5、EM和EAA合成法-甲基酮和酸的合成

EM(丙二酸二乙酯)和EAA(乙酰乙酸乙酯)都属于Z-CH-Z’型含活泼亚甲基的化合物,具有共同的特点:

①在碱性条件下是优秀的亲核试剂,可以参与亲核取代和亲核合成反应:

②EM和EAA型化合物水解之后,分别得到丙二酸和乙酰乙酸型化合物,这两类化合物具有共同的特征:对热不稳定,受热易分解脱羧,分别生成酸和甲基酮:

原料分析的基本模型:

讨论:①试剂EtONa / EtOH(用其它的RONa和ROH可逆导致酯交换发生)。

②作为亲核取代,除卤代烃外,RX也可以是酰卤、a-氯代酸酯和a-氯代醛酮:

卤代烃:烯丙型 > CH3X > 伯RX > 仲RX

而氯乙烯、氯苯,叔RX,桥头RX等类型的卤代物及所有的RF都不能使用(为什么?)。

酰卤:可以在分子中引入酰基RCO-,从而生成二酮或酮酸;a-卤代酸酯可以再分子中引入羧甲基。

③作为亲核加成,EM和EAA可以与醛酮缩合,在分子中引入C=C,生成a,b-不饱和酸和a,b-不饱和醛酮:

a,b-不饱和酸

a,b-不饱和酮(醛)

④作为Micheal加成,EM和EAA可以与a,b-不饱和醛酮和酯在b-位缩合,生成二元酸、二元酮和酮酸等双官能团化合物:

1,5-二酮

合成举例1、

原料分析:                       TM

合成路线:

合成举例2、

原料分析:                        TM

合成路线:

合成举例3、

原料分析:                                      

合成路线:

在有机化学中,有些反应对有机合成特别重要,应当给予足够的重视。

1、Wittig反应-烯烃的合成

原料:含有a-H的卤代烷-烯丙型、伯、仲、a-卤代酸酯等;

醛酮-醛的活性大于酮。

试剂:三苯基膦(C6H5)3P反应后变成三苯基氧磷(C6H5)3P=O,催化加氢脱水以后又

变成三苯基瞵,可以反复使用并不消耗。目的产物烯烃由卤代烷和醛酮的碳链构成。

碱B既可以用强碱(如RONa),也可以用弱碱(如R2NH)。

选择性:Wittig试剂只能与醛酮的C=O缩合(醛的活性大于酮),不能与羧酸及其衍生物中的C=O缩合;Wittig反应主要受热力学控制,因此生成的烯烃以反式为主。

串联反应及其特点:一条合成路线常常包括若干步反应,如果每步反应都不需要分离纯化,那么整个合成路线可以在同一个反应器中连续进。这种不需要分离纯化、可以在同一个反应器中连续进行的若干个反应的组合称为串联反应。

串联反应的优点非常突出:①省去每步反应分离纯化的消耗(时间、精力、试剂、溶剂、能量等),导致总收率和经济效益的大幅度提高;②绝大部分有机反应都会直接导致混合体系(主要产物、副产物、未消耗殆尽的原料和试剂、溶剂、催化剂等),怎样把需要的化合物分离纯化出来往往是十分困难的,尤其当主副产物是同分异构体、理化性质差别很小的情况下,分离纯化则更为困难。因此有机合成的困难往往并不来自反应,而来自分离纯化,如果找不到适当的分离纯化方法,不仅会导致收率和效益大幅度降低,有时甚至会导致整个合成路线的失败。正是由于这种原因,串联反应越来越受到化学化工界的关注和重视,成为有机合成和有机化工领域中发展的热点。

原料分析模型:

合成举例1、

原料分析:

合成路线:(请完成)

 

有机合成以合成新的化合物为主要目标。它是有机化学为经济建设和科技发展服务最直接的途径,也是有机化学教学过程中,学习和掌握有机化合物的基本性质和基本反应、培养教育对象的创新能力的重要手段。因此它在有机化学领域中占有最重要的地位,在整个化学学科中,也是最活跃、发展最快的领域之一。

有机合成的

主要任务:用原料的碳链作为建筑材料,构建目的分子的碳链(大楼的主体);

次要任务:其一是:官能团的转换(没有的需要导入,多余的需要消去,不合适的需要变换)。所以把它看作是次要任务,是因为从基本反应出发,所有的官能团之间都存在适当的转换路线(可以一步完成,也可能需要几步完成),因此从理念上必须坚信:所有的官能团之间都可以相互转换!只有树立这种理念,才能把所有碳链相同(碳原子数目和碳链形状相同)的分子看作是等价的,这对于学习和掌握有机合成的基本思路是十分关键的!如:C6H5COOH 、C6H5COOR’ 、C6H5COX 、C6H5CHO 、C6H5CH2OH 、C6H5CH2X C6H5CH2NH2 的碳链都与C6H5CH3相同,因此它们之间的关系只是官能团的转换。遇到这种情况,必须立即想到它们都可以用甲苯C6H5CH3转化而来。

其二是:官能团保护。官能团保护在两种情况下需要使用:①易于破坏但又需要保留的官能团;②控制多官能团化合物的化学反应选择性。所以把它看作是次要任务,是因为官能团保护都有固定的方法和保护范围(或条件)。

官能团保护常常需要与反应选择性结合考虑,因此首先要熟悉选择性的有关概念。反应的选择性分为三个层次,每个层次又分为三个级别:

层次           级别

   化学选择性         专一性

反应的选择性    区域选择性        选择性

   立体选择性         非选择性

只有生化反应才在三个层次上都具有专一性。生化反应所具有的高速、温和和专一性是化学反应的最高镜界,也是化学化工追求的最终目标。当然,生化反应的这些特点,都与酶(生化反应的催化剂)相关,因此,模拟酶的催化功能成为近代化学领域中研究的一个热点。

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