第二章为合成而拆开分子ppt

1、第二章第二章 为合成而拆开分子为合成而拆开分子第一节第一节 能合才能拆能合才能拆CH3COH+ CH2HCHO稀碱或稀酸CH3COHHCH2CHOCH3COHCH2CHOH CH3COH+ CH2HCHO 拆鍵只是想象中的，并非真正拆开。但对拆的拆鍵只是想象中的，并非真正拆开。但对拆的部份应有所选择，应合理。部份应有所选择，应合理。例：例：合成合成拆：倒过来拆：倒过来该拆法的总结：该拆法的总结：(1).、鍵拆开鍵拆开(2)OH中的中的H变为变为-碳上的碳上的H(3)碳与其上碳与其上-OH中的中的O形成形成C=O该法推广可用于：该法推广可用于：羟基醛、羟基醛、羟基酮和分子羟基酮和分子局部具有此类

2、结构的化合物的拆开。局部具有此类结构的化合物的拆开。1)CH3CH2CCHOCH3CH2OH CH3CH2CHCHOCH3+ HCHO 例：例：2)OOH O+ O3) OPhOHOPh O+ OOPhPh4)OOHO OOCHO进一步推广知：进一步推广知：,-不饱和羰基化合物同样拆开：不饱和羰基化合物同样拆开：CO + H2CCO稀碱或稀酸COHCHCO或浓度较大的稀酸或稀碱CCCO反过来反过来CCCOCO+ H2CCO O2H(1) CH3CHCHCOCH3CH3CHO + CH3COCH3(2)OCH3 CH3OCH3O(3)O CH3OO其拆法可归纳为：其拆法可归纳为：1.,-烯键拆开

3、烯键拆开2.-碳上加两个碳上加两个H3.-碳上加一个碳上加一个O，成，成C=O例：例： 如：如：CH3CH3OOKOH-H2OCH3CH3OOONa2CO3, H2OO结论：结论：(1)能够由某个化合物合成前后结构的变能够由某个化合物合成前后结构的变化，推断出它的同类化合物的一般拆法。化，推断出它的同类化合物的一般拆法。(2)拆是从合来，不同的合法得出不同的拆法，拆是从合来，不同的合法得出不同的拆法，基本反应是基础。基本反应是基础。(3)要学拆，先学合。要学拆，先学合。第二节第二节 拆时要想到合拆时要想到合要使合成设计切实可行，拆与合必须结合起来要使合成设计切实可行，拆与合必须结合起来考虑，要

4、求在拆时，能够预见在合时是否会有困考虑，要求在拆时，能够预见在合时是否会有困难发生，若有，如何加以克服，如何设法避免，难发生，若有，如何加以克服，如何设法避免，专业知识越丰富越好。专业知识越丰富越好。例例1：设计：设计CH3OCH3ONO24-硝基-2-甲氧基-5-甲基二甲苯甲酮COCl+AlCl3O(1)CH3OCH3ONO2CH3OClCH3O+NO2(2)CH3OCH3ONO2CH3CH3O+ ClONO2分析：上式母体是二苯酮分析：上式母体是二苯酮但本题是不对称酮，有两处可拆：但本题是不对称酮，有两处可拆：（2）合理）合理CH3O-比比CH3-的邻对位定位的邻对位定位更强，故发生更强，

5、故发生在在CH3O-的邻的邻位位COO2NOHSOCl2ClOO2NOCH3CH3, AlCl3产物合成合成:OOCO2HHO2C白屈菜酸例例2：OOCO2HHO2COOHOHCO2HHO2COCH3H3C+OOHHO2COHOCO2H分析分析：*从有机化学的知识知，从有机化学的知识知，丙酮不能与草酸缩合，丙酮不能与草酸缩合，却能与其酯发生克莱森缩合。却能与其酯发生克莱森缩合。合成：合成：OOCO2HHO2COCH3H3C+OOHOHOCO2C2H5H5C2O2CC2H5ONaH5C2O2COCO2C2H5OOHCl下例随目标分子结构的逐渐复杂，需要更多的下例随目标分子结构的逐渐复杂，需要更多

6、的化学知识。化学知识。O123456789101,9- 八氢萘酮-2例例3，设计，设计讨论：讨论： OCH3OOOO+麦克尔加成CH2CCOCH3+ OOCH2CHCOCH3BHOCH2CHCOCH3H+ BOCH2CH2COCH3历程：历程：但实际问题并非如此简单，必须解决下列问题：但实际问题并非如此简单，必须解决下列问题： (1)环己酮环己酮-碳上的碳上的H的酸性比较弱，要形成阴离子需的酸性比较弱，要形成阴离子需 使用较强的碱。使用较强的碱。(2)，-不饱和羰基化合物在强碱下易聚合，使产物收不饱和羰基化合物在强碱下易聚合，使产物收率下降。率下降。CH3COCH2CH2N(CH3)2CH3C

7、OCHCH2+(CH3)2NHOCH3COCH2CH2N+(CH3)3I-KOH CH3OHO10%仍无太大意义解决：解决：(1)改用碱性条件下慢慢释放改用碱性条件下慢慢释放，-不饱和羰基化合物，不饱和羰基化合物，抑制抑制，-不饱和羰基化合物的聚合。如用曼尼希碱的不饱和羰基化合物的聚合。如用曼尼希碱的热解：热解：最好用碘化物最好用碘化物（2）为提高收率，在于设法提高环己酮）为提高收率，在于设法提高环己酮-碳上的碳上的H的的酸度。在酸度。在-碳上引入一个吸电子的基团（如乙酯基）碳上引入一个吸电子的基团（如乙酯基）O(1) (CO2C2H5)2, C2H5ONa(2)FeOCO2C2H5CH2CH

8、COCH3(C2H5)3N91%CH3OCO2C2H5O无强碱不会聚合KOH, CH3OH90%O总收率50%CCNCCNONHC6H6NNCH2CH2COCH3CH2CHCOCH3C6H6NaOAc, HOAc, H2OCH2CH2OCH3O总收率达70%(3) 环己酮先与仲胺缩合，生成环己酮先与仲胺缩合，生成，-不饱和胺（烯胺）不饱和胺（烯胺）其共振现象：其共振现象：例例4设计设计OOO6,6-次乙二氧基-1，9-八氢萘酮-2讨论：与例讨论：与例3比，虽只多一个次乙二氧基，但合成中要比，虽只多一个次乙二氧基，但合成中要考虑的问题却大大增加考虑的问题却大大增加。OOOOOOCH3OCH3O+

9、OOOa 拆OCO2CH3PhCO2CH3aOCO2CH3PhCO2CH3b 拆PhCO2CH3CO2CH3CO2CH3CO2CH3CO2CH3+PhCO2CH3能够给出一个对称的中间体本例合成不能使用本例合成不能使用烯胺法烯胺法，因在反应最后阶段需用酸水，因在反应最后阶段需用酸水解烯胺，势必将环上的缩酮水解，生成二酮。解烯胺，势必将环上的缩酮水解，生成二酮。OOONHC6H6NOO(1) CH2CHCOCH3(2) NaOAc, HOAcH2OOO-酮酸酯法：在碱的条件下进行，因此可使用。酮酸酯法：在碱的条件下进行，因此可使用。OOOOOOOOOCCO(OC2H5)NaHOEtO(1) CH

10、2CHCOCH3(C2H5)3N, CH3OH(2) KOH, CH3OH, H2O另外：另外：OOOOO+ OHOH若用上述反应，反应除生成单缩酮外，还生成一定数若用上述反应，反应除生成单缩酮外，还生成一定数量的二缩酮和相当数量的二酮。困难就在于所用原料量的二缩酮和相当数量的二酮。困难就在于所用原料含两个酮基。若改用仅含一个酮基的原料，现将其变含两个酮基。若改用仅含一个酮基的原料，现将其变为缩酮基，然后再形成第二个酮基，可解决该困难。为缩酮基，然后再形成第二个酮基，可解决该困难。合成改用合成改用-氧代庚二酸二烷酯为原料后获得成功。用狄氧代庚二酸二烷酯为原料后获得成功。用狄克曼成环作用构成环状

11、克曼成环作用构成环状-酮酸酯，克服上述困难。酮酸酯，克服上述困难。OOOCO2C2H5CH2CH2CCH2OCH2H3CO2C(CH2OH)2H+, C6H682%CO2C2H5CH2CH2COOCH2CH2H3CO2CNaH, 乙醚78%CO2C2H5-氧代庚二酸二烷酯的合成：氧代庚二酸二烷酯的合成：CO2C2H5CH2CH2CCH2OCH2H3CO2COCHOCH2(CO2H)2吡啶，哌碇OCHCHCO2H(1) HCl, H2O(2) C2H5OH, H+第三节第三节 拆的技巧拆的技巧拆是手段，合是目的。要拆得对，拆得巧。拆是手段，合是目的。要拆得对，拆得巧。例如例如OCO2CH3PhC

12、O2CH3baa 拆OCO2CH3PhCO2CH3aOCO2CH3PhCO2CH3b 拆PhCO2CH3CO2CH3CO2CH3CO2CH3CO2CH3+PhCO2CH3能够给出一个对称的中间体合成：合成：OCO2CH3PhCO2CH3PhCO2CH3CO2CH3CO2CH3CO2CH3PhCO2CH3CH3ONa过量CH3ONa介绍一些拆的技巧：介绍一些拆的技巧：1在碳碳成键反应的直线产物阶段拆键在碳碳成键反应的直线产物阶段拆键目标分子有的能够进行拆，有的却不能。这是因为目标分子有的能够进行拆，有的却不能。这是因为前者是碳前者是碳-碳成键反应的直接产物。而后者碳碳成键反碳成键反应的直接产物。

13、而后者碳碳成键反应形成的只是它的前体，之后又经历了除分子骨架增应形成的只是它的前体，之后又经历了除分子骨架增大外的变化，才成为目标分子。因此需回推到大外的变化，才成为目标分子。因此需回推到C-C成键成键反应形成的那个前体后才能被拆开。反应形成的那个前体后才能被拆开。CH3CHCH2CH2OHOH -羟基丁醇CH3CHCH2CH2OHOH2CH3CHO稀碱或稀酸CH3CHCH2CHOOH催化氢化例例1 合成合成分析：目标分子难以直接拆，变成分析：目标分子难以直接拆，变成-羟基丁醛后可以拆羟基丁醛后可以拆开开合成：合成：例例2合成合成顺式正丁基异戊基乙烯分析：目标分子是顺式的烯属产物。可考虑相应的

14、炔署分析：目标分子是顺式的烯属产物。可考虑相应的炔署化合物的催化氢化。合成时利用三键上氢的活性，以烷化合物的催化氢化。合成时利用三键上氢的活性，以烷基置换。基置换。合成：合成：HCCHNaNH2液氨BrNaNH2液氨BrH2, Lindlar试剂例例3 合成合成CCNCH2CH2NCOOC2H5. HCl苯乙哌碇：止泻宁1-(3-氰基-3，3-二苯丙基)-4-苯基-4-乙酯基哌碇盐酸盐分析：分析：CCNCH2CH2NCOOC2H5CCNCH2CH2Br(A)+ HNCOOC2H5(B)这两个中间体的合成都使用了腈的烷基化反应。这两个中间体的合成都使用了腈的烷基化反应。(RCH2CNNaNH2R

15、C-HCNNa+ RXRCHCNRCCCNCH2CH2Br(A)H + BrCH2CH2Br（B）需要创造再拆的条件：）需要创造再拆的条件：HNCOOC2H5HNCOOHHNCNHNClCl+CH2CN合成：合成：（a）苯基乙酯基哌碇的合成：）苯基乙酯基哌碇的合成： CH2CNCH3SO2Cl + HNCH2CH2OHCH2CH2OH2NNa2CO3CH3SO2CH2CH2OHNCH2CH2OHSOCl2CH3SO2CH2CH2ClNCH2CH2Cl, NaNH2/甲苯CH3SO2CNN80%H2SO4CH3SO2COOHNH2SO4, C2H5OHCOOC2H5NH（b）溴乙基二苯乙腈的合成

16、：）溴乙基二苯乙腈的合成：CH2CNBr2CHBrCN未分离, AlCl3CHCNBrCH2CH2BrNaNH2CCNCH2CH2Br（c）苯乙哌碇的合成）苯乙哌碇的合成CCNCH2CH2Br+ 2 HNCOOC2H5甲苯CCNCH2CH2NCOOC2H5HCl产物2加入基团帮助拆开加入基团帮助拆开 对于难拆的基团是非常有用的，但却不易运用，需对于难拆的基团是非常有用的，但却不易运用，需要有充实的有机反应知识才能判别。要有充实的有机反应知识才能判别。 例例1合成合成CH3COCH2C6H5 甲基甲基-苄基甲酮苄基甲酮分析：分析：CH3COCH2C6H5CH3COX + CH3C6H5因氢并不活

17、泼，解决的办法就是加入基团，使氢活因氢并不活泼，解决的办法就是加入基团，使氢活化。根据克莱森缩合的要求可加入乙酯基，或氰基。化。根据克莱森缩合的要求可加入乙酯基，或氰基。哪种好？哪种好？下列是两种不同的下列是两种不同的 导入基团的方案：导入基团的方案：CH3COCH2C6H5CH3COCHC6H5COOC2H5CH3COOC2H5+ C6H5CH2COOC2H5CH3COCHC6H5CNCH3COOC2H5 + C6H5CH2CNCH3COCHC6H5COOHCH3COCHC6H5CN CH3COCH2C6H5两种不同的两种不同的-H的酯发生克莱森缩合反应时，得四种产的酯发生克莱森缩合反应时，

18、得四种产物，故加入物，故加入-CN基好。基好。合成：合成：CH3COCHC6H5CNCH3COOC2H5 + C6H5CH2CNCH3COCH2C6H5C2H5Na+ C2H5OHCH3COCHC6H5CN+ H2OH2SO4+NH3 + CO2环己基苯例例2分析：分析：FGIOHMgBr+ O加入羟基使分子可以拆开加入的羟基可通过脱水，加氢两步反应去掉。加入的羟基可通过脱水，加氢两步反应去掉。合成：合成：OHOBr(1)Mg C2H5OC2H5(2)(1) H3PO4(2) H2 Pd/C例例3合成合成12345672-异丙基二环2，2，1庚烷分析：分析：分析：分析：CO2Et+ MeMgI

19、FGICO2Et成为狄尔斯-阿德尔反应产物+ CO2Et合成：合成：OHCO2Et+ CO2EtMeMgI(1) H+(2) H2/Pd例例4 合成合成CH3CH3CH31，4，6-三甲基萘分析：分析：由下列反应由下列反应+ CH3IAlCl3低温CH3+ CH3可以看出，目标分子的合成不宜用萘为起始原料。可以看出，目标分子的合成不宜用萘为起始原料。 CH3CH3CH31234578910CH3CH3CH3Me3CO-OO-CH3IOCH3OCH3CH3CH3OCH3CH3CH3CH3+ OOO1，4-位的两个甲基可由对位的两个甲基可由对-二甲苯为起始原料引入，二甲苯为起始原料引入，6-位甲基

20、可用甲基置换有活泼氢的引入。位甲基可用甲基置换有活泼氢的引入。CH3CH3+ OOOAlCl3CH3CH3OCO2HN2H4, KOHCH3CH3CO2HH3PO4PPA或CH3CH3CH3OCH3CH3NaHTHFO-CH3CH3CH3IOCH3CH3CH3NaBH4H3PO4CH3CH3CH3Pd/C-H2合成：合成：3防止应拆的键被漏拆防止应拆的键被漏拆原则上所有的键都可以拆，原则上所有的键都可以拆，但事实上由于当前还没但事实上由于当前还没有有满满意的连接方法，应避免在该处拆键意的连接方法，应避免在该处拆键。但如果遗漏。但如果遗漏了某些键的拆开，就遗漏了待解决的合成方案。了某些键的拆开，

21、就遗漏了待解决的合成方案。不同部位的拆键可以得不同的合成路线，就是相同不同部位的拆键可以得不同的合成路线，就是相同的部位拆键也可得不同合成方法。的部位拆键也可得不同合成方法。（1）不同部位的拆键）不同部位的拆键OO -丁内酯OOCO2HHOCO2HHO(a)CO2EtHBrBrCO2EtZnBrZnCO2EtCH2OH2C(OZnBr)CO2EtH+HOCH2CO2EtOO(b)CO2HHOCH2(CO2C2H5)2ClCH2CH2OH, AlCl3OO(c)CO2HHOCHOCN-NCCHONaBH4NCOH(1) OH-/H2O(2) H+OO（2）同一部位的拆键）同一部位的拆键拆键的部位

22、相同，仍能设计出不同的路线拆键的部位相同，仍能设计出不同的路线 CH3OCH3CH2CHCH3HClNH2曼心利1-(2,6-二甲基苯氧基)异丙胺盐酸盐抗心律失常药CH3OCH3CH2CHCH3NH2CH3OHCH3+ ClCH2COCH3 (a)CH2OCHCH3(b)(a) CH3OHCH3+ ClCH2COCH3 CH3OCH3CH2CHCH3ONH2OHCH3OCH3CH2CHCH3NOHH2, 铝镍HClCH3OCH3CH2CHCH3HClNH2CH2OCHCH3CH3OHCH3+ CH3OCH3CH2CHCH3OCH3OCH3CH2CHCH3ClCH3OCH3CH2CHCH3NOO

23、(b)HSOCl2COCONNaCH3OCH3CH2CHCH3HClNH2NH2NH2H2OHCl（3）不同数目的拆键）不同数目的拆键拆键数目的不同会导致不同的路线拆键数目的不同会导致不同的路线CH3NON-甲基哌碇酮（a）看成是伯胺在）看成是伯胺在，-不饱和羰基物上的加成产物。不饱和羰基物上的加成产物。 CH3NOCH3NOCH3NOCO2C2H5CH3NCO2C2H5CO2C2H5CH3NH2+CO2C2H5CO2C2H5CH3NOCH3NOCH3NH2+ 2HCHO + CH3COCH3（b）看成是曼尼希反应的产物）看成是曼尼希反应的产物第四节第四节 拆键的次序拆键的次序 当有一个以上的

24、键需要拆开时，不同的拆键次序当有一个以上的键需要拆开时，不同的拆键次序会产生不同的效果。会产生不同的效果。化合物CH3OOab7-甲氧基-1，2，3，4-四氢萘酮从从a处拆：处拆：CH3OOCH3O+ OOOAlCl3CH3OOCO2HZn-Hg, 浓HClCH3OCO2H(1) SOCl2,(2) AlCl3或无水HF路线合理，利用了CH3O-的邻、对位定位的功能。从从b处拆处拆CH3O+ OOOAlCl3CH3OOCO2H不合理1.在官能团处拆在官能团处拆 官能团是分子中最活跃的部位，也是键容易连接的官能团是分子中最活跃的部位，也是键容易连接的地方。地方。例例 合成合成CO2H -甲基对异

25、丁基苯乙酸分析：分析：CO2HFGIBrOHFGIFGIOOFGI+ COClAlCl3OOCOClAlCl3Zn-Hg, 浓HClCH3COCl(1) NaBH4(2) PBr3CO2HBr(1) Mg, Et2O(2) CO2(3)水解合成：合成：该例反应了多数情况下的做法，但不是唯一该例反应了多数情况下的做法，但不是唯一的做法。下例就是例外。的做法。下例就是例外。CH3COCH2CH2CO2H - 氧代戊酸CH3COCH2CO2C2H5NaOC2H5C2H5OHClCH2CO2C2H5CH3COCHCO2C2H5CH2CO2C2H5浓HCl100 CCH3COCH2CH2CO2H例例1

26、合成合成合成合成CH3COCH2CH2CH2CO2HCH3COCH2CH3COCH2CO2C2H5NaOC2H5C2H5OHCH3COCHCH2CH2CO2C2H5+ CH2CHCO2C2H5CO2C2H5H3O+CH3COCHCH2CH2CO2HCO2HCH2CH2CO2H + CO2例例2 合成合成合成合成上例说明，上例说明，对分子拆开部位的选择，实质上是由所用的对分子拆开部位的选择，实质上是由所用的合成方法决定的。合成方法决定的。2在链分支处先拆在链分支处先拆例例1 合成合成CH3CHCCH3CH2OHOHaC2H5b2-甲基-2-乙基丁二醇-1，3分析：分析：从从a、b两处可拆，要求这

27、两处的两处可拆，要求这两处的H具有不同于其他碳具有不同于其他碳上的上的H的活性。就要求对它们进行活化，的活性。就要求对它们进行活化，-CH(OH)和和-CH2OH都不具备这样的性能，于是回推它们的前体都不具备这样的性能，于是回推它们的前体 合成：合成：CH3COCH2CO2C2H5NaOC2H5C2H5BrCH3COCHCO2C2H5C2H5NaOC2H5CH3ICH3COCCO2C2H5CH3C2H5LiAlH4, 乙醚H2OCH3CHCCH3CH2OHOHC2H5此例说明，为进行合成设计，除需正确拆开分子的此例说明，为进行合成设计，除需正确拆开分子的本领外，还要有逻辑推理的能力。本领外，还

28、要有逻辑推理的能力。例例3合成合成CH3CH39,10- 二甲基十氢化萘分析：分析：CH3CH3CH3OCH3OOCH3OCH3+OCH3OCH3O 合成：合成：OLDA,THFCH3IOCH3O, NaOEtCH3OOCH3（1）NaOEt(2) -H2OCH3O(CH3)2CuLi , Et2OCH3CH3ON2H4, KOHCH3CH3例例3 合成合成HO甲基-1-环戊基乙基-4-甲基戊烯-3-甲基醇分析：分析：HOab在在a或或b处拆开，都最靠近官能团，但处拆开，都最靠近官能团，但a处处还最靠近链分支处，故选择在还最靠近链分支处，故选择在a处拆键。处拆键。 aOBrFGIBr+ OHO

29、CH3CHO + Br 合成：合成：BrCO2C2H5OC2H5ONaCO2C2H5O(1) OH-, H2O(2) H+ , OBr(1) Mg, Et2O(2) CH3CHOHOPBr3BrMg,Et2OBrMgHO3碳碳-杂原子键先拆杂原子键先拆碳与杂原子之间的键往往不及碳与碳之间的键牢固，碳与杂原子之间的键往往不及碳与碳之间的键牢固，合成时比较容易连接。合成时比较容易连接。在合成复杂分子时，碳与杂原在合成复杂分子时，碳与杂原子之间的键留在最后几步比较有利。子之间的键留在最后几步比较有利。避免这些键受到避免这些键受到早期反应的侵袭。另一方面又可选择温和反应条件，早期反应的侵袭。另一方面又

30、可选择温和反应条件，避免在后期反应中伤害引入的官能团。避免在后期反应中伤害引入的官能团。例例1合成：合成：O戊烯- 4-基苯基醚分析：分析：Oab 在在a处或处或b处拆开，都是拆开碳处拆开，都是拆开碳-杂原子键杂原子键。在在a处拆：处拆： OaX+ NaO位于芳环上的卤原子不够活泼，对置换反应不利。故应位于芳环上的卤原子不够活泼，对置换反应不利。故应在在b处拆：处拆：ObONa + BrBrFGIHOFGICC2H5O2BrCH3CO2C2H5 + 合成：合成：BrCH2(CO2C2H5)2NaOC2H5(C2H5O2C)2CH(1) H+/H2O (2)(3) C2H5OH/H+C2H5O2CHOLiAlH4BrPBr3ONaO例例2 合成：合成：NNOCH2PhH3- 乙基- 3- 苄氧丙基四氢吡咯基