第二章 含单官能团化合物的合成

第二章含单官能团化合物的合成1、简单醇的合成路线的设计2、由醇衍生的化合物合成路线的设计3、烯烃合成路线的设计4、芳香酮合成路线的设计5、官能团的保护与致活6、简单醛酮和羧酸的合成路线的设计7、指导优良切断的原则1、简单醇的切断简单醇的合成，首先是基于切断α，β键(通过异裂的方式)，得到两个合成子：

正离子部分的合成等效剂为醛酮，负离子部分的情况有下列三种：1）Y-为良好的负离子，如-CN、R-C≡C-

等。2）Y-为R-，较通常的情况下，R-的合成等效剂是RMgX和Rli。3）Y-为H-，其合成等效剂是NaBH4或LiAlH4。亦即用NaBH4或LiAlH4还原羰基化合物。[分析][合成]TM6的合成怎么样？[分析][合成]

下面这个醇通过切断α，β-键，没有一种切断能给出稳定的负离子，必须用RMgX或Rli作为合成等效剂。[分析][合成]试为TM8提出一个切断。[分析]很显然，选择b较为适宜，因为丙酮和卤代环己烷是容易得到或易制备的化合物。比较切断a和b,可以给我们一个启示：在分子的中央切断，可使逆推简化。优良切断原则：切断应倒退至可被接受的起始原料或易于制备的化合物为止。力求最大的简化---在分子中央切断。合成：TM9[分析]带羟基的碳上有一个氢，可考虑用羰基化合物的还原制得。[合成]两条合成路线都是适宜的。提示：

Diels-Alder反应的应用：每当想要制取一个在环内双键的远端至少有一个吸电子基(羰基、酯基、硝基、氰基等)的环己烯时，可考虑利用Diels-Alder反应。NaBH4与LiAlH4的区别：前者能还原醛酮，但不能还原酯，后者则几乎还原所有的羰基化合物。两者都不还原孤立的碳碳双键。

另一个可供选用的、合成通向具有两个等同R基的醇的方法是将这两个R基同时切断，得到1分子酯和2分子Grignard试剂。碳酸酯与Grognard试剂也能生成叔醇,相当于将三分子RMgX的烃基连在了同一个碳原子上。完成ＴＭ１０合成设计：

优良切断原则：利用分子的对称性TM10可作为香料，它的乙酸酯具有一种“幽谷风信子般的独特的飘香”。此醇具有两种切断方法。按照这两种切断法所作的合成均是成功的。

β-C上仅有一个取代基的一级醇，它可以按下列方法制备。将上述方法加以推广，可得切断：与上述切断相对应的合成反应是：此方法称为环氧化合物路线。其优点是：这一反应是立体专一的。碳负离子的进攻目标是环氧化物中连有取代基较少(亦即，空间位阻较小)的碳原子。不足之处是，一般仅限于单取代环氧化合物，取代基较多时，选择性就不可靠。用于香料的醇TM11的合成，可采用环氧化物路线。路线b在分子的中央切断，也能倒推到简单易得的原料，比较理想。[合成]

此外，醇的合成方法还有：烯烃的水合反应、烯烃经羟汞化-脱汞反应和烯烃的硼氢化-氧化反应。醇的合成方法归纳如下：2.由醇衍生的化合物在有机化合物之间的相互转化过程中，醇羟基是关键的官能团，它可以作为桥梁，通过FGI，转变为其它的官能团。

(1)酯逆推到醇[分析][合成](2)酮逆推到醇

TM13[分析]

[合成](3)卤代烃逆推到醇1979年，化学家为研究吸电子基团在SN1反应中所起的作用，特选择制备化合物TM14以供这一目的之用，试设计其合成路线。TM14[分析]

[合成](4)烯烃逆推到醇[分析]路线a不可行，依据Saytzeff规则，醇A脱水时得不到所要的产物。[合成](5)醚逆推到醇下列对称醚可以从对称的二醇A制得。A又可以从对称的酯B制得，后者是一个很易得到的化合物。[分析][合成]复习题复习题1：你如何合成TM17

复习题2下边这个古怪的分子被科里(Corey)用作合成美登木素(一种抗肿瘤药物)的中间体。TM18你如何合成它呢？复习题3合成TM193.烯烃的合成方法a醇脱水烯烃通常在酸性条件下(最普通的几种酸是H2SO4和H3PO4)由醇脱水而得。而醇则用惯常的方法制备。你如何合成TM20[分析]从战略上说，将-OH放在支化点上较好。b为无用的切断，因会产生[合成]

方法b.卤代烃脱卤化氢在战略上，此法与醇脱水基本相同，因为烷基卤通常是由醇制备的。方法c.借助Wittg反应合成烯烃以下列例子对有关知识点说明如下：制备Wittig试剂常用的碱为苯基锂、丁基锂、甲基锂、叔丁醇钾、氨基钠、乙醇钠等。如果使用的卤代烃分子中含有稳定碳负离子的基团，则可用Na2CO3、NH3等弱碱。此路线总的结果是通过三步反应由羰基化合物和卤代烃合成烯烃，生成的双键必定在所期望的地方。反应条件温和，产率较高。羰基化合物为链状或环状的脂肪族和芳香族醛酮，其中可含羟基、烷氧基、氨基、硝基、酯基、双键、叁键，卤代烃的α-碳上至少要有一个氢原子。借助Wittig反应切断分子可得到两组合成子(合成等效剂)。选择何种合成子，主要看试剂的来源、操作的烦简等，有时两者都是可行的。试设计TM21化合物的合成。[分析][合成]路线a也许会理想些，因为环己酮和碘甲烷较易得到。

TM21

如何制备TM22

[分析][合成]路线b的原料较易得到。

试设计TM23的合成路线。

[分析]

之所以选择上述合成子，是因为芳香酮可通过Friedel-Crafts酰基化反应制得。[合成]方法d.炔烃的还原例如：由小于或等于C2的有机化合物合成TM24

[分析][合成]4.芳香酮的合成芳香酮的合成主要通过Friedel-Crafts酰基化反应。

几点说明：如果X为硝基、氰基、酰基、酯基、磺酸基，则无反应(但是如果同时有强给电子基团存在，则能发生反应，进入的位置由给电子基团的定向位置来确定)。b)该反应可用于制备芳环上具有烷基侧链的化合物，并可由此生成的酮，再经Clemensen

还原反应或Kishner-Wolff-Huang-Minglong

还原反应制得。如何制备下列化合物

TM25例如：[分析]

[合成]邻苯二酚是易得的原料。TM26[分析]有两种可能的切断。

切断b是不行的，因为硝基是间位定位基，在任何情况下，硝基苯都不发生Friedel-Crafts酰基化反应。切断a是好的，因为甲氧基是比甲基更强的邻对位定位基。5．保护与致活保护(Protection)试设计TM27的合成路线[分析]

实际上这种切断是行不通的。因为原料分子中还含有酮基，它会与Grignard试剂反应。希望利用原料分子中两个官能团对Grignard试剂的活性差异来控制反应的进行而达到合成目的，也是行不通的，因为酮基比酯基对Grignard试剂活泼，Grignard试剂首先进攻酮基，生成不对头的产物。为了阻止这个反应，通过保护酮基方法，一般是借助生成环缩酮。

[合成]保护基必须满足下列条件：容易引入所要保护的分子中；它与被保护基形成的结构能够经受住所要发生反应所用的条件；它可以在不损及分子中的其余部分的条件下除去

例1．实现该的转化。

例2．试实现下列转换：

这里是保护酚羟基免受氧化。例3．试实现下列转化。

保护的目的是避免发生醇醛缩合反应。2）致活---乙酰乙酸乙酯合成法和丙二酸二乙酯合成法有时宁可不保护分子中的某一部位，而是活化另一部位更为好些。这是所谓的“活化导向”问题。

试设计TM28的合成路线。[分析]

[合成]

此反应的收率很低，究其原因，主要是还会发生如下反应：

解决这个困难的办法是设法使丙酮的两个甲基有显著的活性差异，假如我们在丙酮的一个甲基上引进一个酯基，这样就使所在碳上的氢有较大的活性。因而在合成时使用的是乙酰乙酸乙酯，亦即用乙酰乙酸乙酯作为丙酮的合成等价物。任务完成后，将乙酯基水解成羧基。再利用β-酮酸易于脱羧的特性，将导向基去掉。

此即乙酰乙酸乙酯合成法(即EAA合成法)。它可用来合成各种类型的甲基酮。

合成TM29

[合成]

[分析]

试设计TM30的合成路线。[分析]

从第二次烃基化的空间位阻考虑，先引入小基团，再引入大基团比较有利。[合成]

试设计TM31的合成路线。

[合成][分析]此类合成的限制与SN2反应的一些限制是相类同的，如卤代烃不能为3οRX、芳卤和乙烯型卤代烃。亦即EAA合成法不能用于合成

、和等化合物和乙酰乙酸乙酯合成法相比较，在丙二酸二乙酯合成法(DEM)中，CH2(CO2Et)2是乙酸的合成等价物。如何制备TM32[分析][合成]丙二酸二乙酯合成法主要用于合成取代乙酸。6.简单醛酮和羧酸的合成醛的合成1）Rosenmund罗森孟德酰氯类还原法或用LiALH(OBu-t)还原酰氯。2）Gattermann-Koch反应盖特曼－科赫酮的合成1）由仲醇氧化2）有机镉试剂与酰氯反应3）Friedel-Crafts酰基化反应(芳香酮的合成)羧酸的合成1）伯醇及醛的的氧化2）RCN水解法3）Grignard试剂与二氧化碳反应

合成TM35

[分析]路线a的仲卤代烃在–CN作用下易发生消除反应，不理想。路线c和b是可行的，而且都可返回到同样的起始原料。合成TM38

由卤代烃转变为增加一个碳原子的羧酸，可用腈化合物水解法和Grignard试剂法。所给卤代烃虽然为伯卤代烃，但由于β-C上有两个支链，CNˉ与其发生SN2反应位阻大，效果不好。由于卤代烃分子中含有羰基，格氏试剂会与羰基发生作用，因此，只有将羰基保护起来，才能利用格氏试剂法。官能团的添加(FGA)

所谓FGA，就是在分析过程中，为了能将分子切断，特意加入一个官能团。在合成过程中，将要除去这个官能团。最明显的应用之处是烃类的合成，它们没有官能团，故必须进行FGA，然后才能进行可能的切断。TM39[分析][合成]合成TM40[分析][