b第二章掌握反应为路线设计打下基础解析.ppt

1、第二章掌握反应-为路径设置修订奠定基础，第一节反应运用成功的实例是掌握反应取得多少胜利，关键是如何运用。 比尔什塔尔环辛基四烯l，3，5，7的合成，提供了使应用反应成功的实例的1911年，比尔什塔尔首先合成的步骤多，原料高，收率低. 1948年，莱比(Reppe，w )便宜比尔斯标题最初考虑的问题是以假石榴碱为起始原料，因为它拥有环辛基四烯所必需的八碳原子环。 从假石榴碱中合成环辛烷四烯需要完成两个转化。 也就是说，完成两个这些个的转换有两种方法。 1 .第一，分别实现两种转变。 2 .另一种方法是两种转移一起进行。 即，在同一反应中，需要CO (或CN )键的切断和双键的形成。 为了实现这些

2、个的变化，比尔标题使用了以下2个反应：为了实现这2个反应，比尔标题设置了如下路径：比尔标题的技术利用必要化学基的除去和导入一起进行。 但是，作用的结果引入的化学基还很少一个。 维尔什标题运用的“进行退却”、“试图进步”的手段.莱默(Reimer，K.L.)-蒂曼(Tiemann，J.K.F )反应。 很有规律地反应得到反常的产物-达到正常的目的-导入甲基化学基的“有自信心”。 第二节反应的学习，为了使反应的运用具有“自信心”，需要对反应有深入的理解。 据1978年报道，研究发现的有机反应数在3000以上，有普遍应用价值的有200多个。 新的反应还在创造中。 学习反应的任务很难。 学习反应可以抽

3、象化为(1)范围和限度分为2个的共同点。 有能做的事，必有不能做的事。 反应中出现的，有一定的应用范围和适用限度，只要认识清楚，就可以使用其所长来避免它。 (2)历史这是对反应本质的认识。 (3)大多数副反应有机化合物在通过共价键结合的分子中缺乏明显的电中心。 另外，分子相对较大且攻击选择性差会形成反应的多向性，即副反应。 要求能预见合成时在云同步中产生的主要副产物。 (4)在相关反应如曼尼希反应中，经常使用甲醛，但有时也使用苯乙醛、苯乙醛、苯甲醛。 (5)在合成中的应用这说明了在反应生成物的合成中的应用。 例如，可以利用马尼希反应(氨基甲基化)生成物的分解来制备乙烯性化合物。 (6)其他合成

4、方法1种化合物通常有多种合成方法。 不同的方法有不同的特点，可以选择使用。 (7)实验指导的详细实验操作方法，在进行实际操作之前可以调查。 在学习反应时，只需粗略地知道其实现的条件，在设定、修正路径时，就能够根据当时的具体条件来决定是否能够采用反应。 反应的应用范围和适用限度是最重要的，(1)合成具有一种以上官能化学基的化合物时，经常遇到原官能化学基是否干扰作用到后来导入其他官能化学基的反应，如果有干扰作用应该如何排除的问题。 对羟基苯甲醛的合成需要知道环上有醛化学基，以及用重氮盐水解作用的方法导入羟基化学基是否会妨碍醛化学基的存在。当对羟基苯甲醛的制法确认环上存在醛化学基时，用乙酰化学基进行

5、保护，以防止氯霉素生产中的氨基化学基合成甲氧苄啶时，分子中存在的脂氨基化学基在芳基氨基化学基(硝基还原引起)的重氮化时被破坏。 此时之所以不能用二氯乙酰化学基保护，是因为其中的氯元素在之后的催化氢化中被还原(氢分解)。 (2)反应的适用范围和适用限度不一定，可能随着科学的进步而变化。 例如，一般认为在马尼希反应中不能使用芳基胺作为氨基化成分，但之后研究成功，如果在室温下使芳基胺盐酸盐和甲醛、烷基芳基酮在HCl (瓦斯气体)-EtoH溶液中作用，则生成芳基氨基酮。 (3)在调查反应的应用范围和适用限度的时候，不仅要留心得到的结论，作为结论依据的事实是否是一盏茶。 这也适用于研究其他领域的资料。

6、历史上根据的事实不一盏茶，有得出错误结论的教训。 1936年，mcfadyen(js )和Stevens (ts )发现醛是从1 -酰基-2-苯磺酰水合肼中碱分解得到的：假装，他们创造了一种将羧酸转化为醛的新方法： 他们的结论是，用本法制造芳香醛一般收率好，但用本法制造脂肪醛却完全失败。 他们确实没能成功地用本方法制造出含氢的甲醛，但因为他们没有尝试制造出不含氢的甲醛，所以他们的结论根据并不是一盏茶。 但是，在此后的二十三年五载间，这个结论被多次引用，没有人指出问题点。 相反，也有人试图从理论上给出这个结论来进行说明。 在1961年(从1936年开始的第25年)，这个结论被指出是一盏茶的事实上

7、的没边儿，用这个方法制造了以下2种醛。 1 .由于均没有-氢原子，在热的碱条件下不发生羟醛缩合反应2 .由于这些羰基化学基受到空间阻碍，对科尼查洛反应的破坏作用延迟。 本法适用于脂醛的制备，被证实至少含有-四级碳原子的醛。 含氢磷脂珠因用本法制造而失败，是生成后在反应条件下变得不稳定而被破坏的结果。 辩证法观点是学习反应的关键。 (1)在辩证唯物论中，内因是变化的依据，外因是变化的条件。 有机化合物的性质取决于其分子结构。 留心掌握发生结构性反应的要求，也就是事物变化的内因实质。 例如在羟醛缩合反应的学习中，从通过2分子的正水冷机缩合生成-乙基-羟基苯甲醛的例子来看，本类型的反应的结构上的要求

8、是，从一分子的醛供给羰基化学基，从另一分子的醛供给活性-氢原子。 抓住这一特征可以扩大对这种反应的认识，发现本类型的反应也可能发生在一分子羰基化合物和另一分子含活性氢的非羰基化合物之间。 例如，二分子中不含氢的三甲基苯乙醛也可以预想不发生本反应。 观察反应前后结构变化的细节有助于增加推回能力。 例如，在格列奈尔(Grignard，v.)试剂和酮作用下合成叔丁醇的反应，应注意生成物醇羟基化学基存在的碳反应前由酮供给。 用图解的方法，可以迅速知道可以从生成物中选择的3组作用物。 例如：内因是决定的因素，外因也不能忽视。 因为没有发生变化的条件，所以反应还没有发生。 特别是有机反应的多向性，外界条件

9、(反应的温度、压力、催化剂等)对反应方向有很大影响。 例如，以活性氧化铝为催化剂，乙醇在260脱水为醚，但是在350360脱水为乙烯。 因此，学习有机反应时，不能忽视它发生的必要条件。 否则，所学的知识只有“纸上谈兵”。 (2)新反应的发现多为旧反应的诱导发展。事物在发展地变化，不断地推出新的东西。 新反应的创立，不能受旧反应的影响，也不能由旧反应引起。 应该把它们联系起来，这样得到的知识不会单方面、孤立。 例如，合理的联想在科学研究中非常珍贵，正如麦克夫伊季山和史蒂文斯两人所说，制造他们创造的醛的新方法(1936年)接受埃什卡雷斯(Escales )的下一个反应(1936年)。 强弱是相对的

10、。 例如，为了制备被n取代的酰胺，用酰氯将伯胺(仲胺)酰化时，由于反应生成的氯化氢与最终反应的胺形成盐，结果酰化无法完全进行。 将胺溶解于过剩的吡啶中，再加入酰氯，用吡啶中和反应生成的氯化氢，改善了完全进行酰化。 从斗争的角度来看，胺呈双面作战的势头。 吡啶不能被叔胺酰化，只能作用于氯化氢，在一面战斗，完全排除胺作用于氯化氢。 (4)学习的目的是为了应用。 我们平时学习的是有机反应的方法，但不能直接应用意识。 例如，在曼尼希反应学习中，我们只学习C6H5COCH3 CH2O (CH3)2NH以产生C 6H5COCH2CH2N(CH3)2，而一头地进而学习目标分子则不能通过以下分解方法。 由苯乙

11、酮、甲醛、二一甲胺合成。 在实际的合成问题中，首先要解决目标分子应该用什么样的原料合成，以及应该在什么样的具体条件下进行。 也就是说，首先要解决的问题是目标分子是如何分解，然后是如何合成的。 但是，在通常的学习中，只是如何合成，并没有提及在此之上如何分解。 甲基氯代酸的合成、乌尔曼的合成法：甲基氯代酸在结构上是N-苯基邻氨基苯甲酸的诱导体，研究能否用合成N-苯基邻氨基苯甲酸的乌尔曼(Ullmann，f，)法合成。 通过分析反应的历史作出初步判断。 邻氯苯甲酸的氯元素原子发生的亲核取代反应反应。 芳胺的氮原子的活性度取决于其盐化学基性强度。 芳香环中存在吸电子化学基时，反应的进行受到抑制。 既然

12、甲基氯化物的苯胺化学基环上不存在吸电子化学基，就决定用乌尔曼的方法构成分子骨架。 (1)原化学基不能将硝基化学基放入氯元素原子的奥尔特位或甲基化学基的间位，(2)为了将硝基化学基放入甲基化学基的间位，位于甲基化学基的对位的氯原子，其前身必须是强的邻对位基，而将硝基放入甲基的间位它的前身是氨基化学基，但硝化时以乙酰胺化学基形式存在。 也就是说，合成时应该以对甲苯胺为起始原料。 这种合成法有将第2个氯元素原子氯元素化后导入，生成2种生成物的缺点，但合成时需要的物质正好相对生产率低。 整个合成途径如下：2发明新试剂，分析反应历史，有助于发明能达到相同目的的新试剂。 拜耳注音字联赛(Baeyer-Vi

13、lliger )反应体系在含氧酸将酮氧化成酯类化合物。 反应的履历是酮被酯类化合物氧化的履历：亲核性的氧攻击羰基亲电性的碳，质子有促进作用。 亲核试剂通过在亲核的氧原子上连结可脱离的化学基(作为-O-CO-R脱离)而构成。 分离出离去基团后，由于电子的移动，烷基化学基移动，生成反应生成物。 从这个分析中可以找到能达到同样目的的其他试剂。 例如，过氧化物-O-OH是不含可脱离化学基(以-OH的形式脱离)的亲核试剂，根据刘易斯酸(Lewis Acid )、例如BF3，能够极化羰基化学基，能够容易地断言BF3/H2O2是一个1962年麦克卢尔(McClu re，JD )和威廉斯(Williams，P

14、H )报道，90个过氧化氢三氟化硼醚配合物中的溶液是一种新的氟化剂，在室温下能够将简单的脂酮迅速氧化为酯类化合物，收率良好。 新试剂的发明意味着新反应的创立。 创造性思维和合理联想是产生新反应的来源。 深入研究化合物的性质也是产生新反应的来源。 第四节反应的整理、有机反应多，进行合成是好事，但如果不进行系统的整理，“多”会变成“乱”，使用时会变成“不合适”。 因此，必须整理反应，问题是用什么方法整理。 明确整理的目的是为了方便使用。 多数有机分子的合成可以解析为构成分子的骨架(主要是碳骨架)和向分子导入、转换、除去官能化学基这两个变化。 即，合成反应被两种大种类的：碳-碳键反应(用于构成分子骨

15、架)官能团的反应所分类。 例1合成聚苯乙烯环氧丁烷，解：合成时，首先构成分子骨架，去除其上的官能化学基的合成有双重任务，必须同时构成分子骨架和分子中的官能化学基。 最好将这两个塔斯克结合起来执行。 例2合成2-甲基苯基丙醇，本例中为乙烯键形式的，具有-不饱和酯类化合物，可将由格式试剂和Cu组成的苯基铜与共轭类加成1，4 -，形成分子骨架。 另一方面，也是靶分子中羟基化学基的前身。 反应分为两大类后，进一步分为以下几类。 (1)骨架变化的反应链的成长、链的缩短、链的分支、链的重新排列环的形成、环的开口环的扩大、环的缩小、环的重新排列(2)官能化学基变化的反应官能化学基的导入官能化学基的转换官能化学基的除去。 用上述方法分类反应有实用的优点，但也有反应的本质不足的意思。 有的根据反应的历史进行分类。 例如，属于以负碳络离子(-CN，HCC-)为亲核试剂的置换反应，因此可归纳。 如果对反应有本质的认识，合成工作就会变得主动。 但如果反转r的极性，则原来RX和羰基化学基不能反应的情况可以扭转，把握基本规律可以预见合成，规律的整理可以更好地发挥主观能动作用。 例如，一元醇脱水时，羟基化学基主要利用邻接的含有氢的少碳上的氢和脱水的化合物的特性来帮助设计，化合物的性质原则上可以用于合成，但在实际的工作中发现，其中有特别有用的性质，并