第五章 导向基与保护基.ppt

第五章 导向基与保护基 思考： 什么是导向基？什么是保护基？ 什么情况下需要基团导向？基团保护？ 导向的基本方法有哪些？ 常见的基团保护方法有哪些？ 导向基、保护基应满足那些条件？ 5.1 导向基的引入 导向基： 在合成过程中，由于目标分子中已存在的某种基团不具有某种能力而引入的具有该能力的另一种基团，此基团在合成过程中引入，而在任务完成后去掉，称之为导向基。 导向基特点： “招之即来，挥之即去”------易引入，易去除； 并非任何基团都能在合成中作为导向基。 相关知识点回顾：定位规律 基本原理： 将目标分子拆分成起始原料分子之后，由于原料分子在发生反应时的部位的活泼性不够，或者是由于原料分子的对称性使反应部位的活性无差异，而引入活化基团，使反应部位的活性增加或使不同的反应部位活性差增加。 办法：使丙酮的两个甲基有显著的活性差异！ 方案：将一个乙酯基（导向基）引入到丙酮的一个甲基上，形成仲氢，由于活性：仲氢伯氢，因而仲碳成为苄基溴的进攻部位。 乙酸的α-H不够活泼！ 引入乙酯基（导向基），使α-H活化，以丙二酸二乙酯为原料。 完成任务后，将酯基水解成羧酸，再利用两个羧基连在同一碳上受热容易失去CO2的特征将导向基去掉。 原理：使目标分子的某些部位的反应活性降低（主要针对芳香结构）。 氨基在芳环的亲电取代反应中是很强的邻、对位基。在进行取代反应时，容易生成多元取代物。 方案：要想在苯环上只引入一个溴取代基，必须将氨基的活性降低，通过氨基乙酰化反应实现！ 知识点回顾：胺酰基化。 知识点回顾：胺的烷基化反应！ 如此拆分不好，因为反应产物的亲核性比原料更强，容易发生进一步的烷基化反应，形成大量的混合物，很难分离。 处理方法：将苯胺首先酰化，生成的酰胺可用LiAlH4进一步还原成为所需要的胺。 基本原理：利用特定位置加以封闭，引入 阻塞基团。 苯胺容易被氧化，如果苯胺直接用硝酸作为硝化剂，则苯胺容易被氧化成为复杂的氧化产物。如果用混酸消化，则主要是间-硝基苯胺： 如果想防止苯胺被硝酸氧化，又要使引入的基团主要进入到胺基的邻、对位，则先要使苯胺乙酰化，但主要得到的产物是对-硝基苯胺。 如何处理？——封闭特定位置进行导向！ 间-苯二酚的直接溴化要控制在一取代非常困难，因为羟基对芳环有很强的致活作用，而且，由于羟基互居间位，对其邻、对位具有相互增强活化的作用。 方案：在溴化之前先引入一个羧基，封闭一个溴原子要进攻的部位，同时也降低芳环上亲电取代的活性，溴化完毕后再将羧基去除。 5.2 保护基团 引入保护基团的作用： 理想情况：复杂的有机化合物可能同时含有多种官能团，在合成过程中，若能够利用高选择性的试剂，只对某个特定的部位或官能团进行反应，当然是最佳策略。 实际情况：在实际的过程中往往无法找到适当的试剂能够满足选择性的要求，可首先将某些不希望反应的基团保护起来，使其在反应中不发生作用，而只保留特定的官能团进行反应，待反应完成后再将保护基团除去。 引入保护基团存在的不足： 在有机合成中，利用保护-脱除保护的方法应用极广，但存在不足： 增加了额外的反应步骤，会使目标产物的产率降低！ 弥补方法：在引入或除去保护基团时，优先考虑高选择性、高产率及易脱除的方法。 保护基应满足的条件： （1）容易、高产率地引入被保护的分子中（温和条件）； （2）与被保护的基团形成的结构能够经受住所要发生的反应条件，而不起反应； （3）可以在不损及分子其余部分的条件下（温和条件）高产率地脱除，而且对反应物分子不起其它作用（如不会因为空间效应而引起立体结构的变化）。 5.2.1 羟基的保护 羟基的保护方法：将羟基制成醚类（ROR’）或酯类（ROCOR’），醚类对氧化剂和还原剂都有相当的稳定性，是羟基保护的主要方法。 一）形成甲醚类（ROCH3） Lewis酸：在有机化学中,能吸收电子云的分子或原子团称为路易斯酸。 甲基脱除原理 碱催 化下，异丁烯可以与一系列的醇和酚反应得到相应的叔丁基醚。叔丁基是位阻较大的取代基，用酸处理可脱除。 制备时，使醇在强碱下与溴苄反应。通常以加氢反应或锂金属还原,可以使苄基脱去，并恢复到醇类： 制备时，使用甲氧基氯甲烷与醇类作用，并以三级胺吸收生成的HCl。 呋喃 反应机理？ 注意：此保护基在酸中不太稳定。 知识点：醇与酸酐的反应；酯的水解。 注意：乙酸酯可与大多数的还原剂作用，在强碱中也不稳定，很少用于醇的保护基，但此反应的产率极高，操作简单。 苯甲酸酯比乙酯稳定，脱去苯甲酸酯需要在强碱条件下进行。 5.2.2 二醇的保护 在多羟基化合物中，同时