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第二章 有机合成基本知识(2)

(注:反式消除)
Cl
(22)
Cl
(CH3)3C-CHCH3
OH
H2SO4
(23)
C6H5-CH-CH-C 6H5
OH OH
O
H+
(24)
CH3CCH3
+
HOCH2CH2OH
TsOH
O
(25) 2 CH
3CCH3 +
O
HC
CH
1.NaNH 2 2. H2O
(26)
CH3CH CH-C-CH 3
O
CH3Li
H2SO4/H2O
HO(CH2)6CH2Cl + [(CH3)2CH]2NH
2、烯丙基化合物和烷基芳烃的α-卤代
• 烯丙位和苄位氢的活性较高,在高温、光照或自由基 引发剂的存在下容易发生卤代反应。常用的氮化试剂 O 是NBS。如: O
RCH2CH CH2
+
N O
NBS
Br
RCHCH Br
CH2
+
NH O
HC
NH3(l)
2C2H5Br
(10)
CH2
C
CH3
CH CH2
CHO

+ HCl
(11)
+
(12)
△ +
O
CHO
CH3
(13) + H2SO4 回流 NaOH(固) 熔融 H3O+ Cl 2,Fe
(14)
+ CH
3CH2Cl
AlCl3
Zn-Hg 浓HCl
Br2/hν
H2O
(15)H3C
+ CH2O +HCl
H3C
O O
CH3

H3C
S
CH3
(87%)
1,4-二羰基化合物在浓硫酸等脱水剂的作用下可 生成相应的呋喃衍生物。
2、Konorr合成法
α-氨基酮与含活泼亚甲的酮反应生吡咯衍生物的反 应,是合成吡咯衍生物的一种重要反应。
R O
+ 2.-H2O
R3
1.H
+
R1 R2
R3 R4
R
NHR
O
R4
N
(R=H,烷基,芳基; R3为吸电子基团)
第二章 有机合成的基础知识(2)
2.2.5 杂环的形成
主要了解常见的呋喃、吡咯和噻吩及其衍生物的 合成方法。 一、含一个杂原子的五元杂环化合物的合成 1、Paal-Konorr合成法 1,4-二羰基化合物与适当的试剂作用生成呋喃、吡咯和噻 吩及其衍生物的反应称为Paal-Konorr合成法。是制备 单杂原子五元杂环化合物的重要方法。如: 1,4-二羰基化合物在酸催化下脱水环化生成呋喃及其衍 生物。 ZnCl

Zn/H 2O
(4)
H3CCH2C CHCH2CH3
CH3
+ O3
LiAlH 4 或H 2,Pd /C
(5)
H3CCH CCH3 + Cl2
Cl 2
(6)
HC
HC
CH
CH
+ NaNH2
NH3(l)
R-X +
1.CO2 2.H2O
(7)
+
CH3MgX
KOH
(8) HC
(9)
CH + 2HCHO
CH + NaNH 2
OH-
OH-
O
(33) + TsOH 1.C6H5CH2Cl 2.H2O O + TsOH 1. CH3CH2-C-Cl 2.H2O
N H O
(34)
N H
O
(35) +
(Ph)3P-CH3Br
+
-
n-C4H9Li (C2H5)2O
(36)
OH
Cl
+ NaOH
Zn/C2H5OH
O
(37)
CHO + BrCH2COOC2H5
二、含一个杂原子的六元杂环化合物 ——吡啶的合成
• Hsntzsch合成法:由两分子β-酮酸酯与一分子醛进行缩 合反应,先得二氢吡啶体系,再经气氧化脱氢生成相 应对称取代的吡啶。这是一个应用范围很广的反应是 合成各种取代吡啶的最重要的反应 R
EtOOC R
+ +
COOEt
NH3 HNO3
EtOOC
CH
CHCH3
CH
CHCH2Br
• 除NBS外,常用的氮试剂还有N-溴代乙酰胺、N-溴代 邻苯二甲酰亚胺、二苯酮-N-溴亚胺、三氯甲烷磺酰溴 等。如: Br
NBr
+ hν 80℃
NH
+
C
C
2.3.1.2 芳环上官能团的引入
• 苯的亲电取代反应是在苯环上引入官能团的重要方法。 苯的亲电取代反应主要有:
H2O
(27)
CH3CH CH-C-CH 3
O O
+
(CH3CH2)2CuLi
NaOH/H2O
H2O
(28)
CH3CCH2CH2CH2CCH3
O
COCH3
(29)
+ (CH3)3CCHO
OH-
(30)
+
ClCH2COOC2H5
C2H5O-
O
(31) +
(CH3)2CuLi
O
H3O+
O
(32) +
CH2 CH-CCH3
烯烃的主要反应
2、 炔烃的官能团化
• 炔烃的官能团化主要发生在碳碳三键上,其主要反应 如下:
• 炔烃的不少反应,如亲电加成、氧化等与烯烃的相似, 炔烃与烯烃明显不同的性质表现在炔烃能在一定条件 下与—OH、—NH2、—COOH等发生亲核加成,生成 含双键的产物。
HC CH
+
CH3COCH3
碱 150-180℃ 0.1-1.5MPa
• 苯的卤化反应一般指氯化和溴化,应注意苯的磺化反 应为可逆反应,合成时可利用引入—SO3H作为保护基 或阻断基。如:
CH3
H2SO4
CH3
Cl2/Fe
CH3 Cl
稀H2SO4 150℃
CH3 Cl
SO3H
SO3H
苯的氯甲基化反应的应用
• 苯的氯甲基化反应生成的氯化苄上的氯十分活泼,可 发生很多反应转化成其它基团,在合成上具有重要应 用。如:
如:
H3C O
+
COOEt
H+
H3C
COOEt
EtOOC
NH 2
O
CH3
EtOOC
N
CH3
3、 Hantzsch合成法
• α-卤代醛(或酮)与β-酮酸酯或其它类似物在氨或胺存 在下反应得到吡咯衍生物的反应叫Hantzsch合成法。
R1 O
+
COOEt
RNH 2
R1
COOEt
R2
X
O
R3
R2
N R
R3
CH2CH2CH3
COOH
COOH
课堂练习:以苯或甲苯为原料合成下列化合物
2.3.2 官能团之间的相互转换
官能团是决定有机化合物性质的关键部位,由原料 合成目标产物最重要的就是通过官能团的相互转换来 实现的。因此,了解主要官能团之间的相互转换对于 有机合成来说相当重要,官能团间的相互转换是有机 合成的基础和重要工具。 1 、 烯烃的官能团化 烯烃可以转化成为卤代烃、醇、醛(酮)、羧酸、 邻二醇、环氧乙烷衍生物等,而它们又可作为目标合 成物或作为合成中间体转变成其它有机物。
COOEt
如:
+
H3C
H3C O
NH3
COOEt
O
CH3
Cl
N H
CH3
(50%)
Feist-Benary反应
• 若将上述反应中的氨改为吡啶,则生成呋喃衍生物, 此反应称为Feist-Benary反应。
R1 O
+
COOEt
吡啶
R1
COOEt
R2
X
O
R3
R2
O
R3
• 用二卤代醚或酯代替卤代酮与乙酰乙酸乙酯反应,能 得到呋喃衍生物。
CH2X C2H5OCHX
COOEt
+ NaOH 或吡啶
COOEt
O
R3
O
CH3
4、 Hinsberg反应
• 二羰基化合物活泼的硫醚二羧酸酯作用,生成取代噻 吩的反应称为Hinsberg反应。主要用于合成3,4-二取 代噻吩。
• 式 中 R 和 R’ 为 氢 原 子 、 烷 基 、 芳 基 、 羟 基 、 羧 基 等 。 如 当 R=R’=C6H5产率为93%。
2
H3C
O O
CH3
HOAC,△
H3C
O
CH3
1,4-二羰基化合物与氨、芳胺、脂肪伯胺、碳酸 胺等含氮化合物反应,生成吡咯衍生物。
(NH4)2CO 3 100-115℃
H 3C
H 3C
O O
CH3
N H
CH3
(81%-86%)
1,4-二羰基化合物与P2S5反应,生成相应的噻吩衍生物。 例如:
P2S5
O
AlCl3
ZnCl2 60℃
KCN
H2O/H+
(16)
+
O O
Zn-Hg 浓HCl
(17)
RCH2X + Mg
RCH2X + Li
干醚
CO2
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