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第三章官能團(tuán)的導(dǎo)入除去互換及保護(hù)第1頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月本章主要內(nèi)容1.官能團(tuán)的導(dǎo)入、除去、互換及保護(hù)2.官能團(tuán)的轉(zhuǎn)換3.官能團(tuán)的保護(hù)第2頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)官能團(tuán)的導(dǎo)入、除去及互變一、飽和碳原子上的官能團(tuán)的導(dǎo)入1、飽和烴的鹵代反應(yīng)
烷烴的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定原因:(1)其共價(jià)鍵都為σ鍵,鍵能大
C-H390~435KJ/molC-C345.6KJ/mol(2)分子中的共價(jià)鍵不易極化(電負(fù)性差別小C2.5,H2.2)第3頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月
在一定條件下(如高溫、高壓、光照、催化劑),烷烴也能起一些化學(xué)反應(yīng)。
鹵素的相對(duì)反應(yīng)活性:氟>氯>溴>碘。氫的相對(duì)活性為:3oH>2oH>1oH
溴代反應(yīng)的選擇性好,在有機(jī)合成中比氯帶更有用。第4頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月有良好選擇性的氯代試劑:硫酰氯,亞硫酰氯,N-氯化物等,例如:第5頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月2、烯烴、烷基芳烴的α-鹵代反應(yīng)(1)α-H(烯丙氫)的反應(yīng)
α-H由于受C=C的影響,αC-H鍵離解能減弱,故α-H比其它類型的氫易起反應(yīng),反應(yīng)條件為高溫或光照。其活性順序?yàn)椋害?H(烯丙氫)>3oH>2oH>1oH>乙烯H第6頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月
常用的溴代試劑:N-溴代丁二酰亞胺(NBS),N-溴代乙酰胺(NBA),N-溴代鄰苯二甲酰亞胺(NBP),N-溴代二苯酮亞胺(Ph2C=NBr),三氯甲烷磺酰溴(Cl3CSO2Br)等。反應(yīng)機(jī)理:第7頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月b.未端烯烴或隔離雙鍵二烯烴可發(fā)生重排,得到混合物a.直鏈或支鏈只在烯丙位發(fā)生溴代反應(yīng)反應(yīng)規(guī)律:環(huán)烯烴與1同,也可能發(fā)生加成或消除生成芳烴。c.當(dāng)分子中含有兩種不同的α-H,仲氫比伯氫易取代第8頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月d.NBS同樣可用于烷基芳烴的ɑ-溴代3、羰基化合物的α-鹵代反應(yīng)
醛、酮分子中由于羰基的影響,α-H變得活潑,具有酸性,所以帶有α-H的醛、酮能被鹵化。
反應(yīng)條件:a.酸催化鹵代(一鹵代產(chǎn)物)第9頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月b.堿催化鹵代
醛、酮的α-H易被鹵素取代生成α-鹵代醛、酮,特別是在堿溶液中,反應(yīng)能很順利的進(jìn)行。反應(yīng)機(jī)理:反應(yīng)機(jī)理:第10頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)醛的α-鹵化反應(yīng)
醛在酸堿催化下易自身縮合,若將醛先轉(zhuǎn)化成烯醇的三甲基硅醚,再進(jìn)行鹵化,則可得到ɑ-鹵代醛,且產(chǎn)率較高。(2)酮的α-鹵化反應(yīng)鹵化劑除鹵素外,還有N-鹵代酰胺、次鹵酸酯、硫酰鹵化物等。對(duì)于不對(duì)稱的酮的α-鹵代主要發(fā)生在容易烯醇化的α-位上。第11頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月與醛相似的應(yīng)用第12頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月4、羧酸及其衍生物的α-H鹵代反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理:親電取代機(jī)理α-H反應(yīng)活性:酰鹵、酸酐、腈、丙二酸及其酯>羧酸及其酯
如何提高羧酸及其酯α-H反應(yīng)活性?第13頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第14頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月二、烯鍵的導(dǎo)入與官能團(tuán)化a.鹵代烴脫鹵化氫1、烯鍵的導(dǎo)入(1)消除反應(yīng)引入第15頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)活性與規(guī)律:2o、3oRX脫鹵化氫時(shí),遵守扎依采夫(Sayzeff)規(guī)則-即主要產(chǎn)物是生成雙鍵碳上連接烴基最多的烯烴。例如:第16頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月特例:第17頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月E2——主要為反式(共平面)消除E1——沒有明顯規(guī)律,在立體化學(xué)上沒有空間定向性CCC=CLH順式消除順式共平面CCC=CLH反式共平面反式消除消除反應(yīng)的立體化學(xué)第18頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月如:CHC6H5BrCH3CHC6H5C6H5CH=CC6H5CH3NaOH25CHOH**反應(yīng)物有二個(gè)手性碳原子,因此有二對(duì)對(duì)映異構(gòu)體:C6H5C6H5HHCH3BrC6H5C6H5HHCH3BrC6H5C6H5HHCH3BrC6H5C6H5HHCH3Br赤式異構(gòu)體蘇式異構(gòu)體-HBr-HBr順式(Z構(gòu)型)反式(E構(gòu)型)C=CCH3C6H5C6H5HC=CCH3C6H5C6H5H第19頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月C6H5C6H5HHCH3BrHHC6H5C6H5BrCH3HHC6H5C6H5BrCH3C=CC6H5C6H5CH3H(赤式)C6H5C6H5HHCH3BrHHC6H5C6H5BrCH3HHC6H5C6H5BrCH3C=CC6H5C6H5CH3H(蘇式)XRHHHR/RH-R/[而不是]RHR/第20頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月ClHCH(CH3)2HH3CHHHH3CClCH(CH3)2HHHHHClCH(CH3)2H3C轉(zhuǎn)環(huán)CH(CH3)2H3CE2-HCl第21頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月ClHCH(CH3)2HH3CHHHHHHClCH(CH3)2H3CE2-HClCH(CH3)2H3CHHCH(CH3)2H3CH+75%25%第22頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月C2H5BrCH3CH2CH2BrCH3CHCH2BrCH3
99%1%91%9%40%60%例外■強(qiáng)堿作用下才以消除反應(yīng)為主■某些含活潑β-H化合物以消除反應(yīng)為主■β-C上連有支鏈時(shí)消除傾向增大rCH2CH2B如:CH=CH2H2ONaOH消除取代第23頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月b.醇脫水常用的脫水劑有酸(硫酸,磷酸,草酸等)、酸性氧化物(P2O5等)、堿(如KOH)、鹽(如KHSO4,
NaHSO4
)。醇的脫水反應(yīng)活性:3oR-OH>2oR-OH>1oR-OH第24頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月醇脫水反應(yīng)的特點(diǎn):1)主要生成札依采夫烯,例如:2)用硫酸催化脫水時(shí),有重排產(chǎn)物生成。
第25頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月c.季銨鹽及其堿的熱解
季銨堿在100-200oC下分解生成烯烴,稱為Hofmann消除反應(yīng)。消除取向是生成雙鍵上取代基較少的烯烴。第26頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月消除過程中,通常β-氫子的酸性起主要作用。第27頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月E2消除(反式共平面消除)的立體選擇性第28頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月d.羧酸酯、黃原酸酯、氧化叔胺的熱解1)羧酸酯的熱消除
反應(yīng)條件:常用氣相法,于300-500oC高溫下進(jìn)行,無需其它反應(yīng)試劑和溶劑。反應(yīng)特點(diǎn):1o
產(chǎn)物為取代基較少的hofmann烯烴,順式消除;2o一般不發(fā)生異構(gòu)重排等副反應(yīng)。第29頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第30頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月2)磺原酸酯的的熱消除——楚加耶夫反應(yīng)優(yōu)點(diǎn):熱解溫度較低(100-200oC),無異構(gòu)化和重排產(chǎn)物生成;缺點(diǎn):多步合成黃原酸酯,熱解時(shí)摻雜含硫雜質(zhì)。
此反應(yīng)與羧酸酯的熱解相似,也為順式消除,通常首先制備黃原酸酯,然后將其直接或在惰性溶劑中加熱。第31頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月3)氧化叔胺的熱解—Cope反應(yīng)叔胺經(jīng)H2O2氧化生成的氧化叔胺受熱分解稱為Cope反應(yīng)。反應(yīng)溫度較低(120-150oC),主產(chǎn)物為hofmann烯烴。
第32頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月
此反應(yīng)操作簡(jiǎn)便,無異構(gòu)化產(chǎn)物。脂環(huán)族氧化胺熱解反應(yīng)專一,五元環(huán)、七元環(huán)形成環(huán)內(nèi)雙鍵,而六元環(huán)形成環(huán)外雙鍵。
第33頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月e其它的消除反應(yīng)
鄰二鹵化物在金屬M(fèi)g或Zn在醋酸或乙醇中作用,烴脫去X2,生成烯烴。
用二價(jià)鈦或二價(jià)鉻亦可脫鹵素。
硝基甲烷的共軛堿同樣是脫鹵素的有效試劑。第34頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月β-鹵代醇消除次鹵酸β-鹵代醇與二價(jià)錫、二價(jià)鈦化合物、Zn-醋酸作用,脫去次鹵酸生成烯烴,其中以β-碘代醇效果最好。
選擇適當(dāng)?shù)摩?碘代醇可以合成具有一定構(gòu)型的立體選擇性烯烴。第35頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月α-二醇消除反應(yīng)第36頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月β-羥基酸脫羧脫水第37頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)通過還原反應(yīng)、偶聯(lián)反應(yīng)、縮合反應(yīng)導(dǎo)入碳碳雙鍵還原反應(yīng)炔烴、烯胺、腙、稀醚、烯醇酯等多種化合物均可借助還原反應(yīng)生成烯烴。
Lindlar催化劑:Pd-BaSO4/喹啉,Pd-CaCO3/醋酸鉛,可使炔烴部分氫化生成順式烯烴。
硼化鎳B-Ni(P-2型)與乙二胺一起用,可使炔烴部分氫化生成順式烯烴。第38頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月
在鈀催化劑存在下,硅烷也可將炔烴還原為順式烯烴。
可溶金屬液氨法可將炔烴還原為反式烯烴。
用氫化鋰鋁可將炔烴還原為反式烯烴。第39頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月烯胺在氫化鋰鋁-三氯化鋁或氫化鋁存在下還原脫胺生成烯烴。烯醇醚或烯醇酯也可以還原為烯烴。第40頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月b偶聯(lián)反應(yīng)
鹵代烷與有機(jī)金屬化合物作用是合成烯烴的重要方法,為增長(zhǎng)碳鏈的反應(yīng)。常用的有機(jī)金屬化合物有:有機(jī)鎂、有機(jī)鋰、有機(jī)銅等。i)四鹵化碳機(jī)理:二鹵卡賓產(chǎn)物:生成雙鍵位于中心的具有奇數(shù)碳原子的非末端烯烴鹵代物:二氟二溴甲烷或三氟溴甲烷第41頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月ii)有機(jī)鎂化合物與不飽和鹵代烴的偶聯(lián)有機(jī)鎂與烯丙型鹵代烴順利反應(yīng),生成末端烯烴。有機(jī)鎂化合物與乙烯基鹵化物也可發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),但產(chǎn)率不高,然而在三氯化鐵存在下可順利反應(yīng)。乙烯基鹵化鎂與鹵代烴作用,也可用來合成烯烴。第42頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月iii)有機(jī)銅化合物與鹵代烴的偶聯(lián)特點(diǎn):乙烯基型鹵代烴可以順利反應(yīng)立體選擇性:構(gòu)型保持第43頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月二甲基銅鋰也可以與烯醇三氟甲磺酸酯偶聯(lián)。
有機(jī)鋰化合物也可以與鹵代烴發(fā)生偶聯(lián),得到雙鍵構(gòu)型保持不變的產(chǎn)物。第44頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月但烯丙基鋰化合物不能用烯丙基鹵化物與金屬鋰直接作用。
在四甲基乙二胺(TMEDA)中,用相應(yīng)的烯烴與丁基鋰作用可得相應(yīng)的烯丙基鋰絡(luò)合物,再和鹵代烷、芐基鹵、烯丙型鹵代物偶聯(lián),合成末端烯烴。c縮合反應(yīng)—wittig(維狄希)反應(yīng)第45頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月烯烴的官能團(tuán)化第46頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第47頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第48頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第49頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月三、炔鍵的導(dǎo)入與官能團(tuán)化炔烴在用堿處理時(shí),會(huì)發(fā)生碳碳三鍵的位置異構(gòu)。二鹵代烷脫鹵化氫二鹵代烷包括:鄰二鹵代烷(RCHXCHXR`),同碳二鹵代烷(RCX2CH2R),乙烯基鹵代物。常用的堿:NaOH(KOH)/EtOH,RONa(ROK)/EtOH,NaNH2/NH3等。1、炔鍵的導(dǎo)入(1)通過消除反應(yīng)導(dǎo)入碳碳叁鍵第50頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月
鄰二鹵代烷脫鹵化氫時(shí),不受分子中-OR、-NO2、NR2等官能團(tuán)的影響。
乙烯式鹵代烴脫鹵化氫需要在強(qiáng)堿存在下方可生成炔烴。第51頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月特殊反應(yīng):第52頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月b.ɑ-二酮的脫氧第53頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月c.β-氯代醚的消除β-氯代醚用強(qiáng)堿處理可生成炔醇,且具有良好的產(chǎn)率。d.酰基葉立德的熱分解反應(yīng)是由酰鹵或酸酐合成增加碳原子炔類化合物的好方法。第54頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)通過烴化反應(yīng)引入碳碳三鍵
利用炔化物(炔鈉、炔鋰、缺銅、炔鋁)與鹵代烴反應(yīng),是合成增長(zhǎng)碳鏈炔烴的重要方法。a.炔鈉與鹵代烴的反應(yīng)若用硫酸二甲酯或二乙酯,則可導(dǎo)入甲基或乙基。第55頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月b.炔鋰與鹵代烴的反應(yīng)
末端炔的合成常用乙炔鋰先與乙二胺反應(yīng)生成穩(wěn)定的絡(luò)合物,再與溴代烷在DMSO或DMF反應(yīng)得到高產(chǎn)率末端炔烴。
當(dāng)分子中有-OH、-SH、-NHR等基團(tuán)時(shí),該反應(yīng)仍可順利進(jìn)行。第56頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月炔鋰與有機(jī)硼烷的反應(yīng),繼而用碘處理,用來合成高支鏈炔烴。c.炔銅與鹵代烴的反應(yīng)
炔銅可與芳鹵、乙烯基鹵發(fā)生反應(yīng),廣泛用于芳基炔和共軛炔烴的合成。第57頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月d.其他金屬烴化物的烴化e.炔烴在過渡金屬催化下的烴化第58頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)偶聯(lián)反應(yīng)a.炔烴的氧化偶聯(lián)反應(yīng)—GlaserReaction
乙炔亞銅在空氣中發(fā)生氧化偶聯(lián)生成1,3-丁二炔類化合物,合成對(duì)稱二炔的重要方法。反應(yīng)是通過游離基進(jìn)行的:第59頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月在亞銅鹽催化下,炔基三甲基硅烷能發(fā)生脫硅基偶聯(lián)。b.炔烴與鹵代烴的偶聯(lián)
在堿及亞銅鹽的存在下,末端炔烴可與1-鹵-1-炔烴發(fā)生交叉偶聯(lián),以較好產(chǎn)率生成不對(duì)稱二炔烴。機(jī)理:經(jīng)過炔銅,偶聯(lián)后放出亞銅第60頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第61頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月2、炔烴的官能團(tuán)化第62頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第63頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第64頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月1、芳烴的官能團(tuán)化四、芳烴及其衍生物官能團(tuán)化第65頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)芳烴的鹵代在三氟過氧乙酸存在下,四氯化鈦可作為溫和的氯化試劑。NBS,溴化氫-過氧化物也是較活潑的溴化劑。
溴酸鈉、溴化鉀在鎢酸鈉催化下可使乙酰苯胺得溴代選擇性的發(fā)生在對(duì)位。第66頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月
氟代通常采用氟氧化三氟甲烷。
碘代采用催化劑產(chǎn)生親電性較強(qiáng)的碘正離子,常用的碘化劑有碘-發(fā)煙硫酸,碘-過碘酸等。第67頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)芳烴的磺化
磺化反應(yīng)不僅容易進(jìn)行,且位可逆反應(yīng),磺酸基在有機(jī)合成中是極為有用的占據(jù)基團(tuán)。(3)芳烴的Friedel-Crafts烷基化催化劑可以是Lewis酸,也可以是質(zhì)子酸?;钚皂樞?yàn)?AlCl3>FeCl3>SbCl5>SnCl4>BF3>TiCl4>ZnCl2HF>H2SO4>P2O5>H3PO4第68頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月(4)芳烴的Friedel-Crafts?;呋瘎┛梢允荓ewis酸,活性順序?yàn)?AlCl3>BF3>SnCl4>ZnCl2。也可以是質(zhì)子酸,如:硫酸,氫氟酸,磷酸,多聚磷酸(PPA)。第69頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月強(qiáng)活化中等活化弱活化弱鈍化強(qiáng)鈍化中等鈍化鈍化苯環(huán)活化苯環(huán)間定位基(鈍化苯環(huán))
鄰對(duì)位定位基-O--NR2-NH2-OH?OR?NHCOR?CH3?CH(CH3)2?C(CH3)3?Ar?CH=CH2(?H)(?H)?CH2Cl?F?Cl?Br?I-NO2-CN-SO3H-CHO-COCH3-COOH-COOR-CONH2-CH2NO2-CX3-NH3-N(CH3)3﹢﹢常見取代基的定位作用2、取代芳烴的官能團(tuán)化第70頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第71頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月5、簡(jiǎn)單雜環(huán)化合物的官能團(tuán)化(自學(xué))第72頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)官能團(tuán)的轉(zhuǎn)換一、羥基第73頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第74頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第75頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月二、氨基第76頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月三、鹵素第77頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月四、硝基與氰基第78頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月
一般而言,分子量大的脂肪族腈和芳腈的產(chǎn)率較高,分子量較小的脂肪族腈與烷基鹵化鎂作用,其酮的產(chǎn)率因生成的酮亞胺可發(fā)生多種副反應(yīng)而大大降低,分子量較小的脂肪族腈與芳基鹵化鎂作用也可得到滿意效果。
芳腈在Lewis酸催化下可與磷葉里德反應(yīng)生成芳酮,該反應(yīng)反應(yīng)快,產(chǎn)率高。第79頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月五、羰基H2OOH第80頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第81頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月六、羧基第82頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月保護(hù)基應(yīng)滿足下列三點(diǎn)要求:
a.它容易引入所要保護(hù)的分子(溫和條件),且能定量反應(yīng);
b.它與被保護(hù)基形成的結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)受住所要發(fā)生的反應(yīng)的條件;c.它可以在不損及分子其余部分的條件下定量除去(溫和條件);d.保護(hù)基解除后應(yīng)與原化合物容易分離。
在一些例子中,第三條可以放寬,允許保護(hù)基被直接轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N官能團(tuán)。第三節(jié)保護(hù)基團(tuán)第83頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月一、羥基的保護(hù)1、醇羥基的保護(hù)第84頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)醚類衍生物a.形成甲醚類ROCH3保護(hù)基該方法的優(yōu)點(diǎn):保護(hù)基容易引入,常用硫酸二甲酯,碘甲烷等;使用條件:對(duì)酸堿氧化劑或還原劑均穩(wěn)定;缺點(diǎn):難于脫去保護(hù)基,常用脫去劑BCl3,BBr3、Me3SiI等。
近年發(fā)現(xiàn),BF3/RSH同樣可以脫去甲基,該反應(yīng)條件溫和,但費(fèi)時(shí),需放置數(shù)天。應(yīng)用:?jiǎn)翁黔h(huán)相關(guān)結(jié)構(gòu)的測(cè)定。第85頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月b.三甲基硅醚ROSi(CH3)3及其他硅醚的保護(hù)基優(yōu)點(diǎn):引入除去都較為方便,緩和;使用條件:對(duì)催化氫化、氧化和還原穩(wěn)定;缺點(diǎn):不耐酸堿,只能在中性條件下使用。廣泛用于保護(hù)糖、甾類和其他醇的羥基。二甲基叔丁基硅醚:優(yōu)點(diǎn):用氟化四丁銨很容易脫去;使用條件:對(duì)水、CrO3、氫解、及溫和還原反應(yīng)穩(wěn)定;第86頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月c.形成芐醚ROCH2Ph廣泛用于糖及核苷酸中醇羥基的保護(hù)。
優(yōu)點(diǎn):脫去條件較為溫和(中性條下室溫催化氫解,或用金屬鈉或鋰在液氨中還原斷開)。適用條件:堿性條件下穩(wěn)定,對(duì)氧化劑、LiAlH4與弱酸穩(wěn)定。第87頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月三苯基甲醚(ROCPh3)廣泛用于糖,核苷酸以及甘油酯中的伯羥基。
優(yōu)點(diǎn):可以選擇性的與多元醇的伯羥基反應(yīng)。第88頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)羧酸酯衍生物a.醋酸酯ROCOCH3保護(hù)基保護(hù)范圍:對(duì)CrO3/Py氧化劑穩(wěn)定;?;x擇性:位阻小的反應(yīng),選擇伯仲醇;脫去乙酸酯保護(hù)基:皂化反應(yīng)水解;缺點(diǎn):與大多數(shù)的還原劑作用,在強(qiáng)堿中也不穩(wěn)定,因此很少用作有效的保護(hù)基團(tuán)。
廣泛用于甾類、糖,核苷酸以及其他化合物羥基的保護(hù)。乙?;磻?yīng)通常用乙酸酐在吡啶溶液中進(jìn)行,也可用乙酸酐在無水醋酸鈉中進(jìn)行。第89頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月b.α-鹵代酸酯保護(hù)基保護(hù)基的解除:在堿性條件下或胺類化合物中進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn):可選擇性解除,這類保護(hù)基團(tuán)在分子中引入了鹵素,使羰基碳原子的親核性增強(qiáng),從而易于水解,利用這一性質(zhì)可進(jìn)行選擇性解除。
α-鹵代酸酯衍生物指ClCH2COOR’,Cl2CHCOOR’,Cl3CCOOR’,F3CCOOR’等,可由酰鹵、酸酐和具有羥基的化合物制備。第90頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月
用2,2,2-三鹵乙基氯(或溴)甲酸酯與醇作用,可生成2,2,2-三鹵乙氧羰基保護(hù)基,對(duì)三氧化鉻與酸穩(wěn)定。脫保護(hù):在20oC時(shí)利用Zn-Cu/AcOH還原分解。
該保護(hù)法在類脂、核苷酸的合成中應(yīng)用廣泛。第91頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)縮醛或縮酮類衍生物a.形成四氫吡喃醚ROTHP廣泛用于炔醇、甾類及核苷酸的合成。
四氫吡喃醚從結(jié)構(gòu)上看相當(dāng)于一個(gè)混合的縮醛,由醇與2,3-二氫-4H-吡喃在酸催化下加成制得。缺點(diǎn):四氫吡喃醚對(duì)酸不穩(wěn)定;用于保護(hù)手性醇時(shí),會(huì)引入一個(gè)新的手性中心,導(dǎo)致非對(duì)映體混合物的生成。優(yōu)點(diǎn):四氫吡喃醚對(duì)強(qiáng)堿、Grignard試劑、烷基鋰、氫化鋁鋰、烴基化和酰基化試劑都很穩(wěn)定。第92頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月第93頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月b.縮醛或縮酮保護(hù)基
在多羥基化合物中,同時(shí)保護(hù)兩個(gè)羥基通常使用羰基化合物丙酮和苯甲醛與醇羥基作用,生成環(huán)狀的縮醛(酮)來實(shí)現(xiàn)。
如丙酮在酸催化下與順式1,2-二醇反應(yīng),苯甲醛往往在氯化鋅存在下與1,3-二醇反應(yīng)。
縮醛和縮酮在中性和堿性條件下穩(wěn)定,因此,假如反應(yīng)可以堿性條件下進(jìn)行,則它們?cè)谕榛?,?;?,氧化和還原時(shí)用于保護(hù)二醇。二醇可用稀酸處理再生。芐基可用氫解方法除去。第94頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月2、酚羥基的保護(hù)第95頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月1、縮醛(酮)衍生物
醛基是最容易形成縮醛或?qū)Φ任锏聂驶?,而苯環(huán)上的酮基則是反應(yīng)性最低的羰基。一般說來,反應(yīng)性是:醛基>鏈狀羰基(環(huán)已酮)>環(huán)戊酮>α,β-不飽和酮>芳香酮。縮酮的保護(hù)基不與堿,氧化劑或親核劑(如H-,RMgBr)作用,而通常以酸水解回復(fù)到羰基。二、羰基的保護(hù)第96頁,課件共109頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)二甲基及二乙基縮醛(酮)
優(yōu)點(diǎn):a.制備容易,醛(或酮)與醇或原甲酸酯在
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