R-CH2OH RMgX/无水乙醚无水乙醚 H2O/H+R RMgX/无水乙醚无水乙醚 H2O/H+R/-C-R/O=RMgX/无水乙醚无水乙醚 H2O/H+R/-C-OHR R/R/-CHO R/-CH-OH第14页，本讲稿共30页4.引入羰基 HC CH +H2O CH3CHOHgSO4H2SO4R-C CH +H2O R-C-CH3HgSO4H2SO4=O CH2=CH2 +O2 CH3CHO PdCl2-CuCl2 R-CH=CH2 +O2 R-C-CH3=OPdCl2-CuCl2 R-CH=C R-CHO +O=C O3 Zn/H2O R/R/R/R/R-CH-R/R-C-R/KMnO4=OOH第15页，本讲稿共30页5.醚键的形成 2 ROH R-O-R +H2OH2SO4合成对称醚 威廉姆逊合成法威廉姆逊合成法R-ONa +R/-X R-O-R/+NaX 其中：R=伯、仲、叔烷基R/=伯、仲（不能为叔）烷基140第16页，本讲稿共30页6.其它一些反应 C=O -CH2-克莱门森还原法:吉日聂尔-沃尔夫-黄鸣龙还原法:炔烃选择加氢合成烯烃炔烃选择加氢合成烯烃R-C-R/R-CH2-R/Zn-HgHClR-C-R/R-CH2-R/H2N-NH2，NaOH二缩乙二醇=O=OR-C C-R/Na+NH3（液）H2/BaSO4或Pd/C或Lindlar试剂C=CC=CRRR/R/HHHH顺式加成反式加成H2SO4 RCH2CH2-OH R-CH=CH2 RCH2CH3H2Ni170第17页，本讲稿共30页O=7.芳环上引入-X、-NO2、-NH2、-SO3H、-R、-C-RO=-X-NO2-R-C-R-NH2-SO3HX2FeX3 或FeH2SO4+HNO3Fe+HClH2SO4 SO3或浓H2SO4R-XAlCl3R-C-XAlCl3O=第18页，本讲稿共30页8.重氮化反应NaNO2+HCl0 5NH2Fe+HClNO2HNO3H2SO4H3PO2CuX+HXKI，HBF4，CuCN+KCN-X-OHH2O，-CN-I-FN2Cl+-N2Cl+-第19页，本讲稿共30页 在在有机合成有机合成中，往往要考虑到中，往往要考虑到某些官能团某些官能团也会受到也会受到反应试剂反应试剂或或条件条件的影响而的影响而产生副反应产生副反应，甚至影响整个合，甚至影响整个合成过程。因此在合成时必须采取对某些成过程。因此在合成时必须采取对某些受影响的基团受影响的基团暂暂时时转换转换为另外的为另外的稳定的结构稳定的结构，而进行，而进行保护措施保护措施，待反应，待反应完毕再使完毕再使基团复原基团复原。在选择保护基时要符合下列要求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。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。保护基易于在温和条件下除去。三、官能团的保护三、官能团的保护第20页，本讲稿共30页 转变成醚转变成醚醚醚：对：对格氏试剂格氏试剂、还原剂还原剂、氧化剂氧化剂、碱碱稳定稳定。1.醇羟基的保护ROH R-O-CPh3 Ph3CClCH3COOH/H2O第21页，本讲稿共30页2.酚羟基的保护苯甲醚苯甲醚：对：对碱碱、氧化剂氧化剂、还原剂还原剂等等稳定稳定，但对，但对酸酸不稳定不稳定。OHOCH3CH3I 或(CH3)2SO4HI，3.醛、酮、羰基的保护醛、酮、羰基的保护缩醛（酮）缩醛（酮）：对：对还原剂还原剂、氧化剂氧化剂、碱碱、格氏试剂格氏试剂稳定稳定，但对但对酸酸不稳定不稳定。R-C-R/O=CRR/OOHOCH2CH2OH/干HClH2O/H+R-C-HO=CRHOCH3 OCH3CH3OHH2O/H+第22页，本讲稿共30页4.羧基的保护R-COOH R-COOCH3CH3OH/H+H2O/H+或OH-5.氨基的保护氨基的保护NH2NH3 SO4H+-H2SO4NaOH 间位基CH3COCl 或(CH3CO)2ONHCOCH3NH2邻对位基H2O/H+或OH-6.双键的保护双键的保护卤代烃卤代烃：对：对碱碱、氧化剂氧化剂、还原剂还原剂稳定稳定R-CH=CH-R/R-CHCH-R/XXX2Zn第23页，本讲稿共30页7.芳环位置的保护H2O/H+H2SO4SO3H第24页，本讲稿共30页（六）鉴定（六）鉴定（1）烷烃）烷烃（2）环烷烃）环烷烃 环丙烷环丙烷Br2/CCl4（3）烯烃）烯烃 Br2/CCl4、KMnO4/H+（4）炔烃）炔烃 Br2/CCl4、KMnO4/H+、Ag(NH3)2NO3、Cu(NH3)2Cl（5）共轭二烯）共轭二烯 顺丁烯二酸酐顺丁烯二酸酐（6）苯）苯 作业作业（7）烷基苯）烷基苯 KMnO4/H+（8）卤代烷）卤代烷 卤离子交换反应卤离子交换反应 SN2 反应反应 AgNO3/醇醇 SN1 第25页，本讲稿共30页1、醇的鉴定、醇的鉴定 金属金属Na，K2Cr2O7，（红色，（红色兰绿色）兰绿色）Lucas试剂试剂2、酚的鉴定、酚的鉴定 Br2水，水，FeCl3溶液溶液.3、醛酮的鉴定、醛酮的鉴定 饱和饱和NaHSO4溶液，溶液，2,4-二硝基苯肼。二硝基苯肼。4、醛的鉴定、醛的鉴定 Tollens试剂，试剂，Fehling试剂，其它，如试剂，其它，如KMnO4溶液溶液5、具有、具有CH3CO-醛酮以及醛酮以及 结构的醇结构的醇 碘仿反应碘仿反应6、有机胺的鉴定、有机胺的鉴定 TsCl（,“对甲苯磺酰氯对甲苯磺酰氯”）,NaOH,H2O:鉴定脂肪族的伯胺、仲胺和叔胺。鉴定脂肪族的伯胺、仲胺和叔胺。HNO2：鉴定芳香族胺：鉴定芳香族胺第26页，本讲稿共30页（二）酸碱性、稳定性、活性、反应速度的比较酸碱性 两酸（酚、羧酸）一碱（氨基化合物）酸性：DBCA酸性：DBCA碱性：ACBD第27页，本讲稿共30页 从强到弱排列苯酚、邻甲基苯酚、邻硝基苯酚、间硝基苯酚、对硝基苯酚、2,4-二硝基苯酚、2,4,6-三硝基苯酚的酸性次序。第28页，本讲稿共30页比较下列化合物在水溶液中的碱性强弱，按碱性从大到小的顺序排列:氨、CH3NH2、(C6H5)3N、(CH3)3N、(CH3)2NH、苯胺、对硝基苯胺、对甲氧基苯胺、R-供电子基 Ph-吸电子基 胺与氨相似，由于氮原子上有一对未共用电子对，容易接受质子形成铵离子，因而呈碱性。胺的碱性强弱可用pKb值表示。PKb值愈小，其碱性愈强。不同胺的碱性强弱的一般规律为：脂肪胺（仲伯叔）氨芳香胺（苯胺二苯胺三苯胺）当芳胺的苯环上连有给电基时，可使其碱性增强，而连有吸电基时，则使其碱性减弱。例如，下列芳胺的碱性强弱顺序为：对甲苯胺苯胺对氯苯胺对硝基苯胺第29页，本讲稿共30页活性、反应速度的比较：1、醇的活性次序：P344 烯丙型、苄基型叔醇仲醇伯醇 烯丙型、苄基型、叔醇、仲醇为SN1反应。2、羰基的反应活性、羰基的反应活性 按下列羰基化合物其加成反应的活性由强至弱的次序排列。按下列羰基化合物其加成反应的活性由强至弱的次序排列。A、ClCH2CHO B、CH3CHO C、CH2=CHCHO D、CH3CH2CHO答：ABDC3、羧酸衍生物的相对反应活性 P453 亲核取代反应酰氯 酸酐 酯 酰胺第30页，本讲稿共30页
