第二章 含單官能團化合物的合成

第二章含單官能團化合物的合成1、簡單醇的合成路線的設(shè)計2、由醇衍生的化合物合成路線的設(shè)計3、烯烴合成路線的設(shè)計4、芳香酮合成路線的設(shè)計5、官能團的保護與致活6、簡單醛酮和羧酸的合成路線的設(shè)計7、指導(dǎo)優(yōu)良切斷的原則1、簡單醇的切斷簡單醇的合成，首先是基于切斷α，β鍵(通過異裂的方式)，得到兩個合成子：

正離子部分的合成等效劑為醛酮，負離子部分的情況有下列三種：1）Y-為良好的負離子，如-CN、R-C≡C-

等。2）Y-為R-，較通常的情況下，R-的合成等效劑是RMgX和Rli。3）Y-為H-，其合成等效劑是NaBH4或LiAlH4。亦即用NaBH4或LiAlH4還原羰基化合物。[分析][合成]TM6的合成怎么樣？[分析][合成]

下面這個醇通過切斷α，β-鍵，沒有一種切斷能給出穩(wěn)定的負離子，必須用RMgX或Rli作為合成等效劑。[分析][合成]試為TM8提出一個切斷。[分析]很顯然，選擇b較為適宜，因為丙酮和鹵代環(huán)己烷是容易得到或易制備的化合物。比較切斷a和b,可以給我們一個啟示：在分子的中央切斷，可使逆推簡化。優(yōu)良切斷原則：切斷應(yīng)倒退至可被接受的起始原料或易于制備的化合物為止。力求最大的簡化---在分子中央切斷。合成：TM9[分析]帶羥基的碳上有一個氫，可考慮用羰基化合物的還原制得。[合成]兩條合成路線都是適宜的。提示：

Diels-Alder反應(yīng)的應(yīng)用：每當想要制取一個在環(huán)內(nèi)雙鍵的遠端至少有一個吸電子基(羰基、酯基、硝基、氰基等)的環(huán)己烯時，可考慮利用Diels-Alder反應(yīng)。NaBH4與LiAlH4的區(qū)別：前者能還原醛酮，但不能還原酯，后者則幾乎還原所有的羰基化合物。兩者都不還原孤立的碳碳雙鍵。

另一個可供選用的、合成通向具有兩個等同R基的醇的方法是將這兩個R基同時切斷，得到1分子酯和2分子Grignard試劑。碳酸酯與Grognard試劑也能生成叔醇,相當于將三分子RMgX的烴基連在了同一個碳原子上。完成ＴＭ１０合成設(shè)計：

優(yōu)良切斷原則：利用分子的對稱性TM10可作為香料，它的乙酸酯具有一種“幽谷風信子般的獨特的飄香”。此醇具有兩種切斷方法。按照這兩種切斷法所作的合成均是成功的。

β-C上僅有一個取代基的一級醇，它可以按下列方法制備。將上述方法加以推廣，可得切斷：與上述切斷相對應(yīng)的合成反應(yīng)是：此方法稱為環(huán)氧化合物路線。其優(yōu)點是：這一反應(yīng)是立體專一的。碳負離子的進攻目標是環(huán)氧化物中連有取代基較少(亦即，空間位阻較小)的碳原子。不足之處是，一般僅限于單取代環(huán)氧化合物，取代基較多時，選擇性就不可靠。用于香料的醇TM11的合成，可采用環(huán)氧化物路線。路線b在分子的中央切斷，也能倒推到簡單易得的原料，比較理想。[合成]

此外，醇的合成方法還有：烯烴的水合反應(yīng)、烯烴經(jīng)羥汞化-脫汞反應(yīng)和烯烴的硼氫化-氧化反應(yīng)。醇的合成方法歸納如下：2.由醇衍生的化合物在有機化合物之間的相互轉(zhuǎn)化過程中，醇羥基是關(guān)鍵的官能團，它可以作為橋梁，通過FGI，轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌墓倌軋F。

(1)酯逆推到醇[分析][合成](2)酮逆推到醇

TM13[分析]

[合成](3)鹵代烴逆推到醇1979年，化學(xué)家為研究吸電子基團在SN1反應(yīng)中所起的作用，特選擇制備化合物TM14以供這一目的之用，試設(shè)計其合成路線。TM14[分析]

[合成](4)烯烴逆推到醇[分析]路線a不可行，依據(jù)Saytzeff規(guī)則，醇A脫水時得不到所要的產(chǎn)物。[合成](5)醚逆推到醇下列對稱醚可以從對稱的二醇A制得。A又可以從對稱的酯B制得，后者是一個很易得到的化合物。[分析][合成]復(fù)習(xí)題復(fù)習(xí)題1：你如何合成TM17

復(fù)習(xí)題2下邊這個古怪的分子被科里(Corey)用作合成美登木素(一種抗腫瘤藥物)的中間體。TM18你如何合成它呢？復(fù)習(xí)題3合成TM193.烯烴的合成方法a醇脫水烯烴通常在酸性條件下(最普通的幾種酸是H2SO4和H3PO4)由醇脫水而得。而醇則用慣常的方法制備。你如何合成TM20[分析]從戰(zhàn)略上說，將-OH放在支化點上較好。b為無用的切斷，因會產(chǎn)生[合成]

方法b.鹵代烴脫鹵化氫在戰(zhàn)略上，此法與醇脫水基本相同，因為烷基鹵通常是由醇制備的。方法c.借助Wittg反應(yīng)合成烯烴以下列例子對有關(guān)知識點說明如下：制備Wittig試劑常用的堿為苯基鋰、丁基鋰、甲基鋰、叔丁醇鉀、氨基鈉、乙醇鈉等。如果使用的鹵代烴分子中含有穩(wěn)定碳負離子的基團，則可用Na2CO3、NH3等弱堿。此路線總的結(jié)果是通過三步反應(yīng)由羰基化合物和鹵代烴合成烯烴，生成的雙鍵必定在所期望的地方。反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率較高。羰基化合物為鏈狀或環(huán)狀的脂肪族和芳香族醛酮，其中可含羥基、烷氧基、氨基、硝基、酯基、雙鍵、叁鍵，鹵代烴的α-碳上至少要有一個氫原子。借助Wittig反應(yīng)切斷分子可得到兩組合成子(合成等效劑)。選擇何種合成子，主要看試劑的來源、操作的煩簡等，有時兩者都是可行的。試設(shè)計TM21化合物的合成。[分析][合成]路線a也許會理想些，因為環(huán)己酮和碘甲烷較易得到。

TM21

如何制備TM22

[分析][合成]路線b的原料較易得到。

試設(shè)計TM23的合成路線。

[分析]

之所以選擇上述合成子，是因為芳香酮可通過Friedel-Crafts?；磻?yīng)制得。[合成]方法d.炔烴的還原例如：由小于或等于C2的有機化合物合成TM24

[分析][合成]4.芳香酮的合成芳香酮的合成主要通過Friedel-Crafts?；磻?yīng)。

幾點說明：如果X為硝基、氰基、?；Ⅴセ?、磺酸基，則無反應(yīng)(但是如果同時有強給電子基團存在，則能發(fā)生反應(yīng)，進入的位置由給電子基團的定向位置來確定)。b)該反應(yīng)可用于制備芳環(huán)上具有烷基側(cè)鏈的化合物，并可由此生成的酮，再經(jīng)Clemensen

還原反應(yīng)或Kishner-Wolff-Huang-Minglong

還原反應(yīng)制得。如何制備下列化合物

TM25例如：[分析]

[合成]鄰苯二酚是易得的原料。TM26[分析]有兩種可能的切斷。

切斷b是不行的，因為硝基是間位定位基，在任何情況下，硝基苯都不發(fā)生Friedel-Crafts?；磻?yīng)。切斷a是好的，因為甲氧基是比甲基更強的鄰對位定位基。5．保護與致活保護(Protection)試設(shè)計TM27的合成路線[分析]

實際上這種切斷是行不通的。因為原料分子中還含有酮基，它會與Grignard試劑反應(yīng)。希望利用原料分子中兩個官能團對Grignard試劑的活性差異來控制反應(yīng)的進行而達到合成目的，也是行不通的，因為酮基比酯基對Grignard試劑活潑，Grignard試劑首先進攻酮基，生成不對頭的產(chǎn)物。為了阻止這個反應(yīng)，通過保護酮基方法，一般是借助生成環(huán)縮酮。

[合成]保護基必須滿足下列條件：容易引入所要保護的分子中；它與被保護基形成的結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)受住所要發(fā)生反應(yīng)所用的條件；它可以在不損及分子中的其余部分的條件下除去

例1．實現(xiàn)該的轉(zhuǎn)化。

例2．試實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)換：

這里是保護酚羥基免受氧化。例3．試實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化。

保護的目的是避免發(fā)生醇醛縮合反應(yīng)。2）致活---乙酰乙酸乙酯合成法和丙二酸二乙酯合成法有時寧可不保護分子中的某一部位，而是活化另一部位更為好些。這是所謂的“活化導(dǎo)向”問題。

試設(shè)計TM28的合成路線。[分析]

[合成]

此反應(yīng)的收率很低，究其原因，主要是還會發(fā)生如下反應(yīng)：

解決這個困難的辦法是設(shè)法使丙酮的兩個甲基有顯著的活性差異，假如我們在丙酮的一個甲基上引進一個酯基，這樣就使所在碳上的氫有較大的活性。因而在合成時使用的是乙酰乙酸乙酯，亦即用乙酰乙酸乙酯作為丙酮的合成等價物。任務(wù)完成后，將乙酯基水解成羧基。再利用β-酮酸易于脫羧的特性，將導(dǎo)向基去掉。

此即乙酰乙酸乙酯合成法(即EAA合成法)。它可用來合成各種類型的甲基酮。

合成TM29

[合成]

[分析]

試設(shè)計TM30的合成路線。[分析]

從第二次烴基化的空間位阻考慮，先引入小基團，再引入大基團比較有利。[合成]

試設(shè)計TM31的合成路線。

[合成][分析]此類合成的限制與SN2反應(yīng)的一些限制是相類同的，如鹵代烴不能為3οRX、芳鹵和乙烯型鹵代烴。亦即EAA合成法不能用于合成

、和等化合物和乙酰乙酸乙酯合成法相比較，在丙二酸二乙酯合成法(DEM)中，CH2(CO2Et)2是乙酸的合成等價物。如何制備TM32[分析][合成]丙二酸二乙酯合成法主要用于合成取代乙酸。6.簡單醛酮和羧酸的合成醛的合成1）Rosenmund羅森孟德酰氯類還原法或用LiALH(OBu-t)還原酰氯。2）Gattermann-Koch反應(yīng)蓋特曼－科赫酮的合成1）由仲醇氧化2）有機鎘試劑與酰氯反應(yīng)3）Friedel-Crafts酰基化反應(yīng)(芳香酮的合成)羧酸的合成1）伯醇及醛的的氧化2）RCN水解法3）Grignard試劑與二氧化碳反應(yīng)

合成TM35

[分析]路線a的仲鹵代烴在–CN作用下易發(fā)生消除反應(yīng)，不理想。路線c和b是可行的，而且都可返回到同樣的起始原料。合成TM38

由鹵代烴轉(zhuǎn)變?yōu)樵黾右粋€碳原子的羧酸，可用腈化合物水解法和Grignard試劑法。所給鹵代烴雖然為伯鹵代烴，但由于β-C上有兩個支鏈，CNˉ與其發(fā)生SN2反應(yīng)位阻大，效果不好。由于鹵代烴分子中含有羰基，格氏試劑會與羰基發(fā)生作用，因此，只有將羰基保護起來，才能利用格氏試劑法。官能團的添加(FGA)

所謂FGA，就是在分析過程中，為了能將分子切斷，特意加入一個官能團。在合成過程中，將要除去這個官能團。最明顯的應(yīng)用之處是烴類的合成，它們沒有官能團，故必須進行FGA，然后才能進行可能的切斷。TM39[分析][合成]合成TM40[分析][