第二章為合成而拆開分子ppt

1、第二章第二章 為合成而拆開分子為合成而拆開分子第一節(jié)第一節(jié) 能合才能拆能合才能拆CH3COH+ CH2HCHO稀堿或稀酸CH3COHHCH2CHOCH3COHCH2CHOH CH3COH+ CH2HCHO 拆鍵只是想象中的，并非真正拆開。但對拆的拆鍵只是想象中的，并非真正拆開。但對拆的部份應有所選擇，應合理。部份應有所選擇，應合理。例：例：合成合成拆：倒過來拆：倒過來該拆法的總結：該拆法的總結：(1).、鍵拆開鍵拆開(2)OH中的中的H變?yōu)樽優(yōu)?碳上的碳上的H(3)碳與其上碳與其上-OH中的中的O形成形成C=O該法推廣可用于：該法推廣可用于：羥基醛、羥基醛、羥基酮和分子羥基酮和分子局部具有此類

2、結構的化合物的拆開。局部具有此類結構的化合物的拆開。1)CH3CH2CCHOCH3CH2OH CH3CH2CHCHOCH3+ HCHO 例：例：2)OOH O+ O3) OPhOHOPh O+ OOPhPh4)OOHO OOCHO進一步推廣知：進一步推廣知：,-不飽和羰基化合物同樣拆開：不飽和羰基化合物同樣拆開：CO + H2CCO稀堿或稀酸COHCHCO或濃度較大的稀酸或稀堿CCCO反過來反過來CCCOCO+ H2CCO O2H(1) CH3CHCHCOCH3CH3CHO + CH3COCH3(2)OCH3 CH3OCH3O(3)O CH3OO其拆法可歸納為：其拆法可歸納為：1.,-烯鍵拆開

3、烯鍵拆開2.-碳上加兩個碳上加兩個H3.-碳上加一個碳上加一個O，成，成C=O例：例： 如：如：CH3CH3OOKOH-H2OCH3CH3OOONa2CO3, H2OO結論：結論：(1)能夠由某個化合物合成前后結構的變能夠由某個化合物合成前后結構的變化，推斷出它的同類化合物的一般拆法?；茢喑鏊耐惢衔锏囊话悴鸱?。(2)拆是從合來，不同的合法得出不同的拆法，拆是從合來，不同的合法得出不同的拆法，基本反應是基礎?；痉磻腔A。(3)要學拆，先學合。要學拆，先學合。第二節(jié)第二節(jié) 拆時要想到合拆時要想到合要使合成設計切實可行，拆與合必須結合起來要使合成設計切實可行，拆與合必須結合起來考慮，要

4、求在拆時，能夠預見在合時是否會有困考慮，要求在拆時，能夠預見在合時是否會有困難發(fā)生，若有，如何加以克服，如何設法避免，難發(fā)生，若有，如何加以克服，如何設法避免，專業(yè)知識越豐富越好。專業(yè)知識越豐富越好。例例1：設計：設計CH3OCH3ONO24-硝基-2-甲氧基-5-甲基二甲苯甲酮COCl+AlCl3O(1)CH3OCH3ONO2CH3OClCH3O+NO2(2)CH3OCH3ONO2CH3CH3O+ ClONO2分析：上式母體是二苯酮分析：上式母體是二苯酮但本題是不對稱酮，有兩處可拆：但本題是不對稱酮，有兩處可拆：（2）合理）合理CH3O-比比CH3-的鄰對位定位的鄰對位定位更強，故發(fā)生更強，

5、故發(fā)生在在CH3O-的鄰的鄰位位COO2NOHSOCl2ClOO2NOCH3CH3, AlCl3產物合成合成:OOCO2HHO2C白屈菜酸例例2：OOCO2HHO2COOHOHCO2HHO2COCH3H3C+OOHHO2COHOCO2H分析分析：*從有機化學的知識知，從有機化學的知識知，丙酮不能與草酸縮合，丙酮不能與草酸縮合，卻能與其酯發(fā)生克萊森縮合。卻能與其酯發(fā)生克萊森縮合。合成：合成：OOCO2HHO2COCH3H3C+OOHOHOCO2C2H5H5C2O2CC2H5ONaH5C2O2COCO2C2H5OOHCl下例隨目標分子結構的逐漸復雜，需要更多的下例隨目標分子結構的逐漸復雜，需要更多

6、的化學知識?；瘜W知識。O123456789101,9- 八氫萘酮-2例例3，設計，設計討論：討論： OCH3OOOO+麥克爾加成CH2CCOCH3+ OOCH2CHCOCH3BHOCH2CHCOCH3H+ BOCH2CH2COCH3歷程：歷程：但實際問題并非如此簡單，必須解決下列問題：但實際問題并非如此簡單，必須解決下列問題： (1)環(huán)己酮環(huán)己酮-碳上的碳上的H的酸性比較弱，要形成陰離子需的酸性比較弱，要形成陰離子需 使用較強的堿。使用較強的堿。(2)，-不飽和羰基化合物在強堿下易聚合，使產物收不飽和羰基化合物在強堿下易聚合，使產物收率下降。率下降。CH3COCH2CH2N(CH3)2CH3C

7、OCHCH2+(CH3)2NHOCH3COCH2CH2N+(CH3)3I-KOH CH3OHO10%仍無太大意義解決：解決：(1)改用堿性條件下慢慢釋放改用堿性條件下慢慢釋放，-不飽和羰基化合物，不飽和羰基化合物，抑制抑制，-不飽和羰基化合物的聚合。如用曼尼希堿的不飽和羰基化合物的聚合。如用曼尼希堿的熱解：熱解：最好用碘化物最好用碘化物（2）為提高收率，在于設法提高環(huán)己酮）為提高收率，在于設法提高環(huán)己酮-碳上的碳上的H的的酸度。在酸度。在-碳上引入一個吸電子的基團（如乙酯基）碳上引入一個吸電子的基團（如乙酯基）O(1) (CO2C2H5)2, C2H5ONa(2)FeOCO2C2H5CH2CH

8、COCH3(C2H5)3N91%CH3OCO2C2H5O無強堿不會聚合KOH, CH3OH90%O總收率50%CCNCCNONHC6H6NNCH2CH2COCH3CH2CHCOCH3C6H6NaOAc, HOAc, H2OCH2CH2OCH3O總收率達70%(3) 環(huán)己酮先與仲胺縮合，生成環(huán)己酮先與仲胺縮合，生成，-不飽和胺（烯胺）不飽和胺（烯胺）其共振現(xiàn)象：其共振現(xiàn)象：例例4設計設計OOO6,6-次乙二氧基-1，9-八氫萘酮-2討論：與例討論：與例3比，雖只多一個次乙二氧基，但合成中要比，雖只多一個次乙二氧基，但合成中要考慮的問題卻大大增加考慮的問題卻大大增加。OOOOOOCH3OCH3O+

9、OOOa 拆OCO2CH3PhCO2CH3aOCO2CH3PhCO2CH3b 拆PhCO2CH3CO2CH3CO2CH3CO2CH3CO2CH3+PhCO2CH3能夠給出一個對稱的中間體本例合成不能使用本例合成不能使用烯胺法烯胺法，因在反應最后階段需用酸水，因在反應最后階段需用酸水解烯胺，勢必將環(huán)上的縮酮水解，生成二酮。解烯胺，勢必將環(huán)上的縮酮水解，生成二酮。OOONHC6H6NOO(1) CH2CHCOCH3(2) NaOAc, HOAcH2OOO-酮酸酯法：在堿的條件下進行，因此可使用。酮酸酯法：在堿的條件下進行，因此可使用。OOOOOOOOOCCO(OC2H5)NaHOEtO(1) CH

10、2CHCOCH3(C2H5)3N, CH3OH(2) KOH, CH3OH, H2O另外：另外：OOOOO+ OHOH若用上述反應，反應除生成單縮酮外，還生成一定數(shù)若用上述反應，反應除生成單縮酮外，還生成一定數(shù)量的二縮酮和相當數(shù)量的二酮。困難就在于所用原料量的二縮酮和相當數(shù)量的二酮。困難就在于所用原料含兩個酮基。若改用僅含一個酮基的原料，現(xiàn)將其變含兩個酮基。若改用僅含一個酮基的原料，現(xiàn)將其變?yōu)榭s酮基，然后再形成第二個酮基，可解決該困難。為縮酮基，然后再形成第二個酮基，可解決該困難。合成改用合成改用-氧代庚二酸二烷酯為原料后獲得成功。用狄氧代庚二酸二烷酯為原料后獲得成功。用狄克曼成環(huán)作用構成環(huán)狀

11、克曼成環(huán)作用構成環(huán)狀-酮酸酯，克服上述困難。酮酸酯，克服上述困難。OOOCO2C2H5CH2CH2CCH2OCH2H3CO2C(CH2OH)2H+, C6H682%CO2C2H5CH2CH2COOCH2CH2H3CO2CNaH, 乙醚78%CO2C2H5-氧代庚二酸二烷酯的合成：氧代庚二酸二烷酯的合成：CO2C2H5CH2CH2CCH2OCH2H3CO2COCHOCH2(CO2H)2吡啶，哌碇OCHCHCO2H(1) HCl, H2O(2) C2H5OH, H+第三節(jié)第三節(jié) 拆的技巧拆的技巧拆是手段，合是目的。要拆得對，拆得巧。拆是手段，合是目的。要拆得對，拆得巧。例如例如OCO2CH3PhC

12、O2CH3baa 拆OCO2CH3PhCO2CH3aOCO2CH3PhCO2CH3b 拆PhCO2CH3CO2CH3CO2CH3CO2CH3CO2CH3+PhCO2CH3能夠給出一個對稱的中間體合成：合成：OCO2CH3PhCO2CH3PhCO2CH3CO2CH3CO2CH3CO2CH3PhCO2CH3CH3ONa過量CH3ONa介紹一些拆的技巧：介紹一些拆的技巧：1在碳碳成鍵反應的直線產物階段拆鍵在碳碳成鍵反應的直線產物階段拆鍵目標分子有的能夠進行拆，有的卻不能。這是因為目標分子有的能夠進行拆，有的卻不能。這是因為前者是碳前者是碳-碳成鍵反應的直接產物。而后者碳碳成鍵反碳成鍵反應的直接產物。

13、而后者碳碳成鍵反應形成的只是它的前體，之后又經(jīng)歷了除分子骨架增應形成的只是它的前體，之后又經(jīng)歷了除分子骨架增大外的變化，才成為目標分子。因此需回推到大外的變化，才成為目標分子。因此需回推到C-C成鍵成鍵反應形成的那個前體后才能被拆開。反應形成的那個前體后才能被拆開。CH3CHCH2CH2OHOH -羥基丁醇CH3CHCH2CH2OHOH2CH3CHO稀堿或稀酸CH3CHCH2CHOOH催化氫化例例1 合成合成分析：目標分子難以直接拆，變成分析：目標分子難以直接拆，變成-羥基丁醛后可以拆羥基丁醛后可以拆開開合成：合成：例例2合成合成順式正丁基異戊基乙烯分析：目標分子是順式的烯屬產物?？煽紤]相應的

14、炔署分析：目標分子是順式的烯屬產物。可考慮相應的炔署化合物的催化氫化。合成時利用三鍵上氫的活性，以烷化合物的催化氫化。合成時利用三鍵上氫的活性，以烷基置換?；脫Q。合成：合成：HCCHNaNH2液氨BrNaNH2液氨BrH2, Lindlar試劑例例3 合成合成CCNCH2CH2NCOOC2H5. HCl苯乙哌碇：止瀉寧1-(3-氰基-3，3-二苯丙基)-4-苯基-4-乙酯基哌碇鹽酸鹽分析：分析：CCNCH2CH2NCOOC2H5CCNCH2CH2Br(A)+ HNCOOC2H5(B)這兩個中間體的合成都使用了腈的烷基化反應。這兩個中間體的合成都使用了腈的烷基化反應。(RCH2CNNaNH2R

15、C-HCNNa+ RXRCHCNRCCCNCH2CH2Br(A)H + BrCH2CH2Br（B）需要創(chuàng)造再拆的條件：）需要創(chuàng)造再拆的條件：HNCOOC2H5HNCOOHHNCNHNClCl+CH2CN合成：合成：（a）苯基乙酯基哌碇的合成：）苯基乙酯基哌碇的合成： CH2CNCH3SO2Cl + HNCH2CH2OHCH2CH2OH2NNa2CO3CH3SO2CH2CH2OHNCH2CH2OHSOCl2CH3SO2CH2CH2ClNCH2CH2Cl, NaNH2/甲苯CH3SO2CNN80%H2SO4CH3SO2COOHNH2SO4, C2H5OHCOOC2H5NH（b）溴乙基二苯乙腈的合成

16、：）溴乙基二苯乙腈的合成：CH2CNBr2CHBrCN未分離, AlCl3CHCNBrCH2CH2BrNaNH2CCNCH2CH2Br（c）苯乙哌碇的合成）苯乙哌碇的合成CCNCH2CH2Br+ 2 HNCOOC2H5甲苯CCNCH2CH2NCOOC2H5HCl產物2加入基團幫助拆開加入基團幫助拆開 對于難拆的基團是非常有用的，但卻不易運用，需對于難拆的基團是非常有用的，但卻不易運用，需要有充實的有機反應知識才能判別。要有充實的有機反應知識才能判別。 例例1合成合成CH3COCH2C6H5 甲基甲基-芐基甲酮芐基甲酮分析：分析：CH3COCH2C6H5CH3COX + CH3C6H5因氫并不活

17、潑，解決的辦法就是加入基團，使氫活因氫并不活潑，解決的辦法就是加入基團，使氫活化。根據(jù)克萊森縮合的要求可加入乙酯基，或氰基?；?。根據(jù)克萊森縮合的要求可加入乙酯基，或氰基。哪種好？哪種好？下列是兩種不同的下列是兩種不同的 導入基團的方案：導入基團的方案：CH3COCH2C6H5CH3COCHC6H5COOC2H5CH3COOC2H5+ C6H5CH2COOC2H5CH3COCHC6H5CNCH3COOC2H5 + C6H5CH2CNCH3COCHC6H5COOHCH3COCHC6H5CN CH3COCH2C6H5兩種不同的兩種不同的-H的酯發(fā)生克萊森縮合反應時，得四種產的酯發(fā)生克萊森縮合反應時，

18、得四種產物，故加入物，故加入-CN基好?；?。合成：合成：CH3COCHC6H5CNCH3COOC2H5 + C6H5CH2CNCH3COCH2C6H5C2H5Na+ C2H5OHCH3COCHC6H5CN+ H2OH2SO4+NH3 + CO2環(huán)己基苯例例2分析：分析：FGIOHMgBr+ O加入羥基使分子可以拆開加入的羥基可通過脫水，加氫兩步反應去掉。加入的羥基可通過脫水，加氫兩步反應去掉。合成：合成：OHOBr(1)Mg C2H5OC2H5(2)(1) H3PO4(2) H2 Pd/C例例3合成合成12345672-異丙基二環(huán)2，2，1庚烷分析：分析：分析：分析：CO2Et+ MeMgI

19、FGICO2Et成為狄爾斯-阿德爾反應產物+ CO2Et合成：合成：OHCO2Et+ CO2EtMeMgI(1) H+(2) H2/Pd例例4 合成合成CH3CH3CH31，4，6-三甲基萘分析：分析：由下列反應由下列反應+ CH3IAlCl3低溫CH3+ CH3可以看出，目標分子的合成不宜用萘為起始原料?？梢钥闯?，目標分子的合成不宜用萘為起始原料。 CH3CH3CH31234578910CH3CH3CH3Me3CO-OO-CH3IOCH3OCH3CH3CH3OCH3CH3CH3CH3+ OOO1，4-位的兩個甲基可由對位的兩個甲基可由對-二甲苯為起始原料引入，二甲苯為起始原料引入，6-位甲基

20、可用甲基置換有活潑氫的引入。位甲基可用甲基置換有活潑氫的引入。CH3CH3+ OOOAlCl3CH3CH3OCO2HN2H4, KOHCH3CH3CO2HH3PO4PPA或CH3CH3CH3OCH3CH3NaHTHFO-CH3CH3CH3IOCH3CH3CH3NaBH4H3PO4CH3CH3CH3Pd/C-H2合成：合成：3防止應拆的鍵被漏拆防止應拆的鍵被漏拆原則上所有的鍵都可以拆，原則上所有的鍵都可以拆，但事實上由于當前還沒但事實上由于當前還沒有有滿滿意的連接方法，應避免在該處拆鍵意的連接方法，應避免在該處拆鍵。但如果遺漏。但如果遺漏了某些鍵的拆開，就遺漏了待解決的合成方案。了某些鍵的拆開，

21、就遺漏了待解決的合成方案。不同部位的拆鍵可以得不同的合成路線，就是相同不同部位的拆鍵可以得不同的合成路線，就是相同的部位拆鍵也可得不同合成方法。的部位拆鍵也可得不同合成方法。（1）不同部位的拆鍵）不同部位的拆鍵OO -丁內酯OOCO2HHOCO2HHO(a)CO2EtHBrBrCO2EtZnBrZnCO2EtCH2OH2C(OZnBr)CO2EtH+HOCH2CO2EtOO(b)CO2HHOCH2(CO2C2H5)2ClCH2CH2OH , AlCl3OO(c)CO2HHOCHOCN-NCCHONaBH4NCOH(1) OH-/H2O(2) H+OO（2）同一部位的拆鍵）同一部位的拆鍵拆鍵的部

22、位相同，仍能設計出不同的路線拆鍵的部位相同，仍能設計出不同的路線 CH3OCH3CH2CHCH3HClNH2曼心利1-(2,6-二甲基苯氧基)異丙胺鹽酸鹽抗心律失常藥CH3OCH3CH2CHCH3NH2CH3OHCH3+ ClCH2COCH3 (a)CH2OCHCH3(b)(a) CH3OHCH3+ ClCH2COCH3 CH3OCH3CH2CHCH3ONH2OHCH3OCH3CH2CHCH3NOHH2, 鋁鎳HClCH3OCH3CH2CHCH3HClNH2CH2OCHCH3CH3OHCH3+ CH3OCH3CH2CHCH3OCH3OCH3CH2CHCH3ClCH3OCH3CH2CHCH3NO

23、O(b)HSOCl2COCONNaCH3OCH3CH2CHCH3HClNH2NH2NH2H2OHCl（3）不同數(shù)目的拆鍵）不同數(shù)目的拆鍵拆鍵數(shù)目的不同會導致不同的路線拆鍵數(shù)目的不同會導致不同的路線CH3NON-甲基哌碇酮（a）看成是伯胺在）看成是伯胺在，-不飽和羰基物上的加成產物。不飽和羰基物上的加成產物。 CH3NOCH3NOCH3NOCO2C2H5CH3NCO2C2H5CO2C2H5CH3NH2+CO2C2H5CO2C2H5CH3NOCH3NOCH3NH2+ 2HCHO + CH3COCH3（b）看成是曼尼希反應的產物）看成是曼尼希反應的產物第四節(jié)第四節(jié) 拆鍵的次序拆鍵的次序 當有一個以上

24、的鍵需要拆開時，不同的拆鍵次序當有一個以上的鍵需要拆開時，不同的拆鍵次序會產生不同的效果。會產生不同的效果?；衔顲H3OOab7-甲氧基-1，2，3，4-四氫萘酮從從a處拆：處拆：CH3OOCH3O+ OOOAlCl3CH3OOCO2HZn-Hg, 濃HClCH3OCO2H(1) SOCl2,(2) AlCl3或無水HF路線合理，利用了CH3O-的鄰、對位定位的功能。從從b處拆處拆CH3O+ OOOAlCl3CH3OOCO2H不合理1.在官能團處拆在官能團處拆 官能團是分子中最活躍的部位，也是鍵容易連接的官能團是分子中最活躍的部位，也是鍵容易連接的地方。地方。例例 合成合成CO2H -甲基對

25、異丁基苯乙酸分析：分析：CO2HFGIBrOHFGIFGIOOFGI+ COClAlCl3OOCOClAlCl3Zn-Hg, 濃HClCH3COCl(1) NaBH4(2) PBr3CO2HBr(1) Mg, Et2O(2) CO2(3)水解合成：合成：該例反應了多數(shù)情況下的做法，但不是唯一該例反應了多數(shù)情況下的做法，但不是唯一的做法。下例就是例外。的做法。下例就是例外。CH3COCH2CH2CO2H - 氧代戊酸CH3COCH2CO2C2H5NaOC2H5C2H5OHClCH2CO2C2H5CH3COCHCO2C2H5CH2CO2C2H5濃HCl100 CCH3COCH2CH2CO2H例例1

26、 合成合成合成合成CH3COCH2CH2CH2CO2HCH3COCH2CH3COCH2CO2C2H5NaOC2H5C2H5OHCH3COCHCH2CH2CO2C2H5+ CH2CHCO2C2H5CO2C2H5H3O+CH3COCHCH2CH2CO2HCO2HCH2CH2CO2H + CO2例例2 合成合成合成合成上例說明，上例說明，對分子拆開部位的選擇，實質上是由所用的對分子拆開部位的選擇，實質上是由所用的合成方法決定的。合成方法決定的。2在鏈分支處先拆在鏈分支處先拆例例1 合成合成CH3CHCCH3CH2OHOHaC2H5b2-甲基-2-乙基丁二醇-1，3分析：分析：從從a、b兩處可拆，要求

27、這兩處的兩處可拆，要求這兩處的H具有不同于其他碳具有不同于其他碳上的上的H的活性。就要求對它們進行活化，的活性。就要求對它們進行活化，-CH(OH)和和-CH2OH都不具備這樣的性能，于是回推它們的前體都不具備這樣的性能，于是回推它們的前體 合成：合成：CH3COCH2CO2C2H5NaOC2H5C2H5BrCH3COCHCO2C2H5C2H5NaOC2H5CH3ICH3COCCO2C2H5CH3C2H5LiAlH4, 乙醚H2OCH3CHCCH3CH2OHOHC2H5此例說明，為進行合成設計，除需正確拆開分子的此例說明，為進行合成設計，除需正確拆開分子的本領外，還要有邏輯推理的能力。本領外，

28、還要有邏輯推理的能力。例例3合成合成CH3CH39,10- 二甲基十氫化萘分析：分析：CH3CH3CH3OCH3OOCH3OCH3+OCH3OCH3O 合成：合成：OLDA,THFCH3IOCH3O, NaOEtCH3OOCH3（1）NaOEt(2) -H2OCH3O(CH3)2CuLi , Et2OCH3CH3ON2H4, KOHCH3CH3例例3 合成合成HO甲基-1-環(huán)戊基乙基-4-甲基戊烯-3-甲基醇分析：分析：HOab在在a或或b處拆開，都最靠近官能團，但處拆開，都最靠近官能團，但a處處還最靠近鏈分支處，故選擇在還最靠近鏈分支處，故選擇在a處拆鍵。處拆鍵。 aOBrFGIBr+ OH

29、OCH3CHO + Br 合成：合成：BrCO2C2H5OC2H5ONaCO2C2H5O(1) OH-, H2O(2) H+ , OBr(1) Mg, Et2O(2) CH3CHOHOPBr3BrMg,Et2OBrMgHO3碳碳-雜原子鍵先拆雜原子鍵先拆碳與雜原子之間的鍵往往不及碳與碳之間的鍵牢固，碳與雜原子之間的鍵往往不及碳與碳之間的鍵牢固，合成時比較容易連接。合成時比較容易連接。在合成復雜分子時，碳與雜原在合成復雜分子時，碳與雜原子之間的鍵留在最后幾步比較有利。子之間的鍵留在最后幾步比較有利。避免這些鍵受到避免這些鍵受到早期反應的侵襲。另一方面又可選擇溫和反應條件，早期反應的侵襲。另一方面

30、又可選擇溫和反應條件，避免在后期反應中傷害引入的官能團。避免在后期反應中傷害引入的官能團。例例1合成：合成：O戊烯- 4-基苯基醚分析：分析：Oab 在在a處或處或b處拆開，都是拆開碳處拆開，都是拆開碳-雜原子鍵雜原子鍵。在在a處拆：處拆： OaX+ NaO位于芳環(huán)上的鹵原子不夠活潑，對置換反應不利。故應位于芳環(huán)上的鹵原子不夠活潑，對置換反應不利。故應在在b處拆：處拆：ObONa + BrBrFGIHOFGICC2H5O2BrCH3CO2C2H5 + 合成：合成：BrCH2(CO2C2H5)2NaOC2H5(C2H5O2C)2CH(1) H+/H2O (2)(3) C2H5OH/H+C2H5O2CHOLiAlH4BrPBr3ONaO例例2 合成：合成：NNOCH2PhH3- 乙基- 3- 芐氧丙基四氫吡咯基