§13—7 有机合成路线一、碳胳的生成
1.增长碳链
⑴ 任意增长
⑵ 增加一个C
⑶ 增加二个C
乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯
2.缩短碳链
G为吸电子基
3.形成叁键
4.形成双键
二、形成碳环的反应
1.小环的合成
⑴ 分子内的烷基化
X=卤代物或磺酸盐离子。Y=-CN、-COR、-COOR
⑵ 卡宾对烯的加成
⑶ [2+2]环加成
2.普通环(五、六元环)
⑴ 付-克酰基化
⑵ 狄克曼反应(分子内酯缩合)
⑶ 分子内羟酸缩合。
⑷ Diels-Alder反应(双烯合成)
⑸ 麦克尔反应(Michael反应)
3.乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯可合成任意环
4.大环—联姻缩合(二酯在金属Na条件下进行分子内缩合)
三、转换官能团的反应
1.官能团的引入
⑴ 碳卤键的形成
⑵ 碳氧键的形成
a.醇 C—OH
b.Ar—OH 异丙苯氧化法;氯苯水解法;磺化碱熔法;重氮盐水解法。
c.醚 C—O—C
d.醛、酮
·积二卤代烃水解 ·烃的氧化
·醇的脱H或氧化 ·羧酸的还原
·芳烃的酰基化 ·羰基化
·α,β—羟酸的氧化脱羧 ·乙酰乙酸乙酯合成酮类
·α—羟酸的水解
e.羧酸
·腈的水解
·格氏试剂与CO2作用,水解
·醛、醇、取代芳烃、烯烃的氧化
·羧酸衍生物的水解
·甲基酮的氧化(卤仿反应)
·丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯合成羧酸
2.官能团的除去
⑴ 取代芳烃(—SO3H,—N2+)
⑵ 羰基(还原亚甲基)
A.Kishner—Wolff—黄呜龙反应, NH2NH2,EtOH/KOH,180℃
B.Clemmensen 还原法,Zn—Hg,浓HCl
⑶ 羟基(脱水、加氢)
3.官能团的转换四、有机合成路线的设计
基本要求:·原料易得 ·反应步骤少 ·实验操作方便安全
·反应产率高,付反应少,后处理简单(易纯化)
1.增长碳链
例2:由三个碳原子以下化合物合成2,2-二甲基戊酸。
方法一:
方法二:
2.碳环的合成
3.保护基的作用
⑴ 要求,·易于与被保护基反应。
·保护基团相对稳定.
·又容易除去。
⑵ 常见的保护方法:
·烯
·醛、酮通过缩醛(或酮)来保护。
·醇羟基变成醚(或酯)来保护。
·酚羟基变成苯甲醚来保护。
例6,
例7:由香茅醛合成HOOC-CH2CH2CH(CH3)CH2CHO。
例8:由HOCH2C≡CH合成HOCH2C≡CCOOCH3。
4.逆合成法
[小结],·官能团处先拆
·链分支处先拆
·碳—杂原子键处先拆
·由两个官能团形成的官能团处先拆分为原官能团
5.导向基的引入
这是合成路线设计中一个十分重要的技巧,一般是—NH2,—SO3H,借来实现特定的合成目的,任务完成后又还其本来面目,将借来的基团去掉。
例14:试设计2-甲基-3-(2,4-二甲苯基)丁烷
例15:邻氯甲苯
例16:由氯苯合成2,6-二硝基苯胺。
6.合成路线的选择
例17:由苯合成苯乙酮。
显然方法二步骤小,而且产量高。
例18:从卤代烃合成羧酸可通过下列两种途径:
这两种方法都可以用。但如果合成2,2-二甲基丁酸,最好用方法一。
方法二不能用,因为在亲核试剂作用下,叔卤代烷容易发生消除反应。
总之,对于一个化合物可以有几种合成路线,何种方法优越,既要考虑原料的来源,又要考虑合成路线步骤的多少,以及每步合成的得率,实验条件的难易。所以一个合理的路线需要衡量各方面因素,才能最后确定。
1.增长碳链
⑴ 任意增长
⑵ 增加一个C
⑶ 增加二个C
乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯
2.缩短碳链
G为吸电子基
3.形成叁键
4.形成双键
二、形成碳环的反应
1.小环的合成
⑴ 分子内的烷基化
X=卤代物或磺酸盐离子。Y=-CN、-COR、-COOR
⑵ 卡宾对烯的加成
⑶ [2+2]环加成
2.普通环(五、六元环)
⑴ 付-克酰基化
⑵ 狄克曼反应(分子内酯缩合)
⑶ 分子内羟酸缩合。
⑷ Diels-Alder反应(双烯合成)
⑸ 麦克尔反应(Michael反应)
3.乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯可合成任意环
4.大环—联姻缩合(二酯在金属Na条件下进行分子内缩合)
三、转换官能团的反应
1.官能团的引入
⑴ 碳卤键的形成
⑵ 碳氧键的形成
a.醇 C—OH
b.Ar—OH 异丙苯氧化法;氯苯水解法;磺化碱熔法;重氮盐水解法。
c.醚 C—O—C
d.醛、酮
·积二卤代烃水解 ·烃的氧化
·醇的脱H或氧化 ·羧酸的还原
·芳烃的酰基化 ·羰基化
·α,β—羟酸的氧化脱羧 ·乙酰乙酸乙酯合成酮类
·α—羟酸的水解
e.羧酸
·腈的水解
·格氏试剂与CO2作用,水解
·醛、醇、取代芳烃、烯烃的氧化
·羧酸衍生物的水解
·甲基酮的氧化(卤仿反应)
·丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯合成羧酸
2.官能团的除去
⑴ 取代芳烃(—SO3H,—N2+)
⑵ 羰基(还原亚甲基)
A.Kishner—Wolff—黄呜龙反应, NH2NH2,EtOH/KOH,180℃
B.Clemmensen 还原法,Zn—Hg,浓HCl
⑶ 羟基(脱水、加氢)
3.官能团的转换四、有机合成路线的设计
基本要求:·原料易得 ·反应步骤少 ·实验操作方便安全
·反应产率高,付反应少,后处理简单(易纯化)
1.增长碳链
例2:由三个碳原子以下化合物合成2,2-二甲基戊酸。
方法一:
方法二:
2.碳环的合成
3.保护基的作用
⑴ 要求,·易于与被保护基反应。
·保护基团相对稳定.
·又容易除去。
⑵ 常见的保护方法:
·烯
·醛、酮通过缩醛(或酮)来保护。
·醇羟基变成醚(或酯)来保护。
·酚羟基变成苯甲醚来保护。
例6,
例7:由香茅醛合成HOOC-CH2CH2CH(CH3)CH2CHO。
例8:由HOCH2C≡CH合成HOCH2C≡CCOOCH3。
4.逆合成法
[小结],·官能团处先拆
·链分支处先拆
·碳—杂原子键处先拆
·由两个官能团形成的官能团处先拆分为原官能团
5.导向基的引入
这是合成路线设计中一个十分重要的技巧,一般是—NH2,—SO3H,借来实现特定的合成目的,任务完成后又还其本来面目,将借来的基团去掉。
例14:试设计2-甲基-3-(2,4-二甲苯基)丁烷
例15:邻氯甲苯
例16:由氯苯合成2,6-二硝基苯胺。
6.合成路线的选择
例17:由苯合成苯乙酮。
显然方法二步骤小,而且产量高。
例18:从卤代烃合成羧酸可通过下列两种途径:
这两种方法都可以用。但如果合成2,2-二甲基丁酸,最好用方法一。
方法二不能用,因为在亲核试剂作用下,叔卤代烷容易发生消除反应。
总之,对于一个化合物可以有几种合成路线,何种方法优越,既要考虑原料的来源,又要考虑合成路线步骤的多少,以及每步合成的得率,实验条件的难易。所以一个合理的路线需要衡量各方面因素,才能最后确定。