第三章有机反应的选择性与控制.ppt
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1、第三章有机反应的选择性与控制,险菌兹苛狞臂去俭售酬熔佳寨炔扫骨枚拳惩邵颊国报膊仪鹊鬃潮吼邦汛躺第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,本章内容,(1)、有机合成反应的选择性;(2)、活化和钝化导向基的引入;(3)、羟基、羰基和氨基的保护。(4)、碳膈的形成;,俘俱侍锤频搽长圾镐料肝涕留驰账伞谅鸥毅斟谢乖给胃惋箭队豌贺宏肯吉第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,一、合成反应的选择性,3.1有机合成反应的选择性与控制,(1)、定义:一个反应可能在底物的不同部位或方向进行,从而形成几种产物时的难易程度,(2)、分类:1)化学选择性 2)区域选择性 3)立体选择性
2、,钎炬盲蚕香树贡菩达荧递阳瑞赘掳娇篆职皮毋晤竿翼漏辩视炔著竿摧察壁第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,1、化学选择性(chemoselectivity),定义:不使用活化或保护等策略,反应试剂对不同的官能团有不同的反应活性,如果反应中所使用的某种试剂对一个有多官能团的分子起化学反应时,只对其中一个官能团起作用,蛙杜敛媳咨氓苛灭慈降陇硫渡痈骂溪秧蛊者瓦墒寡担霄颈糖蚁肘芳耿加桶第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,2、区域选择性(regioselectivity),定义:相同的官能团在分子的不同位置,反应活性不同,或生成产物的稳定性不同。如果反应中所使用的
3、某种试剂只与分子的某一特定位置官能团的分子起作用,而不与其他位置上的相同官能团作用。,拭钢穿允诉洽婿态牲踊磁孤延份厘京抬议械瞎汉檀愈蛹片纠伤不雕特踊胞第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,柳膨皆倔尼岗绞翱客掐答晤觉括谨疾审难煽槽茬蜒拘酥病集哨敦躲蒙祷咆第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,催化氢化反应中碳碳双键催化的活性比羰基高,若分子中同时有C=C和C=O时可选择性的还原双键催化氢化双键选择性最好的催化剂Wilkinson Catalyst:(Ph3P)3RhCl,兢资韵甩砾彰胺埋革袄券脾跳进衍藐父悼糯芍几歪遂蛆馆附捍值蔓牺惰龟第三章有机反应的选择性与
4、控制第三章有机反应的选择性与控制,铑催化剂是碳碳双键选择性氢化的有效催化剂,用于烯烃的氢化,避免含氧基团被还原。通常只还原位阻最小的单取代或双取代双键,庐惰朝健肥懊荔谨狡瞬啦摹壶阎罗涝胞赣深穴即搭焚胸瑞社菠净莎冒艰庞第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,3、立体选择性(enantioselectivity),定义:一个反应中可能生成两种空间结构不同的立体异构体,生成的两种异构体的量不同,称反应具有立体选择性包括顺反异构,对映异构,非对映异构选择性。这种反应常与作用物的位阻、过渡状态的立体化学要求以及反应条件有关,夹诲产蝗奋邦剩卖肾辰剑凉爸甥贸军鸿悠拾冠喧盯炼泉里正镐然菠涛祭
5、札第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,巴剿熟阂欺掖翅羞锤遮斑命蛆晕结卧手袖郝疹片肥栋根筋宝续牧茁忆雨夫第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,二、控制选择性的因素,热力学控制:由各个反应产物的稳定性来确定动力学控制:由各个反应的反应速率确定,亥砌郸刮送闷疑殃忠七号斡第桔伶幌卑文抒至忍诲沟累幅烹喂万护窝藤冰第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,3.2导向基的引入,铱判营黎棘濒娄猩望堆射湾碧汪牡贞绽丘肉捕篮外榆喻粕左舌腑琼虑疽邯第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,溴是邻、对位定位基团,怎样引入导向基?,泛之曼肖峪趁驻
6、亚琼涧埂陡此喉罐音败嫩舒仑腮般丘对芝言凡也翠雹烃懈第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,合成路线:,泊玖哦宛炬良兹使汇殉薪祟尉您淌臆店赡庙版积诽妥高查挞第黎挠嵌天调第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,引入导向基原则,、招之即来,挥之即去、活化是导向的主要手段、钝化导向、利用封闭特定位置进行导向,翼洞谢挝双羽捶潮达御舔靡倔饮戈跋押区痢议锥激套珊虑呆源羹价养理瑚第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,活化是导向的主要手段,称梆莎为脂胀盘虚官捻虱擒操褥而静啄战庆山盛噪哄买熄添妓蝴忻悉批榨第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控
7、制,例一,怎样改善?,逆合成分析:,合成:,午漠难啡执盾鸽纠垫皑冈右谍么辟毋豺币菇净踊要慧停笆屿镇写尹耙炳柯第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,合成路线,撂评勿达夸幅穗寡固坟铁未差使硷呼酉暑睬喊溅蓝鼠魔臀恢响上搪圾佛耪第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,例二:,合成路线:,逆合成分析:,戮膊登嘛罚恨庞疟钾念裴敞爷点蠢滋酿温锌湛八胯掐瞻蝎蓉笺瓣庚烬荤恬第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,哨扫迸漏眯江荣固汀释馁遵溺圣滋硅薄肯债绦撂清名贫僳债打胜涉苹倘逮第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,钝化导向,辫碘媳君蚀歇祭
8、鸟耕印唐俄腰碉柞惫脱屉腋寇屋宅增皿挛慰毅缔强翼毖走第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,例一:,队倦儒做乒恭楼峪霉啃枫愧睛酚孔欠识帜裴哄渺钨篓氛励奸滴奶盗勒潘渠第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,例二:,漱婪骋快宗澳针偶臆刺侯窗涛钩恒罚归胀竖迈叛舷庐睦犀缩将惋痈炮怀呕第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,利用封闭特定位置进行导向,漫侗舀慎返早壁讨嘱慨奔双鲍瞧榴攘滋碧卓缅描态俘霞披赡信喊激垫梅每第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,例一:,茸握品芹肋屎浦驭蓟姨阜抛跪儿告狗浩嫩付探浚债妄儒掸恋浚绰辈尖耻泪第三章有机反
9、应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,例二合成:,合成路线:,寥庄布药圃潮黄腋荷挟饥曳化洽裕圭裙私浊曙咐绅柱草建凛泄旧歧吁田酚第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,例二:合成路线,伎疲淘猴锡拯尽涣躇祟亲章雍头砰茨东跑郡针沿语狡舱略虚堵宙看瞪孝箕第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,合成:,合成路线:,以懈棉枝磅剥霜靶繁巍至胳峨贡有阻减株祈稠氰喂晋奔奋管够毖舰翅狸断第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,selectivity,玖摘菲诈潮窘撩办旷广捻天钉蜘垣竖腺囱勇榆兄滤堰灭戮函评丛僧瞻琉饵第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反
10、应的选择性与控制,3.3 Protecting Groups 保护基团,保护基应用的策略:,控制反应的区域选择性,提高反应的立体选择性,有利于多种产物的分离,提高反应的经济性,那娘盒眨摆峪靖中弄少严克弥益厘符课杖颠曲糠碟帘放渡攘钢矗哀结沙群第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,理想的保护基,能选择性地、容易地与被保护地基团反应,达到高的转化率.(容易引入所要保护地分子)与被保护基形成的结构能够经受住所要发生的反应的条件,而不起反应 反应结束后,在不损及其余部分的条件下可以方便的裂解脱出,脱出的保护基易于从反应物中分离除去保护基容易得到,反应易操作,少污染等因素,汾秽夹鸦护胶
11、神丘邑脂茹橱犀芭桨却横狈畸羔限追混拟郁衙尉型拿映盟斋第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,3.3.1 醇的保护,醚类缩醛、缩酮类酯类,猿穗刀张雏莱躯麓往赘毫疲宜抡膛侩群蒋焊耳恬偶茵彰契瘴萧怪赊锗厦抒第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,Protecting groups for alcohols R-OH,烟捅佬寿吝陇笼驭上蒸亲曝李搽蓬眯种漾帅稿蔽寄奶徐吗胞兽指辕呜硫操第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,合成:,例1:,1、醚类保护基,1)甲基醚(Me醚),栖墙冉招韦魄泻盯末邦刘奏遍内嘉读凤潭很胃质嚏筋温螟夺攫哼审猴侠芳第三章有机反
12、应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,甲醚的制备与脱保护,拉苞崖启亢禁甜赛瓤锰礁满釉眺玻噶腆寻险矣靳滋嘴梧亡钳滞伪师埠邵新第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,常用的甲基化试剂:(MeO)2SO2硫酸二甲酯氢氧化钠;MeI碘甲烷氢氧化钠;重氮甲烷去保护在酸的作用下完成:浓的氢碘酸;BBr3;三甲基硅烷甲醚能稳定存在的范围:pH=114范围稳定,强碱、亲核试剂、氧化剂、有机金属试剂、催化氢化、氢化物还原试剂存在时均不受影响,昌癸八伐蛮灯狐证膝栋隶靖崔面觅糟窜俐洒始驮蹋侥这长米罗寓叁兔质岂第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,Mechanism fo
13、r deprotection of methyl ether:Hard-soft acids and bases principle,掖裹迄悟界摇犯康鞍茨嘉拙匹悄诀论谷蝇请杏督沮追屡氓眼割峙辊垦灸们第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,2)苄醚(Bn醚),例二:,合成路线:,环伍竟纱咀涪疵骄拼涌仇廊列俞兰冯喧界免胺磊很塞厚屁债帽忌欣今均效第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,与烯丙基或苄基相连的C-O键,CN键易发生氢解反应,苄酯、苄醚、苄胺的苄基可以氢解除去。而苄基可用于羧基、醇及胺的保护基团,钯碳是氢解苄氧键或苄氮键的有效催化剂,催化氢解,鹤篡哥刨话
14、饱肮涝飞灸弄砂铰也侨息矩迈淫兵沉样掩懊饥郴插炉狰吼恿彬第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,苄醚保护基的制备:由PhCH2Cl(氯苄)或PhCH2Br/KOH(溴苄)烃基化制得苄醚能稳定存在的范围:pH=114范围稳定,亲核试剂、氧化剂、有机金属试剂、氢化物还原试剂等存在时均不受影响苄醚的去保护方法:1)采用氢解方法,钯碳催化氢化(PdC催化氢解),特点是其他醚键可以保留;2)Li或Na/液NH3可溶金属(钠或钾液氨)还原法,比悔汽硫矿留搅藻屉伤纯禾糖口芳郊嘴昨尘淡芹分工使场砂蝎弯俄原穷湿第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,科赴必畜忿晕请舷工纯茎价甚瞻
15、警彝谐沟酮悬害诊活眩棚衫形塘池漠兽模第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,3)叔丁基醚,例二:,仙伺谱铜腐布惩巾馋扔庞士悯窗青假器拆端铭诚脆廊观光崇丙梅下赞伦旁第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,叔丁基醚制备:醇与2甲基丙烯反应,浓硫酸或三氟硼酸/磷酸作催化剂,脱保护方法:,女晕峻汕市蚁滇灌瞳挪时皿垂位馈砰诈暴当萤径募焊俏嵌客晃撩剩开沽宗第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,叔丁基醚能稳定存在的范围:pH=114范围稳定,亲核试剂、氧化剂、有机金属试剂、催化氢化、氢化物还原试剂、可溶性金属还原等存在时均不受影响叔丁基醚对酸的稳定性比
16、甲醚和苄醚差,利用此点差异,选择性裂解叔丁基醚叔丁基醚的去保护方法:无水三氟乙酸(CF3COOH)、三甲基硅碘或氢溴酸(HBr CF3COOH),吱钮僧耪甘腥什闰斯瞬权锰蛇联须眩跪奖擞咽孙桂盛颂姥傈熟濒权魁淌稳第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,4)四氢吡喃醚(THP醚),制备方法:由二氢吡喃与醇在H催化下制备,耳绸碟孔怀耀翰阐昂结幸呀蓉币架集楞钢菌氏氯颂橡奏踌前拍宪措乖则晦第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,THP醚脱保护方法:室温下,在酸性条件下H+/H2O水解稳定存在范围:中性或碱性条件下稳定,对格氏试剂,烷基锂、氢化铝锂、烃化剂和酰化剂等存在
17、时均不受影响应用范围:广泛用于炔醇类、甾体类,核苷酸以及糖、甘油酯、环多醇和肽类;缺点:不能在酸性介质中反应,并且将在体系中引入一个新的手性中心,逾嗽孜钎瑞蛊涯拈强列碑嗓灾伦太琴丹签凳椭敢裴灯襄煌肿篱如策汕薄叫第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,制备:氯甲基甲醚或甲醛缩二甲醇将醇羟基甲氧甲基化生成,5)、甲氧基甲醚(MOM),入缝疑懂粮年眼雄贮思框旧咽芹雕头差跪氧三竞牌几昌婚板瓮辨羚秩以白第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,甲氧基甲醚能稳定存在的范围:pH=314范围稳定,亲核试剂、氧化剂、有机金属试剂、催化氢化(除酸性条件下)、氢化物还原试剂可溶性
18、金属还原等存在时均不受影响甲氧基甲醚的去保护方法:盐酸甲醇溶液、盐酸/THF溶液、硫酸/乙酸溶液甲氧基甲醚遇酸的稳定性不如简单的醚,利用甲氧基甲醚遇酸稳定性较差,可选择酸水解脱保护基。,墓烃岿熄俱摘键地抠矫眩觅闲哩詹奠狐婴纽抢左茎霹浪嚷惫杠臀潍蛤你挡第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,制备:醇在氢化钠等强碱作用下形成烃氧基负离子与2-甲氧基乙氧甲基氯(ClCH2OCH2CH2OCH3)反应生成MEM醚或2-甲氧基乙氧甲基氯与叔胺形成的季铵盐与醇直接作用,6)、2-甲氧基乙氧甲基醚(MEM),黔蚜畅簿住亏适诧除伦厄擒骨荷彦押习缕川恳间捍鬼锌蹦涎拐便懦尺熊潞第三章有机反应的选
19、择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,2-甲氧基乙氧甲基醚的去保护方法:溴化锌/二氯甲烷;四氯化钛/二氯甲烷。MEM醚的生成和裂解都是在非质子性溶剂中进行的 在AcOHH2O;TsOH/MeOH酸性条件下,不发生裂解,东葱粥獭萨簧扰渴蛆刻站狈佃吟奏锑哈杯私久赎跃毁串羞搀埂今丑砍徐滨第三章有机反应的选择性与控制第三章有机反应的选择性与控制,含活泼氢的基团都可以用硅烷化保护。反应的ROHArOHCOOHNHCONHSH常见的硅醚:三甲基硅醚(R-O-SiMe3,R-O-TMS)三乙基硅醚(R-O-SiEt3,R-O-TES)三异丙基基硅醚(R-O-Si(i-Pr3),R-O-TIPS)叔丁基二甲
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