[化学]第三章 官能团的导入、除去、互换及保护.ppt

第三章 官能团的导入、除去、互换及保护 本章主要内容 1.官能团的导入、除去、互换及保护 2.官能团的转换 3.官能团的保护 第一节 官能团的导入、除去及互变 一、饱和碳原子上的官能团的导入 二、烯键的导入与官能团化 b 偶联反应 烯烃的官能团化 第二节 官能团的转换 2、 酚羟基的保护 1、芳烃的官能团化 四、芳烃及其衍生物官能团化 （1）芳烃的卤代 在三氟过氧乙酸存在下，四氯化钛可作为温和的氯化试剂。 NBS，溴化氢-过氧化物也是较活泼的溴化剂。 溴酸钠、溴化钾在钨酸钠催化下可使乙酰苯胺得溴代选择性的发生在对位。 氟代通常采用氟氧化三氟甲烷。 碘代采用催化剂产生亲电性较强的碘正离子，常用的碘化剂有碘-发烟硫酸，碘-过碘酸等。 （2）芳烃的磺化 磺化反应不仅容易进行，且位可逆反应，磺酸基在有机合成中是极为有用的占据基团。 （3）芳烃的Friedel-Crafts烷基化 催化剂可以是Lewis酸，也可以是质子酸。活性顺序为: AlCl3 FeCl3 SbCl5 SnCl4 BF3 TiCl4 ZnCl2 HF H2SO4 P2O5 H3PO4 （4）芳烃的Friedel-Crafts酰基化 催化剂可以是Lewis酸，活性顺序为: AlCl3 BF3 SnCl4 ZnCl2。 也可以是质子酸，如：硫酸，氢氟酸，磷酸，多聚磷酸（PPA）。 强活化 中等活化 弱活化 弱钝化 强钝化 中等钝化 钝化苯环 活化苯环 间定位基 （钝化苯环） 邻对位定位基 －O- －NR2 －NH2 －OH ?OR ?NHCOR ?CH3 ?CH(CH3)2 ?C(CH3)3 ?Ar ?CH=CH2 (?H) （?H） ?CH2Cl ?F ?Cl ?Br ?I －NO2 －CN －SO3H －CHO －COCH3 －COOH －COOR －CONH2 －CH2NO2 －CX3 －NH3 －N(CH3)3 ﹢ ﹢ 常见取代基的定位作用 2、取代芳烃的官能团化 5、简单杂环化合物的官能团化（自学） 一、羟基 二、 氨基 三、卤素 四、硝基与氰基 一般而言，分子量大的脂肪族腈和芳腈的产率较高，分子量较小的脂肪族腈与烷基卤化镁作用，其酮的产率因生成的酮亚胺可发生多种副反应而大大降低，分子量较小的脂肪族腈与芳基卤化镁作用也可得到满意效果。 芳腈在Lewis酸催化下可与磷叶里德反应生成芳酮，该反应反应快，产率高。 五、羰基 H2O OH 六、羧基 保护基应满足下列三点要求： a. 它容易引入所要保护的分子(温和条件)，且能定量反应； b. 它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; c. 它可以在不损及分子其余部分的条件下定量除去（温和条件）; d. 保护基解除后应与原化合物容易分离。 在一些例子中，第三条可以放宽，允许保护基被直接转变为另 一种官能团。 第三节 保护基团 一、羟基的保护 1、醇羟基的保护 （1）醚类衍生物 a. 形成甲醚类 ROCH3保护基 该方法的优点：保护基容易引入，常用硫酸二甲酯，碘甲烷等； 使用条件：对酸碱氧化剂或还原剂均稳定； 缺点：难于脱去保护基，常用脱去剂BCl3，BBr3、Me3SiI等。 近年发现，BF3/RSH同样可以脱去甲基，该反应条件温和，但费时，需放置数天。 应用：单糖环相关结构的测定。 b. 三甲基硅醚 ROSi(CH3)3及其他硅醚的保护基 优点：引入除去都较为方便，缓和； 使用条件：对催化氢化、氧化和还原稳定； 缺点：不耐酸碱，只能在中性条件下使用。 广泛用于保护糖、甾类和其他醇的羟基。 二甲基叔丁基硅醚： 优点：用氟化四丁铵很容易脱去； 使用条件：对水、CrO3、氢解、及温和还原反应稳定； c. 形成苄醚 ROCH2Ph 广泛用于糖及核苷酸中醇羟基的保护。 优点：脱去条件较为温和（中性条下室温催化氢解，或用金属钠或锂在液氨中还原断开）。 适用条件：碱性条件下稳定，对氧化剂、LiAlH4与弱酸稳定。 三苯基甲醚 (ROCPh3) 广泛用于糖，核苷酸以及甘油酯中的伯羟基。 优点：可以选择性的与多元醇的伯羟基反应。 (2) 羧酸酯衍生物 a. 醋酸酯ROCOCH3保护基 保护范围：对CrO3/Py氧化剂稳定； 酰化选择性：位阻小的反应，选择伯仲醇； 脱去乙酸酯保护基：皂化反应水解； 缺点：与大多数的还原剂作用，在强碱中也不稳定，因此很少用作有效的保护基团。 广泛用于甾类、糖，核苷酸以及其他化合物羟基的保护。乙酰化反应通常用乙酸酐在吡啶溶液中进行，也可用