第四讲,有机合成设计技巧 (II)
? 1,2-二氧化化合物的合成
? 1,4-二羰基化合物的合成
? 烯胺在有机合成中的应用
? 1,6-二羰基化合物的合成
? 有机合成中的导向基
邻二醇及其衍生物的合成
R
1
R
3
R
2
R
4
K M n O
4
R
1
R
3
R
2
R
4
O H
O H
R
1
R
3
R
2
R
4
[ O ] R
1
R
3
R
2
R
4
O
H
3
O
R
1
R
3
R
2
R
4
O H
O H
R N H
2
R
1
R
3
R
2
R
4
O H
N H R
R O R 1
R
3
R
2
R
4
O H
O R
R
1
R
2
O
R
3
R
4
P P h
3
R
1
R
2
O
M g ( H g )
R
2
R
3
O H
O H
R
1
R
4
O
H
3
O
O H / H
2
O
+
在合成上,没有意义。
1,2-二氧化化合物的合成
环氧化合物的氨解
O
H
2
C C H C H
3 N H
2
O H
O
H
2
C C H C H
3 N H
O H
O H
O
H
2
C C H C H
3
N
O H
O H
H O
O
H
2
C C H
2
N H
2
H O
H
N
O
H
2
C C H
2
H O
N
R
R
+ N H
3 p r e s u r e
+
H C l / H
2
O
7 6 %
+ R
2
N H
H
N
H
2
C C H
2
+ n - B u
2
N H
A lC l
3
/ C
6
H
5
N
N H
2
7 7 - 8 9 %
1,2-二氧化化合物的合成
?-羟基 (氨基 )酸 的合成 1,2-二氧化化合物的合成
R 1 R 2
O
R 1 C N
O H
R 2
R 1 C O O H
O H
R 2
R 1
O
R 1 C N
O H
R 1 C O O H
O H
R 2
R 2 R 2
R 2
C O O H
R 1
+ H C N
+ H C N
H C N H + C N
R 1 R 2
O
C N
R 1 R 2
O
C N
H C N
R 1 R 2
O H
C N
O
H C C H 2
N a C N
R
C N
R
O H
R
O H
O H
O
R O H ( R )
O
R
C N
O
H
2
C C H C H
3 N H
2
O H
O
H
2
C C H C H
3 N H
O H
O H
O
H
2
C C H C H
3
N
O H
O H
H O
O
H
2
C C H
2
N H
2
H O
H
N
O
H
2
C C H
2
H O
N
R
R
+ N H
3 p r e s u r e
+
H C l / H
2
O
7 6 %
+ R
2
N H
H
N
H
2
C C H
2
+ n - B u
2
N H
A lC l
3
/ C
6
H
5
N
N H
2
7 7 - 8 9 %
O
H C C H 2
N a C N
R
C N
R
O H
R
O H
O H
O
R O H ( R )
O
R
C N
R 1 R 2
O
R 1 C N
N H 2
R 2
R 1 C O O H
N H 2
R 2
R 1 R 2
O
R 1 R 2
N H
H
R 1 R 2
N H 2
C N
R 1 C N
N H 2
R 2
+ H C N + N H
3
+ N H
3
R
O H
O
R
O H
O
X
N H 3
R
O H
O
N H 3
R C O 2 H
C O 2 H
N a N 3 + H 2 S O 4
S c h m i d t
R
O H
O
N H 3
R C O O H
X N H
3
R C O O
N H 3
P h
C O O E t
C O O K
P h
C O N H N H 2
C O O K
N a N O 2
H C l
P h
C O O H
O
N 3
P h
N H 2
C O O H
N 2 H 4
4 4 %Curtis 重排反应
H O O C C O O H
C O O H
H 2 N C O O H
N H 2
N a N 3 + H 2 S O 4
Schmidt 重排反应
制备 ?-氨基酸的其它方法
1,2-二氧化化合物的合成
?-羟基酮 /?-酮酸的合成
R C O 2 E t
C O 2 E t
C O 2 E t
N a O E t
R
C O 2 E t
R C O 2 E t
C O 2 E t
+ C O
2 E
O
H 3 O
R
C O 2 H
O
1,2-二氧化化合物的合成
R 1 R 2
O
H C C N a+
R 1
R 2
O H
C C H
H 2 O / H g S O 4
R 1
O H
O
R 2
R C C N a
R 1
R 2
O H
C C R
R 1
O H
O
R 2
R
C O
2
H
C O
2
H
O H
P h
O H
P h
O H
O H OO
C O
2
H
O
O
O H
O
O
O
O
O H
合成设计：
1,2-二氧化化合物的合成
1,4-羰基化合物的合成
R 1
R 2
O
O
??
??
R 1
R 2
O
O
??
??
/ ?
+ R 2
O
?
?X
不合逻辑的化合物
O
O
O E t
O
O
O E t?
X
+
O
E t O N a
O O
B r C O
2
E t
O
C O
2
E t
N O
O
C O
2
E t
N O
1,4-二羰基合物的合成
O O
B r C O
2
E t
O
B r
O E t
O
+
O
B r
O E t
O
+
O
C O
2
E t
B r O
C O
2
E t
O
B r
O E t
O
+
E t O N a
O
B r
O E t
O
+
1,4-二羰基合物的合成
O
C O 2 E t
O
41
2
3
O
C O 2 E t
B r
O
+
O
B r 2 / H B r
O
B r
O E t
O O
O
C O 2 E t
O
R 1
O
X
R 2
O
R 1
O
R 2
O
R 1
O
R 2
O
活 化 实 导 向 基
+
1,4-二羰基合物的合成
R 1
R 2
O
O
O
C O 2 E t
B r
O
+R 1
R 2
O
O
C O 2 E t
经 ?-羟基羰基化合物合成 1,4-二羰基化合物
O
O
O
O H
O
O
+
O H
O
O
P h
O
+
O
N
H
N
C F
3
C O
3
H
O
N
O
H
2
O
O H
O
烯胺在有机合成中的应用
R
1
R
3
O
R
2
R R 'N H+
H
R
1
R
3
N
R
2
R R '
O H
- H
2
O
R
1
R
3
N
R
2
R R '
R
1
C H O
R
2
R R 'N H+ 2
R
1
R
2
N R R '
N R R '
- H
2
O
R
1
R
2
N R R '
- R R 'N H
共 沸 却 水
常 用 的 仲 胺,
N
H
N
H
N
H
O
稳 定 性 好 ！
R 2
N
R 1
R 3
R
R '
R 2
N
R 1
R 3
R
R '
N
X
R
O
X R
O
R
O
O
R
O
O O
O O
O
R
R X
+
烷基化反应：
? 产物是 C-烷化和 N-烷化的混合物,但后者溶于水,易于分离,
? 用烯胺烷基化不需要碱催化,不会发生自缩合副反应,
? 产物为一烷基化产物,无多烷基化副产物,
? 不对称烯胺的烷基化发生在取代基较少的 ?-C上,碱催化混
合物,
烯胺在有机合成中的应用
N
B r
O E t
O
+
C H
3
O H
R e f l u x
H
2
O
R e f l u x
O
O E t
O
5 8 %
N
B r
+
M e C N
R e f l u x
C H o
C H O
N
B r
+
N N
C H O
6 7 %
H
2
O
? 许多烷基化反应发生在 N上，经重排后得到 C烷基化产物,
? 使用活泼卤代烃会获较好的收率,
烯胺在有机合成中的应用
烯胺在有机合成中的应用
N
+
O
C l
O
5
2
C
4
H
8
O
2
R e f l u x
N
O
H C l
N
+
O
O
5
H C l / H
2
O
R e f l u x
O O
5
7 5 %
N
O
+ R C O C l
E t
3
N H 3 O
O
O
( 1 ) O H
( 2 ) H
R C O ( C H
2
)
4
C O O H
Z n ( H g ) / H C l
R ( C H
2
)
5
C O O H
N
O
2 C l
4
C l
O O
+
E t
3
N H 3 O
( 1 ) O H
( 2 ) H
H O
1 6
O H
O O
( 3 ) Z n ( H g ) / H C l
N
C N
E t O H
R e f l u x
N
C N
H
3
O
O
C N
6 5 %
C H O
N H
+
H
- H
2
O
N
C O
2
M e
( 1 ) M e C N,R e l u x
( 2 ) W a t e r
C O
2
M e
C H O
6 7 %
? 加成反应发生在取代基较少的 C上,
? 可避免自身醇醛缩合反应,
烯胺在有机合成中的应用
R
1
R
2
O
3
( 1 )
( 2 )
H
2
O
2
R
1
R
2
O
O
R
1
R
2
X
+
R
1
R
2
X
N a o r L i
N H
3
M
E t O H
( B i r c h 还 原 )
X
B i r c h 还 原
X
X
B i r c h 还 原
X
1,6-二羰基化合物的合成
P h C O 2 H
O
M e O
O H
O
H O
O H
O C O 2 H
O
合成设计：
1,6-二羰基化合物的合成O
E t O
2
C O
O
O
O
O
O
N
P h
M e
O
O M e
N
C O
2
H
P h
C O
2
H
O
H O
2
C C O
2
H
O
3
有机合成中的导向基
如可制备 3,4,5-三溴甲苯？
C H
3
N
2
H S O
4
B r B r
C H
3
C H
3
N O
2
H N O
3
H
2
S O
4
( 分 离 )
H C l / F e
C H
3
N H
2
B r
2
C H
3
N H
2
B r B r
N a N O
2
/ H
2
S O
4
C u B r
C H
3
B r
B r B r
这里氨基是导向基,它具有定位作用
可招之即来,挥之能去
1,活化是导向的主要手段
P h
O O
+
P hB r
O
N
H
＋
－ H
2
O
N
P hB r H
2
O
P h
O
L o w y i e l d
O
E t O N a
O
P hB r
P h
O
+ P h
O
P h
有机合成中的导向基
有机合成中的导向基
常用的活性导向基：
R O E t
O O
R
O
O E t
O
E t O O E t
O O
E t O
O
O E t
O
R H
O O
R
O
H
O
作 为 的 等 价 物, 是 活 化 导 向 基
( 1 )
作 为 的 等 价 物, 是 活 化 导 向 基
( 2 )
作 为 的 等 价 物, 是 活 化 导 向 基
( 4 )
E t O
O
E t O H
O
O E t
O
作 为 的 等 价 物, 是 活 化 导 向 基
( 3 )
O
O E t
O O O O
O
+
O O
O E t
O
+ C H 2 O
O O
O O
+
O E t
O O
有机合成中的导向基
O
+ C H 2 O + M e 2 N H
O
N M e 2O E t
O O
+
O
C O 2 E t
O O O O
C H 2 O
O
C O 2 E t
O
O
O
C O 2 E t
O
O
O
有机合成中的导向基
O
O
B r +
O
C H O
O O
C H O
B r
O
C H O
O HH C O 2 E t
O
O
H
O
O H
O O
O H
O
O H
H
2
O
O
C O
2
H
O
O O
C O
2
H
O
O
O
O
P h N
H
P h
C O
2
E t
P h
O
P h
A c O
O P h
O
P h
P h
N H
2
合成设计：
2,钝活也能导向 N H 2
B r
H 2 N H 2 N B r
B r
B r
B r 2
B r B r N O 2 B r+
O 2 N
N H 2 N H C O C H 3
B r 2
N H C O C H 3
B r
N H 2
B r
有机合成中的导向基
P h N H P h N H 2 ＋ B r
P h N H P h N H
O
P h N H 2 ＋ C l
O
3,利用封闭特定位置来导向 有机合成中的导向基
?如何制备邻硝基苯胺？
N H 2
H 2 S O 4
N H 3
H N O 3
N H 3
N O 2
N H 2
N O 2
N H 2
A c 2 O
N H C O C H 3
H N O 3
H 2 S O 4
N H C O C H 3
N O 2
N H 2
N O 2N H
2 N H C O C H 3
H 2 S O 4
N H C O C H 3
S O 3 H
H N O 3
N H C O C H 3
S O 3 H
N O 2
5 7 % H 2 S O 4
R e f l u x
N H 2
N O 2
有机合成中的导向基
如何制备 4-溴间苯二酚？
H O O H B r
2
H O O H
B r
B r B r
H O O H H O O H
C O 2 H
C O 2 + K H C O 3
5 7 - 6 0 %
B r 2
3 0 - 3 5 o C
5 7 - 6 3 %
H O O H
C O 2 HB r
H 2 O
R e f l u x
H O O H
B r
如何制备邻溴苯酚？
H O
B r 2 / C S
2
5
o
C
H O B r 8 0 - 8 4 %
O H O N a
S O 3 N a
S O 3 N a
O N a
S O 3 N a
S O 3 N a
B r O H
B r
合成设计：
1,6-二羰基化合物的合成
O H
C l
C l
B r
B r
B r
N H
2
O
2
N
N O
2
C O O H
N O
2
C O O H
B r
B r
B r
C H
3
N O
2
C H
3
B r
H
3
C
H
3
C
B r
O H