有機(jī)合成化學(xué)與路線設(shè)計(jì)chapter4

Chapter4導(dǎo)向基的引入設(shè)計(jì)1,3,5—三溴苯的合成：大家知道，在苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)中溴是鄰，對(duì)位定位基，現(xiàn)在它們互居間位，顯然不是由溴本身的定位效應(yīng)能夠引入?？梢酝茰y(cè)需要有一個(gè)強(qiáng)的鄰，對(duì)值定位基存在，它的效應(yīng)壓倒了溴基，使溴基進(jìn)入了它的鄰，對(duì)位，而使溴基團(tuán)本身卻互處間位。不過產(chǎn)物中并沒有這個(gè)基存在，顯然它是在合成過程中進(jìn)入，任務(wù)完成后去掉的。此基團(tuán)在有機(jī)合成中稱之為導(dǎo)向基。那么，什么基團(tuán)可以滿足上述要求？顯然，根據(jù)我們所學(xué)的知識(shí)會(huì)想到氨基，它是一個(gè)強(qiáng)的鄰，對(duì)位定位基，即便于如下方式引入：

—H—NO2—NH2也便于如下去掉：—NH2—N2+OSO3H—H導(dǎo)向基1,3,5—三溴苯的合成：“招之即來(lái),揮之即去”。而“千呼萬(wàn)喚始出來(lái)”,并且還“主人忘歸客不發(fā)”,這樣的基團(tuán)是不配充做“東風(fēng)”的。不過有時(shí)要“借”的基團(tuán)也可以設(shè)法使它已存在于所使用的原料中,如上面的例子中,直接可改用苯胺為起始原料。4.1活化是導(dǎo)向的主要手段

在上例中氨基之所以能充任導(dǎo)向基,是由于它對(duì)鄰、對(duì)位有較強(qiáng)的活化作用。反之,要想間位取代

,就不能用氨基,而要用硝基、羰基等。但總的來(lái)說,利用活化作用是導(dǎo)向手段中使用最多的。除芳環(huán)取代外,直鏈化合物的取代,也可用引入活化基的辦法?；顫妬喖谆衔锏耐榛暮铣桑篊O2EtCO2EtNa+CO2C2H5CO2C2H51)H＋2)CO2H

但是乙酸的α-H不夠活潑。為使烷基化在α-碳上發(fā)生,需引入乙酯基(導(dǎo)向基)使α-H活化,于是用丙二酸二乙酯為原料。任務(wù)完成后,將酯基水解成羧基,再利用兩個(gè)羧基連在同一碳上受熱容易失去CO2

的特征,將導(dǎo)向基去掉。分析：合成步驟：可以預(yù)料，當(dāng)α-甲基環(huán)乙酮與烯丙基溴作用時(shí)會(huì)生成混合產(chǎn)物，這個(gè)困難可以利用活化導(dǎo)向的辦法來(lái)解決。2-allyl-6-methylcyclohexanone2-allyl-6-methylcyclohexanone脫甲酰基的反應(yīng)：(2-cyclopentylethyl)benzene

要拆開這個(gè)化合物,困難在于它是一個(gè)沒有官能團(tuán)的烴類化合物,似乎是“無(wú)懈可擊”。為將兩個(gè)環(huán)之間的飽和碳鏈拆開,我們不妨設(shè)想在合成過程中碳鏈上曾存在著官能團(tuán),這樣就創(chuàng)造了“可乘之機(jī)”。(2-cyclopentylethyl)benzeneCNOHR2R1LiAlH4Na,C2H5OHCHNH2R2R1

合成

:要注意,對(duì)付氏反應(yīng)來(lái)說,只有一個(gè)活潑位置可起反應(yīng),即兩個(gè)甲基的鄰、對(duì)位,而不是甲基之間的那個(gè)位置(位阻)。合成4．2鈍化也能導(dǎo)向活化能夠?qū)?，純化能不能?dǎo)向呢？1）氨基是很強(qiáng)的鄰，對(duì)位定位基，進(jìn)行取代反應(yīng)時(shí)容易生成多元取代物?；卮鹗强隙ǖ娜绻诒桨返谋江h(huán)上只要取代一個(gè)溴原子，則必須將氨基的活性降低，這可以通過乙?；磻?yīng)來(lái)達(dá)到：當(dāng)乙酰苯胺進(jìn)行溴化時(shí)，主要產(chǎn)物是對(duì)位溴代乙酰苯胺。合成:對(duì)-溴苯胺的合成丙基苯基胺具有定域化的未共享電子對(duì)，比原來(lái)的PhNH2活性要小。目標(biāo)分子如上拆開結(jié)果不好,因?yàn)榉磻?yīng)得到的產(chǎn)物比原料的親核性更強(qiáng),容易發(fā)生多烷基化的反應(yīng):解決的辦法是將胺酰化,生成的酰胺可用LiAlH4還原為所要的胺:4.3利用封閉特定位置進(jìn)行導(dǎo)向

1〕分析：苯胺容易被氧化。如果苯胺直接用硝酸作硝化劑，則苯胺容易被氧化成為復(fù)雜的氧化產(chǎn)物。如果用混酸硝化，則主要產(chǎn)物是間－硝基苯胺。反應(yīng)同時(shí)生成一定量的鄰位和對(duì)位的硝基苯胺，但間位硝基苯胺的收率則隨硫酸的濃度增加而提高。如果要防止在用硝酸作用時(shí)苯胺被氧化，又要使代入的基團(tuán)主要進(jìn)入到原來(lái)氨基的鄰，對(duì)位處，則可以使氨基乙?；贡桨芬訬-乙?；苌飬⒓臃磻?yīng)。微量鄰硝基苯胺的合成在反應(yīng)的過程中用磺酸基封閉乙酰氨基的對(duì)位，這就是以“先來(lái)居上”的手段使磺酸基霸占對(duì)位，以致在隨后的硝化的硝基只能進(jìn)入鄰位，最后水解，不僅使磺酸基去掉，也使乙酰基水解為氨基。鄰硝基苯胺的合成如要制備鄰硝基苯胺，則需采用封閉特定位置進(jìn)行導(dǎo)向合成：間—苯二酚的直接溴化要控制在一取代是很困難的，這不僅因?yàn)榱u基對(duì)芳環(huán)有較強(qiáng)的活化效應(yīng)，還由于兩羥基互居間位，具有相互增強(qiáng)活化作用。

解決這一問題的辦法可以在溴化之前先引入一個(gè)羧基，封閉一個(gè)溴原子要進(jìn)入的部位，同時(shí)也降低了環(huán)上親電取代的活性，溴化完畢再將羧基去掉。4-溴-1，3-苯二酚本法的巧妙之處在于無(wú)論羧基的引入和脫去都利用了間一苯二酚的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，原來(lái)兩個(gè)互居間位的羥基是有利于在環(huán)上引入羧基，而在脫羧-反應(yīng)中，羧基的鄰對(duì)位的兩個(gè)羥基則有利于它的脫去。合成4-溴-1，3-苯二酚苯環(huán)上的親電核取代反應(yīng)中羥基是鄰，對(duì)位定位基，要使兩個(gè)氯原子只進(jìn)入羥基的兩鄰位，需要先將羥基的對(duì)位值封閉，這個(gè)可以利用叔丁基為阻塞基，它有下列兩個(gè)特點(diǎn)：1）叔丁基體積大，具有一定的空間阻礙