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优选芳香族化合物的合成法


(8)
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实际合成时NH2这一步氯代时要用酰基保护一 下,以防止多氯代:
HNO3 H2SO4
NO2
i. H2/Pd/C ii. Ac2O
NHAc
i. Cl2 ii. HCl(aq)
NH2 Cl
i. NaNO2/HCl ii. CuCN
CN Cl
NaOH(aq)
COOH Cl
TM(8)
9
卤代甲苯的合成是十分常见的。以邻溴甲苯(9) 的合成为例加以说明。
化合物(14)是用作抗疟疾药试验的化合物。 最好的做法是以苯乙醚为起始物。分析如下:
OEt
OEt
OEt
OEt
OEt
Cl a
b Cl b
a NO2 (14)
NO2
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合成如下:
OEt HNO3
OEt HCHO/HCl ZnCl2
NO2
OEt
Cl TM(14) 75%
NO2
再如由苯合成1-(4-氯苯基)丙烯(15)。
SH
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萘在进行卤代(及硝化)时,几乎完全进入α位,若让它进入β-位就必须采用间接的过程。 例如(10)的合成如下:
H2SO4(C) 160°C
SO3H i. NaHSO3 ii. NaOH(s)/
OH(NH4)2SO3(aq) 150°C 加压
NH2 i. HNO2 ii. CuBr
Br TM(10)
萘氯代时用苯为溶剂,I2作催化剂;如果进行 溴代,一般用CCl4作溶剂,不需催化剂。
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准则3 如在合成中需要进行FGI,那么它很 可能会改变原基团的定位效应,因此,另一 个取代基可能应在FGI之前或之后引入。
常见的例子有: 邻、对位定位的Me→间位定位的COOH 邻、对位定位的Me→间位定位的CCl3/CF3 间位定位的NO2→邻、对位定位的NH2
CHO i. HNO3,H2SO4
ii. Fe/HCl
CHO
iii. HNO2
KI
I
CHO
CHO
CHO
i. NaBF4 ii. SchiemFann CHO CuX
N2+ CuCN
CHO
PhH HO-
S KSCOEt Gomberg
-Bachmann CHO
X(Br, Cl) CN Sandmeyer
OH
CO2H 水杨酸(水杨醛)
NH2
CO2H 邻氨基苯甲酸
CH3
H3C
CH3
均三甲苯
O
OH
CH3
O
联苯
O 邻苯二甲酸酐
OH 二苯酚
OH 甲酚混合物
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选择常用的试剂完成(13)的合成:
O
O
NH
O
合成如下:
O O+ O
O
AlCl3
(13)
O CO2H
Zn-Hg HCl
CO2H
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准则7 要注意试剂的选择性或使用范围。例如 苯甲醛硝化时只生成50%的间硝基苯甲醛,因 为硝基会将CHO氧化成COOH。这类问题可 采用迂回的方式:用苯甲酸进行硝化,而后再 将羧基还原为醛基。
14COOH H3PO2
N2+ NO2
14COOH TM(3)
NO2
2
准则2 如有选择余地时,可以最先切断吸电子 性最强的基团(也就是说这个基团将最后引 入)。这种基团有致钝性,它的存在将影响其 它基团的引入。 如合成麝香(4)的合成 :
O2N
NO2 OMe
(4)
OMe
OMe
3
再如由萘合成1-氯-4-硝基萘(5),关键是两 个取代基的引入先后顺序。过程如下:
CH3 i. 硝化 ii. 分离
CH3 NO2 i. Fe/HCl ii. HNO2
CH3N2+ i. CuBr ii. HCHO
CH3 Br
TM(9)
问题:i. 邻位体还可以怎样合成? ii. 对位体如何合成? iii. 氯化物也可仿照如上的过程合成。
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通过重氮盐可以合成多种化合物,如下所示:
CH3 i. HNO3/H2SO4 ii. Fe/HCl
iii. Ac2O
CH3 HNO3(e)
CH3
NHAc
O2N
NO2
NHAc
i. HO-
CH3
COCl
ii. HNO2
i. KMnO4
iii.HCHO O2N
NO2 ii. SOCl2 O2N
NO2
TM(12)
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准则6 找出难引入的取代基。这时选择含有这 种取代基的原料为起始物,这往往是上策。 OH和OR便是实例。这类可供选择的原料包括:
CH3 Br H2O(g)
SO3H
SO3H
再如由苯酚合成2,6-二氯苯酚(16):
CH3 Br
OH
H2SO4 100°C
OH
OH
OH
Cl2/H2O Cl
Cl H2O(g) Cl
CH2CH2CH3
Cl2 Fe
CH2CH2CH3 NBS
Cl
CHBrCH2CH3 KOH EtOH
Cl
CH=CHCH3 TM(15)
Cl
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准则8 若涉及邻、对位取代时(如甲苯的溴 代),一个可采用的避免分离(分离增加了步 骤,是要损失产率的!)的策略就是占位:
CH3
H2SO4
CH3 Br2/Fe
5
化合物(6)的合成涉及到甲基的氯代和环上 的氯代,这就有先后顺序和官能团转化的问题:
Cl
Cl3C (6)
H3C
Cl H3C
文献报道的合成产率还很不错,但一般却不能 这样引入甲基邻、对位的氯或溴,因为二者的 沸点相近难以分离,需采用后面的苯(7)。
注意两点:一是溴的引入方式;二是三个 碳以上直链的引入方法,即酰基化后经 Clemmensen还原。合成过程如下:
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准则5 万不得已时,“卸磨杀驴”的做法可用
于某些诸如引入两个互处间位的邻、对位基的
问题。做法是先引入一个“作幌子的”氨基以
建立起所需要的关系,随后再用重氮化、还原
来除去氨基:
R
R
R
NO2
NH2
R
R
i. HNO2
R' ii. H3PO2
R'
NH2
13
再如由甲苯合成3,5-二硝基苯甲酰氯(12)(以 及3,5-二卤代苯甲酸、酯等羧酸衍生物)。
丙酰氯 AlCl3
COCH2CH3 Br2/Fe
COCH2CH3
Zn-Hg
Br
HCl
CH2CH2CH3 Br TM(7)
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准则4 许多基团可通过重氮盐引入。在胺阶段引 入其它可能的基团是有好处的,因为它是强活化 的邻、对位定位基。再如化合物(8)的合成。
COOH CN
NH2
NH2
NO2
Cl
Cl
Cl
优选芳香族化合物的合成法
再一个例子是由标记的苯甲酸合成标记的对硝基 苯甲酸(TM3)。
14COOH
HNO3 H2SO4
14COOH Fe
NO2 HCl
14COOH Ac2O
NH2
14COOH NHAc
14COOH
NaOH NHAc H2O NO2
14COOH
NaNO2/HCl NH2 0-5°C NO2
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