第三章_導(dǎo)向基與保護基

1、第三章 有機合成中的導(dǎo)向基和保護基主要授課內(nèi)容：主要授課內(nèi)容：導(dǎo)向基與取代芳烴的合成導(dǎo)向基與取代芳烴的合成導(dǎo)向基與脂肪目標(biāo)分子的合成導(dǎo)向基與脂肪目標(biāo)分子的合成 雙鍵及端基炔的保護雙鍵及端基炔的保護 含活潑氫官能團的保護（羥基、氨基、羧基）含活潑氫官能團的保護（羥基、氨基、羧基） 醛、酮羰基的保護醛、酮羰基的保護 分子中的某些基團，對新引入基團的位置、分子中的某些基團，對新引入基團的位置、反應(yīng)速度起決定作用，這些基團稱為導(dǎo)向基。反應(yīng)速度起決定作用，這些基團稱為導(dǎo)向基。 一、導(dǎo)向基一、導(dǎo)向基 導(dǎo)向基通過導(dǎo)向基通過電子效應(yīng)電子效應(yīng)和和空間效應(yīng)空間效應(yīng)對反對反應(yīng)中心產(chǎn)生影響。應(yīng)中心產(chǎn)生影響。1、導(dǎo)向基

2、與取代芳烴的合成、導(dǎo)向基與取代芳烴的合成例例：BrBrBrBrBrBrNH2NH2導(dǎo)向基的要求導(dǎo)向基的要求（1）明顯的導(dǎo)向作用）明顯的導(dǎo)向作用（2）易于引入和去掉）易于引入和去掉（召之即來，揮之即去召之即來，揮之即去）芳環(huán)上常用導(dǎo)向基芳環(huán)上常用導(dǎo)向基:引入條件引入條件導(dǎo)向作用導(dǎo)向作用去掉條件去掉條件- NH2- NO2- SO3H- C(CH3)3HNO3 / H2SO4Fe / HCl(1)(2)鄰、對位鄰、對位NaNO2 / H2SO4H3PO2(1)(2)HNO3 / H2SO4間位間位H2SO4H3O+對位封閉對位封閉(CH3)2C=CH2 / AlCl3(CH3)2CHCH2OH /

3、 H3PO4orAlCl3H3PO4or同上同上Fe / HClNaNO2 / H2SO4H3PO2(1)(2)(3)導(dǎo)向基導(dǎo)向基（1）- NH2、- NO2 的導(dǎo)向作用的導(dǎo)向作用可將兩個鄰對位基團按間位引入可將兩個鄰對位基團按間位引入例：例：ClCH(CH3)2ClCH(CH3)2NH2ClCH(CH3)2NH2好！好！合成：合成：CH3CH=CH2+AlCl3CH(CH3)2H2SO4HNO3CH(CH3)2NO2Fe / HClCH(CH3)2NH2CH(CH3)2NHCOCH3(CH3CO)2OCl2 / FeH3O+(1)(2)CH(CH3)2NH2ClNaNO2 / H2SO4H3

4、PO2(1)(2)CH(CH3)2ClNO2NH2NHCOCH3NHCOCH3CH(CH3)2NHCOCH3CH(CH3)2ClNH2CH(CH3)2ClCH(CH3)2Cl或：或：可將兩個間位基團按鄰、對位引入可將兩個間位基團按鄰、對位引入例：NO2NO2NO2NO2或NH2NO2NO2NO2NH2NO2NO2NO2NH2（2） - SO3H的對位封閉作用的對位封閉作用合成：合成：NO2NH2CH3Cl（3）- C(CH3)3的對位封閉作用的對位封閉作用例：例：ClOHCl- SO3H 是強鈍化基，一般只引入一個鄰位基團！是強鈍化基，一般只引入一個鄰位基團！合成：合成：OH(CH3)2C=C

5、H2+AlCl3OHC(CH3)3Cl2 / FeOHC(CH3)3ClClAlCl3OHClCl- C(CH3)3是弱活化基，可同時引入兩個鄰位基團！是弱活化基，可同時引入兩個鄰位基團！2、導(dǎo)向基與脂肪目標(biāo)分子的合成 具有多個活性中心的脂肪族分子進行反應(yīng)具有多個活性中心的脂肪族分子進行反應(yīng)時，可利用時，可利用活化或封閉活化或封閉手段進行導(dǎo)向，使反應(yīng)手段進行導(dǎo)向，使反應(yīng)在指定位置發(fā)生。在指定位置發(fā)生。此法常用于不對稱酮的烴化或位阻此法常用于不對稱酮的烴化或位阻- 位的烴化。位的烴化。例：例：n-C4H9CH2COCH3KNH2CH3Br(1)(2)n-C4H9CHCOCH3n-C4H9CH2C

6、OCH2CH3+CH358%42%（1）引入）引入- COOC2H5 、- CHO 等活化等活化-位位試劑：試劑：EtOCOOEtEtOCOClEtOCHO引入引入- COOEt引入引入- CHO例例1：OOPhOPhCOOEtOCOOEtPhCH2Br+EtOCOOEtOOCOOEtOH-(1) CH3ONa(2) PhCH2BrOCOOEtPh(1)(2)KOHH2OH+OPh合成：合成：直接作原料直接作原料n-C4H9CH2COCH3n-C4H9CHCOCH3n-C4H9CH2COCH2CH3CH3n-C4H9CH2COCH3n-C4H9CH2COCH2COOEtC2H5OCOClt-C

7、4H9OKn-C4H9CH2COCHCH3COOEtn-C4H9CH2COCH2CH3(2)CH3I(1) OHn-C4H9CCOCH3CH3COOEtn-C4H9CHCOCH3CH3(2)CH3I(1)OH_n-C4H9CH2COCH3n-C4H9CHCOCH3COOEtCH3ONaEtOCOCl例例2 2：CH3C3H7OC3H7CH3OC3H7CH3OOC3H7CH3OCOOC2H5O+合成：合成：CH3C3H7OEtOCOClt-C4H9OKC3H7CH3OCOOEtOOH-C3H7CH3OOHCOOEtC3H7CH3O(1)(2)KOHH2OH+作業(yè)作業(yè)1：OCOOEt原料：原料：O

8、H（2）封閉基團的應(yīng)用 在烴化反應(yīng)中，應(yīng)用封閉基團將不希望作在烴化反應(yīng)中，應(yīng)用封閉基團將不希望作用的部位暫時阻塞，也能起到導(dǎo)向作用。用的部位暫時阻塞，也能起到導(dǎo)向作用。例：例：OO作業(yè)作業(yè)2：O原料:O其它有機、無機原料任選其它有機、無機原料任選1、雙鍵的保護、雙鍵的保護（鄰二鹵代物）（鄰二鹵代物）例：例：OOO茉莉內(nèi)酯茉莉內(nèi)酯: 具有奶油、牛奶、水果氣味具有奶油、牛奶、水果氣味 5-羥基羥基-7-癸烯酸癸烯酸-內(nèi)酯內(nèi)酯 二、保護基二、保護基OOHOH對甲苯磺酸對甲苯磺酸OOOOBrBrBr2H3O+BrBrO合成：合成：OBrBrOPhCOOOHOOZnC2H5OH2 2、- CC H的保護

9、的保護形成形成來保護來保護對氧化劑、還原劑、金屬試劑穩(wěn)定！對氧化劑、還原劑、金屬試劑穩(wěn)定！CCNaCCLiCCMgBrCCSi(CH3)3CCHOH-H2OCHC-CH=CH-CC - CH=CH - CCH(CH3)3SiClC2H5MgBr, THF(1)(2)(CH3)3SiCC-CH=CH-CC - CH=CH - CCSi(CH3)3H2 / Pd - BaSO4喹啉喹啉(CH3)3SiCC-CH=CH-CHCH - CH=CH - CCSi(CH3)3CHC-CH=CH-CHCH - CH=CH - CCH例：例：3 3、羥基的保護、羥基的保護ROH 對對 Grignard 試劑、

10、金屬試劑、氧化劑不安定試劑、金屬試劑、氧化劑不安定（1）成酯保護）成酯保護ROH(CH3CO)2OCH3COORPhCOClPhOOR中、酸性條中、酸性條件下穩(wěn)定；件下穩(wěn)定；對氧化劑、對氧化劑、弱還原劑穩(wěn)弱還原劑穩(wěn)定。定。對堿、強還原劑、對堿、強還原劑、 Grignard 試劑、金屬試試劑、金屬試劑不安定；劑不安定；CONOHOOOHCOClOOOHNHOH+COOHOOOHNO2CONOHOOCH3OSOCl2例例*：COOHOOOH(CH3CO) 2OCOOHOOCH3COOSOCl2COClOOCH3COOPhNHOHCOOOCH3COONOHCONOHOOOHOH-（2）成醚保護芐醚：

11、芐醚：ROH+PhCH2ClKOHROCH2PhPdH2ROH對堿穩(wěn)定對堿穩(wěn)定四氫吡喃醚：四氫吡喃醚：ROTHPROHODHP+OORHOAcH2OROH四氫吡喃醚四氫吡喃醚脫保護脫保護OOR 應(yīng)用廣泛（可保護醇、酚羥基），應(yīng)用廣泛（可保護醇、酚羥基），易制備，易脫保護。耐強堿、易制備，易脫保護。耐強堿、GrignardGrignard 試劑、有機金屬試劑、烴化劑、氧化劑試劑、有機金屬試劑、烴化劑、氧化劑和?；瘎?。和?；瘎λ崴芤翰环€(wěn)定！對酸水溶液不穩(wěn)定！例例1：HOCH2CCHHOCH2CCCOOHHOCH2CCHO+OOCH2CCHC2H5MgBrOOCH2CCMgBrCO2H3O+(

12、1)(2)HOCH2CCCOOH例例2 2：豌豆蛾信息素合成：豌豆蛾信息素合成OOOHOHBrOHCH3BrCHCH+OHOH合成：合成：HO(CH2)9OHOOHO(CH2)9OPBr3OBr(CH2)9OCHCNaCHO(CH2)9OCNaNH2CH3I(1)(2)CH3CO(CH2)9OCNa+ 液液 NH3O(CH2)9OH3O+(1)(2)(CH3CO)2O(CH2)9OO豌豆蛾信息素豌豆蛾信息素 反反-10-十二烯醇乙酸酯十二烯醇乙酸酯 100mg 731元元 250mg 1612元元 梨小食心蟲性信息素的合成梨小食心蟲性信息素的合成HH(CH2)7OCOCH3n-C3H7原料：原

13、料：HO(CH2)7OH反反-8-十二碳烯醇乙酸酯十二碳烯醇乙酸酯 50mg 446100mg 824 250mg 1786 4、氨基保護- - NHNH2 2 易被氧化、烴化、酰化易被氧化、烴化、?；?NH2轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化鹽鹽-NH3+酰胺酰胺- NHCOR芐胺芐胺- NHCH2Ph 一般不用甲?；?、乙?；Ｗo作用不一般不用甲?；⒁阴；?，保護作用不大，水解脫保護時對肽鍵有損。大，水解脫保護時對肽鍵有損。氨基甲酸酯氨基甲酸酯-NHCOOC4H9-t-NHCOOCH2Ph鄰苯二甲酰亞胺鄰苯二甲酰亞胺腦白金腦白金*-主要成分主要成分 褪黑素褪黑素 美樂托寧美樂托寧(Melatonin ) 它是位于人

14、腦深處的松果體（也稱松果腺）分泌的一種活性它是位于人腦深處的松果體（也稱松果腺）分泌的一種活性物質(zhì)。醫(yī)學(xué)上發(fā)現(xiàn)松果體已有幾百年歷史，但美樂托寧為人所認(rèn)物質(zhì)。醫(yī)學(xué)上發(fā)現(xiàn)松果體已有幾百年歷史，但美樂托寧為人所認(rèn)識只是識只是40多年前的事。多年前的事。研究表明，美樂托寧主要擔(dān)任身體內(nèi)的信息傳遞工作，可調(diào)研究表明，美樂托寧主要擔(dān)任身體內(nèi)的信息傳遞工作，可調(diào)節(jié)人體內(nèi)環(huán)境的平衡。在適當(dāng)時候補充美樂托寧，可改善睡眠。節(jié)人體內(nèi)環(huán)境的平衡。在適當(dāng)時候補充美樂托寧，可改善睡眠。 NHMeOCH2CH2NHC CH3O3-N-乙?；阴；?5-甲氧基色胺甲氧基色胺; 褪黑素褪黑素; 松果體素松果體素 咖啡蠟NHOH

15、CH2CH2NHCO(CH2)nRR=CH3 , C2H5KOHNa2S2O4NHOHCH2CH2NH2n = 16, 20, 22NHOHCH2CH2NHCOCH31. (CH3CO)2O2. NaOH - C2H5OH(CH3)2SO4NHCH3OCH2CH2NHCOCH35-5-羥基色胺羥基色胺美樂托寧美樂托寧(Melatonin )(Melatonin )保護保護-NH2NaOHNa2S2O4NHCH3OCH2CH2NHCOCH3NHCH3OCH2CH2NH2 每千克咖啡樹莖含有每千克咖啡樹莖含有0.5-2.5g羥基色胺酰胺羥基色胺酰胺,可可得到得到70-160mg 5-羥基色胺羥基色

16、胺. Nestle公司從咖啡蠟中提取色胺公司從咖啡蠟中提取色胺,生產(chǎn)美樂托寧生產(chǎn)美樂托寧及其衍生物及其衍生物.5-甲氧基色胺-NH2脫保護脫保護5 5、醛基和酮羰基的保護、醛基和酮羰基的保護通過形成縮醛、縮酮來保護羰基。通過形成縮醛、縮酮來保護羰基。試劑：OHOHOHOHSHOHSHSH縮醛、縮酮的穩(wěn)定性：縮醛、縮酮的穩(wěn)定性：缺點：對酸極敏感！對酸極敏感！對還原劑對還原劑:中性或堿性條件下氧化劑以及各種親核試劑都穩(wěn)定。中性或堿性條件下氧化劑以及各種親核試劑都穩(wěn)定。Na/ 液NH3Na / ROH NaBH4LiAlH4H2 / Cat.,對酸穩(wěn)定的羰基保護劑：對酸穩(wěn)定的羰基保護劑：NCCN丙二腈丙二腈NCCNRCHO+C2H5OH ,H2ORCH=C(CN)2NaOHRCHO100%對酸穩(wěn)定對酸穩(wěn)定解保護解保護OCH3CO2HCOCH3OHOHHCOCH3HSCH2CH2OHZnCl2OCH3CO2HSOLiAlH4OHOHHSOCH3COCH