有机合成课件-Chapter分子的拆开

1、Chaper 3 分子(fnz)的拆开1共八十七页2本章(bn zhn)教学计划3.1 优先考虑骨架的形成3.2 分子的拆开法和注意点3.3 醇的拆开3.4 羟基(qingj)羰基化合物和 ,不饱和羰基化合物的拆开3.5 1,3二羰基化合物的拆开3.6 1,5二羰基化合物的拆开3.7 羟基羰基化合物的拆开3.8 1,4和1,6二羰基化合物的拆开3.9 内酯的合成 共八十七页例如：碎片中需要有卤素基存在。又如： 碎片中都需要有羰基和-氢原子存在。因此，在考虑(kol)骨架形成必须同时考虑(kol)官能团的变化。3.1 优先考虑骨架(gji)的形成骨架是梁，官能团是料考虑骨架形成时必须考虑官能团的

2、变化3共八十七页所谓正确运用拆开法是指能够正确选择要切断的价键，这决不能 “乱点鸳鸯谱”，任意拆开，这是因为回推时的“拆”，是为了合成时的 “连”， “拆”是手段，“合” 是目的，因此在下手 “拆” 之前必须 “胸有成竹”，就是有能使碎片连得上的本领，才可以下在此拆开的决心，为此(wi c)要学 “拆” ，必须先学 “合”，能 “合” 才能 “拆”，这正是 “解铃还须系铃人” 。 3.2 分子的拆开(chi ki)法和注意点4共八十七页 一个合成反应应该如何才能用于分子的拆开呢？最重要的是抓住反应的基本特征，即反应前后分子结构的变化，掌握了这点，就可以(ky)用于拆开。例如: 要充分理解 Di

3、els-Alder反应的作用原理与规则，才能将下述目标物拆开。 3.2 分子的拆开(chi ki)法和注意点5共八十七页1. 在不同部位将分子拆开，最大可能的简化：分子拆开部位的选择是否合适，对合成的成败(chngbi)有着决定性的影响。 因此，必须尝试在不同部位将分子拆开，以便能从中选出最合理的合成路线。 b优于a 3.2 分子的拆开(chi ki)法和注意点6共八十七页2. 考虑问题要全面，要具有合理的反应机理： 在判断分子的拆开部位时，考虑问题要全面。例如，要考虑如何减少，甚至避免可能(knng)发生的副反应。目标分子的切断部位就是合成时要连接的部位，也就是说：拆分了今后要用较好的反应将

4、其连接起来。b优于a 3.2 分子(fnz)的拆开法和注意点7共八十七页 3. 要在回推的适当阶段将分子拆开 为什么要提出在适当阶段呢？这是因为有的目标分子并不是直接由碎片构成，碎片构成的只是它的前身，而这个前身在形成后，又经历了包括分子骨架的各种( zhn)变化才能成为目标分子。 4. 加入基团帮助拆开5. 碳杂原子键先拆 3.2 分子的拆开(chi ki)法和注意点8共八十七页3.3 醇的拆开(chi ki)醇的羟基是合成中关键官能团醇是连接烃类化合物如烯烃、炔烃、卤代烃等与醛、酮、羧酸以及衍生物等羰基(tn j)化合物的桥梁9共八十七页羟基羰基化合物可用羟醛缩合反应来制备(zhbi)：氢

5、原子的醛、酮，在稀酸或稀碱的催化下，缩合成羟基醛、酮。稀酸催化机理：3.4 -羟基(qingj)羰基化合物的拆开10共八十七页Examples3.4 -羟基羰基(tn j)化合物的拆开11共八十七页羟基(qingj)醛、酮脱水得到，不饱和醛、酮的切断。, 不饱和羰基(tn j)化合物的拆开12共八十七页通过(tnggu)分子内的羟醛缩合的方法环状，不饱和酮五员、六员环酮更容易形成温和条件下（通常(tngchng)是碱），羟醛缩合产生醇，在较激烈的反应条件下（酸或碱）则产生烯酮, 不饱和羰基化合物的拆开13共八十七页克莱森史密特（Claisen-Schmidt）反应(fnyng)?,-不饱和羰基

6、(tn j)化合物的拆开14共八十七页具有相当(xingdng)丙二酸反应性的亚甲基化合物的反应Why can the strong bases not be used?, 不饱和羰基(tn j)化合物的拆开15共八十七页其它使氢活化的方法(fngf)（含其它强吸电子基团）, 不饱和羰基(tn j)化合物的拆开16共八十七页3.51,3二羰基(tn j)化合物的切断相同酯间的缩合(suh)酯的分子内的缩合不同酯间的缩合酮与酯缩合酯与RCN的缩合17共八十七页1. 相同(xin tn)酯间的缩合2. 酯的分子(fnz)内的缩合（Dieckmann Condensation）3.51,3二羰基化合

7、物的切断18共八十七页. 不同(b tn)酯间的缩合两个(lin )不同的酯都有氢，自缩合和交差缩合导致种产物，在合成上意义不大一个酯有-氢，另一个没有-氢3.5 1,3二羰基化合物的切断19共八十七页草酰乙酯受热，放除CO (脱去羧基)的特性在合成(hchng)上有用.可以制备不能由丙二酸酯烃化得到的一系列丙二酸类化合物.3.51,3二羰基(tn j)化合物的切断20共八十七页Example A3.51,3二羰基(tn j)化合物的切断21共八十七页Example B3.51,3二羰基(tn j)化合物的切断22共八十七页Example C3.51,3二羰基(tn j)化合物的切断23共八十

8、七页. 酮与酯缩合(suh)许多(xdu)酮可用酯酰化为二酮或酮醛CH3COCH2R型的酮中， 甲基可被甲酸酯以外的所有酯优先酰化，甲酸酯则主要酰化亚甲基。24共八十七页白屈菜酸的合成(hchng)25共八十七页Synthetic Route26共八十七页某些可能的负离子片段的相对(xingdu)稳定性可以用来指导进行切断3.51,3二羰基(tn j)化合物的切断27共八十七页各种各样( zhn yn)的甲基酮可以用甲酸酯和醇钠加以酰化，产物理应为酮醛，但它们与羟亚甲基酮成为互变异构体，并几乎完全以后一种形式存在。28共八十七页Example: 3-甲基色酮的合成(hchng)29共八十七页.

9、 酯与的缩合(suh)：生成Ketonitrile传统方法，-苯基乙酸乙酯不能由乙酰乙酸乙酯苯化得到(d do),现代呢？Example 13.51,3二羰基化合物的切断30共八十七页3.51,3二羰基(tn j)化合物的切断31共八十七页Example Example 32共八十七页Example 33共八十七页3.6 1,5二羰基(tn j)化合物的切断迈克尔加成（Michael Addition）曼尼希反应(fnyng)（Manich Reaction）34共八十七页. 迈克尔加成（Michael Addition）含有(hn yu)活性氢的化合物在,-不饱和羰基化合物上进行共轭加成3.

10、6 1,5二羰基(tn j)化合物的切断35共八十七页催化剂: 碱 (胺、醇钠、氢氧化钠(qn yn hu n)等）提供活性氢的化合物：丙二酸酯、氰乙酸酯、乙酰乙酸乙酯、二元羧酸酯、酮、硝基、腈、砜,-不饱和羰基化合物： ,-不饱和醛、酮酯以及,-不饱和腈、硝基、砜3.6 1,5二羰基(tn j)化合物的切断36共八十七页Michael Addition Mechanism37共八十七页，二羰基化合物: 两个(lin )中间键之一进行切断有时切断(qi dun)中只有一种是可能的38共八十七页Which one is better?有时我们必须(bx)在两种机理中选择合理的切断39共八十七页逆

11、合成(hchng)分析：3.6 1,5二羰基(tn j)化合物的切断40共八十七页哪一种(y zhn)占主体？合成(hchng)路线：3.6 1,5二羰基化合物的切断41共八十七页逆合成(hchng)分析：3.6 1,5二羰基(tn j)化合物的切断42共八十七页含有(hn yu)活性氢的化合物与甲醛和脂肪族仲胺或伯胺缩合，导致其活泼氢原子被取代或未被取代的氨甲基的置换反应。Example 1. 曼尼希反应(fnyng)（Manich Reaction）3.6 1,5二羰基化合物的切断43共八十七页Example 2Example 33.6 1,5二羰基(tn j)化合物的切断44共八十七页3

12、.7 羟基羰基(tn j)化合物的切断羟基(qingj)酸的切断羟基酮的切断，二醇的切断45共八十七页. 羟基(qingj)酸的切断基本方法(fngf)： 羟基酸最好以一个醛和来制取。3.7 羟基羰基化合物的切断46共八十七页逆合成(hchng)分析：3.7 羟基(qingj)羰基化合物的切断47共八十七页合成(hchng)路线：3.7 羟基(qingj)羰基化合物的切断48共八十七页逆合成(hchng)分析：3.7 羟基(qingj)羰基化合物的切断49共八十七页合成(hchng)路线：3.7 羟基(qingj)羰基化合物的切断50共八十七页应用(yngyng)于氨基酸的合成：3.7 羟基羰

13、基(tn j)化合物的切断51共八十七页安息香缩合反应(fnyng)：苯偶姻（Benzoin）的合成3.7 羟基羰基(tn j)化合物的切断52共八十七页应用(yngyng)例子：3.7 羟基(qingj)羰基化合物的切断53共八十七页. 羟基(qingj)酮的切断54共八十七页Example 1Example 255共八十七页3. ，二醇的切断(qi dun),二醇最好的方法是将烯烃用如OsO4, KMnO4等进行羟基化反应(fnyng)。烯烃可以用反应制得。3.7 羟基羰基化合物的切断56共八十七页Example 13.7 羟基羰基(tn j)化合物的切断57共八十七页Example 23

14、.7 羟基(qingj)羰基化合物的切断58共八十七页对称(duchn)二醇可由游离基反应制取3.7 羟基(qingj)羰基化合物的切断59共八十七页酮醇缩合：二酯的分子(fnz)内反应生成，二氧化的碳架。3.7 羟基羰基(tn j)化合物的切断60共八十七页Example 1:3.8 1,4二羰基(tn j)化合物的切断61共八十七页Example 2:?3.8 1,4二羰基(tn j)化合物的切断62共八十七页机理(j l)：3.8 1,4二羰基(tn j)化合物的切断63共八十七页解决办法：采用某些方法使得酮在起始的缩合反应中扮演亲核试剂的角色(ju s)。一个有效办法就是将其变成烯胺3

15、.8 1,4二羰基(tn j)化合物的切断64共八十七页烯胺进攻(jngng)活泼的羰基卤代物，而不是羰基本身。3.8 1,4二羰基(tn j)化合物的切断65共八十七页羟基羰基(tn j)化合物的切断Example 1:逆合成(hchng)：3.8 1,4二羰基化合物的切断66共八十七页合成(hchng)路线：3.8 1,4二羰基(tn j)化合物的切断67共八十七页逆合成(hchng)：Example :3.8 1,4二羰基(tn j)化合物的切断68共八十七页合成(hchng)路线：3.8 1,4二羰基(tn j)化合物的切断69共八十七页逆合成(hchng)：Example :3.8

16、1,4二羰基(tn j)化合物的切断70共八十七页合成(hchng)路线：3.8 1,4二羰基(tn j)化合物的切断71共八十七页，二羰基(tn j)化合物的切断利用(lyng)环己烯断键成二酮Birch还原72共八十七页利用(lyng)环己烯断键成二酮73共八十七页Example 1:逆合成(hchng)分析：74共八十七页合成(hchng)路线：75共八十七页Example 2:逆合成(hchng)分析：76共八十七页合成(hchng)路线：77共八十七页用钠或锂在液氨的溶液来部分还原芳香环。吸电子取代(qdi)基留在饱和碳上，而供电子取代(qdi)基留在不饱和碳。Birch还原(hun yun)78共八十七页Example:逆合成(hchng)分析：79共八十七页合成(hchng)路线：80共八十七页3.9 内酯的合成(hchng)Example 1:逆合成(hchng)分析：81共八十七页合成路线(lxin)：弱碱避免Cannizaro reaction82共八十七页Example 2:逆合成(hchng)分析：83共八十七页合成(hchng)路线：84共八十七页Woodward合成(hchng)四环素逆合成(hchng)分析：85共八十七页?86共八十七页内容摘要Chaper 3 分子的拆开。3.2 分子的拆开法和注意点。3.6 1,5二羰基化合物