第7章有机合成.pptx

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1、 基基团团的的保保护护与与基基团团的的反反应应性性转转换换是是指指在在一一化化合合物物分分子子中中为为使使其其特特定定基基团团或或位位置置发发生生预预期期反反应应，其其它它基基团团或或位位置置进进行行暂暂时时性性保保护护或或暂暂时时性性极极性性改改变变的的过过程程，待待反反应应完成生成新化合物所采取的一种策略。完成生成新化合物所采取的一种策略。第1页/共49页7.1 基团的保护和去保护第2页/共49页7.1 基团的保护和去保护1.该基团应该是在温和条件下引入；2.在化合物中其它基团发生转化所需要的条件下是稳定的；3.在温和条件下易于除去。第3页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羟基的保护

2、1醇羟基的保护注：Tceoc为三氯乙氧羰基，Tbeoc 为三溴乙氧羰基，Bn为苄基，ThP为四氢吡喃基，Py为吡啶 第4页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羟基的保护 1醇羟基的保护1)醚类衍生物（1）甲醚该方法的优点是：条件温和，保护基容易引入，且对酸、碱、氧化剂或还原剂都很稳定。这种方法一般多用于单糖环状结构的经典测定。第5页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羟基的保护 1醇羟基的保护1)醚类衍生物（2）三甲基硅醚 醇的三甲基硅醚对催化氢化、氧化、还原反应稳定，广泛用于保护糖、甾族类及其它醇的羟基。它的一个重要特色是可以在非常温和的条件下引入和脱去保护基，但因其对酸、碱都很敏感，只

3、能在中性条件下使用。第6页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羟基的保护 1醇羟基的保护1)醚类衍生物（3）苄醚苄基醚在碱性条件下通常是稳定的，就是对氧化剂(如过碘酸、四乙酸铅)、LiAlH4与弱酸也是稳定的。在中性溶液中室温下它们能很快被催化氢解，常用钯催化氢解或者与金属钠在液氨(或醇)中脱保护。该方法广泛用于糖及核苷酸中醇羟基的保护。第7页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羟基的保护 1醇羟基的保护1)醚类衍生物（4）三苯甲基醚多羟基化合物中选择性地保护伯醇羟基 易结晶，疏水，溶于许多非羟基的有机溶剂中。它对碱和其它亲核试剂稳定，但在酸性介质中不稳定。下列试剂经常用来除去三苯甲基保护

4、基：80的乙酸(在回流温度)，HCl/CHCl3和HBr(计算量)/AcOH在0oC，将三苯甲醇吸收在硅胶柱子上，几小时即可脱醚。第8页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羟基的保护 1醇羟基的保护2)缩醛和缩酮衍生物（1）四氢吡喃醚 对碱、格氏试剂、烷基锂、氢化铝锂、烃化剂和酰化剂均稳定。缺点是：不能用于在酸性介质中进行反应。此外，若用于旋光性醇，由于引入了一个新的手性中心，将导致生成非对映异构体的混合物，分离困难，造成产率降低。然而它在室温条件下，即能进行催化水解。第9页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羟基的保护 1醇羟基的保护2)缩醛和缩酮衍生物（2）缩醛和缩酮第10页/共49页

5、7.1 基团的保护和去保护 羟基的保护 1醇羟基的保护3)羧酸酯类衍生物（1）乙酸酯第11页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羟基的保护 2酚羟基的保护表7-2 酚羟基的保护与脱保护酚羟基保护基脱保护基的条件-OCH3浓H2SO4，室温；浓HCl，封管加热；HCl(HBr)乙酸水溶液，回流；HI回流；浓HNO3，CrO3，Ce(SO4)3，H2SO4；AlBr3，BCl3，BBr3，POCl3/ZnCl2；CH3MgI，MgI2，LiI/2,4,6-三甲基吡啶，回流；NaOMe/MeOH-DMSO，NaOH-OCH(CH3)2HBr,回流-OC(CH3)3HCl-CH3OH,60oC,CF

6、3COOH室温-OCH2PhH2,Pd-C,HCl/AcOH,Na-C4H9OH-OCH2OCH3H2SO4/AcOH与酸水溶液回流-OCH2COPhZn-AcOH,室温-OSi(CH3)3H2O；含水甲醇，回流-OCOCH3碱的水溶液或碱的含水醇溶液,HCl,氨水或氨水的醇溶液-OCOPh碱的水溶液或碱的含水醇溶液,HCl-OCO2CH3碱的水溶液或碱的含水醇溶液-OCO2CH2CH3碱的水溶液或碱的含水醇溶液-OCO2CH2CCl3Zn-MeOH回流，Zn-AcOH搅拌13小时-SO2Ar碱的的水溶液或碱的醇溶液第12页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羟基的保护 2酚羟基的保护例如：

7、第13页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羰基的保护 1缩醛（酮）类保护基团第14页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羰基的保护 1缩醛（酮）类保护基团第15页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羰基的保护 2烯醇醚和烯胺衍生物1)烯醇醚和硫代烯醚2)烯胺第16页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羰基的保护 3硫缩醛（酮）类保护基团第17页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羰基的保护 3硫缩醛（酮）类保护基团第18页/共49页7.1 基团的保护和去保护 氨基的保护;保护基试剂脱保护缩写结构式Tfac(F3CCO)2O,PyBa(OH)2,NaHCO3NH3/H2O,HCl/H

8、2ONaBH4/MeOHBoc(t-Box)TFA/CHCl3,HF/H2OTceoc TceocClZn/AcOH阴极电解还原Cbz(“Z”)HBr/AcOHH2/PdPhthPhthNCOOEtHBr/AcOHN2H4/H2O第19页/共49页7.1 基团的保护和去保护 氨基的保护;第20页/共49页7.1 基团的保护和去保护 氨基的保护 R1=H,Ph,Bu等;R2=4-ClC6H4,4-O2NC6H4,Ph,PhCO,-CH=CH-N=CH-,Pyridin-2-yl,Pyridin-4-yl,Pyrimidin-2-yl,Purin-6-yl,Bu,1,3-thiazol-2-yl,

9、C7H15 第21页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羧基的保护羧基的保护和去保护所用的反应与羟基、氨基保护中使用的反应类似。羧基被保护后生成的最重要的衍生物是叔丁基、苄基、甲基和三甲硅基酯。它们可分别被三氟乙酸、氢解、强酸、强碱或三甲基碘硅烷作用脱去保护。第22页/共49页7.1 基团的保护和去保护 羧基的保护第23页/共49页7.1 基团的保护和去保护 碳-氢键的保护 1乙炔衍生物活泼氢（CCH）的保护 第24页/共49页7.1 基团的保护和去保护 碳-氢键的保护 2芳烃中C-H键的保护 简单芳香族化合物的合成通常用亲电取代反应来完成，新引入基团将进入芳环上电子密度最高的位置。若想得到

10、不同位置的取代物，就必须首先将最活泼的位置保护起来，然后再进行所希望的取代反应，最后再脱去保护基。常用的保护基有间位定位基，如-COOH、-NO2、-SO3H，及邻对位定位基，如-NH2、-X等 第25页/共49页7.1 基团的保护和去保护 碳-氢键的保护 2芳烃中C-H键的保护1)间位定位基第26页/共49页7.1 基团的保护和去保护 碳-氢键的保护 2芳烃中C-H键的保护2)邻、对位定位基第27页/共49页7.1 基团的保护和去保护 碳-氢键的保护 3脂肪族化合物C-H键的保护第28页/共49页7.2 基团的反应性转换 基团的反应性转换在学习逆合成分析法时已经提及，a合成子和d合成子可以相

11、互转换，意思是在反应过程中有机化合物中某个原子或原子团的反应特性（亲电性或亲核性）发生了暂时转换。这一过程是大家早就知道的。然而形成反应性转换的一般概念，并为大家所重视却是近年来的事情。这个概念具有极大的重要性，它使我们开阔思路，不仅要考虑一个基团固有的反应性的重要表现，还引导我们去研究它的可能转换。极性转换过程使得合成路线与经典方法相比，有了全新的途径。极性转换在大量的有机合成机理中都有涉及，极性转换打破了传统上对该分子的反应性理解，不仅有利于提高反应的原子经济性，而且可以进一步丰富有机反应，提高有机合成技巧。第29页/共49页7.2 基团的反应性转换 羰基的反应性转换 1羰基（C1）的反应

12、性转换 羰基是极性的基团，其中碳呈正电性。在反应中表现为亲电的特性，与各种亲核试剂反应形成碳-碳键或碳与其它原子的键，是构筑有机分子较为重要的官能团。如果它的反应性能够转换，不仅能与亲核试剂反应，还能与亲电试剂反应，可以想象，羰基在有机合成中的作用将会进一步扩大。第30页/共49页7.2 基团的反应性转换 羰基的反应性转换 1羰基（C1）的反应性转换 1）金属酰基化合物 第31页/共49页7.2 基团的反应性转换 羰基的反应性转换 1羰基（C1）的反应性转换 2）烯醇衍生物 第32页/共49页7.2 基团的反应性转换 羰基的反应性转换 1羰基（C1）的反应性转换 3）缩醛衍生物 第33页/共4

13、9页7.2 基团的反应性转换 羰基的反应性转换 1羰基（C1）的反应性转换 3）缩醛衍生物 第34页/共49页7.2 基团的反应性转换 羰基的反应性转换 1羰基（C1）的反应性转换 4）Stetter反应 第35页/共49页7.2 基团的反应性转换 羰基的反应性转换 2.C2的极性转换第36页/共49页7.2 基团的反应性转换 羰基的反应性转换 3不饱和醛的极性转换MeS:2,4,6-三甲苯基第37页/共49页7.2 基团的反应性转换 氨基化合物的极性转换 第38页/共49页7.2 基团的反应性转换 氨基化合物的极性转换 第39页/共49页7.2 基团的反应性转换 氨基化合物的极性转换 第40

14、页/共49页7.2 基团的反应性转换 烃类化合物的极性转换1芳香族化合物的极性转换 通过使芳香族化合物与金属配合的办法，可以实现芳香族化合物的可逆极性转换，即使芳香环由亲核性变为亲电性。这是因为芳香烃与金属配合以后，由于电子效应和立体效应的影响，使芳香配体部分发生很大的变化，因而能发生原来不能发生的亲核反应，反应后，可以很方便地将配合的金属除去，而得到不带金属的芳香族化合物；芳香族化合物配合的金属恰似起到了一个既易于引入又容易除去的活化原子团的作用；进行反应的条件温和，为有机合成提供了方便。第41页/共49页7.2 基团的反应性转换 烃类化合物的极性转换1芳香族化合物的极性转换 用相应的芳香族

15、化合物与六羰基铬Cr(CO)6在惰性溶剂(通常用CH3OCH2CH2-O-CH2CH2OCH3)中回流数小时，六羰基铬中的三个羰基被芳香烃置换而得到一芳香烃三羰基铬，产物用有机溶剂重结晶后通常为黄色或橙黄色晶体。当芳环上带有各种不同取代基时，亦能用这种方法制备相应的三羰基铬配合物。当取代基为排斥电子的基团时，如-OCH3、-NH2、-N(CH3)2时，产率均在80以上。反应完成后除去配合的金属不影响芳环上所带的各种官能团，要除去配合的金属常用碘或四价铈盐等氧化剂 第42页/共49页7.2 基团的反应性转换 烃类化合物的极性转换1芳香族化合物的极性转换 一芳香烃三羰基铬的主要特征是：首先，由于芳

16、香烃和三羰基铬的配位使芳核上电子云密度降低，有利于发生亲核取代反应；其次，使芳核上其它原子、基团、侧键的性质都发生变化。R=CN、COOR等基团第43页/共49页7.2 基团的反应性转换 烃类化合物的极性转换1芳香族化合物的极性转换 一芳香烃三羰基铬的主要特征是：首先，由于芳香烃和三羰基铬的配位使芳核上电子云密度降低，有利于发生亲核取代反应；其次，使芳核上其它原子、基团、侧键的性质都发生变化。R=CN、COOR等基团第44页/共49页7.2 基团的反应性转换 烃类化合物的极性转换1芳香族化合物的极性转换 第45页/共49页7.2 基团的反应性转换 烃类化合物的极性转换1芳香族化合物的极性转换 第46页/共49页7.2 基团的反应性转换 烃类化合物的极性转换2烯烃的极性转换 烯烃分子中的碳碳双键具有较高的电子云密度，作为电子给予体，容易发生亲电加成反应。当烯烃分子中碳碳双键上的不饱和碳原子被强吸电子的原子或原子团如-X、-CF3、-CN、-CHO等取代后，碳碳双键必定受强吸电子的原子或基团的影响而改变它的极性，作为电子受体而能发生亲核加成反应 第47页/共49页7.2 基团的反应性转换 烃类化合物的极性转换2烯烃的极性转换 第48页/共49页感谢您的观看！第49页/共49页