第 7 章 基团的保护与反应性转换
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第 7 章 基团的保护与反应性转换
基团的保护与基团的反应性转换是指在一化合物分子中为使其特定基团或位置发生预期反应,其它基团或位置进行暂时性保护或暂时性级性改变的过程,待反应完成生成新化合物所采取的一种策略。
7.1 基团的保护和去保护
RCOCH2CH2OH + R'MgX
RR'C-CH2CH2OH
R'H + RCOCH2CH2OMgX
H2O
RCOCH2CH2OH
RCOCH2CH2OR''
R'MgXH3O
R-C-CH2CH2OHOH
R'
OH
HI, H2OR'
OH
¢Ù
¢Ú¢Û
¢Ü
NaR''X
R-C-CH2CH2OR''
+
7.1 基团的保护和去保护
1. 该基团应该是在温和条件下引入;
2. 在化合物中其它基团发生转化所需要的条件下是稳定的;
3. 在温和条件下易于除去。
7.1 基团的保护和去保护7.1.1 羟基的保护
1 .醇羟基的保护
注: Tceoc 为三氯乙氧羰基, Tbeoc 为三溴乙氧羰基, Bn 为苄基, ThP 为四氢吡喃基, Py 为吡啶
7.1 基团的保护和去保护7.1.1 羟基的保护
1 .醇羟基的保护 1) 醚类衍生物
( 1 )甲醚
Me3SiIROH
Me2SO4NaOH ROMe
BF3/RSHROH
或
OCH3R
Me3Si I
CH3I ROSiMe3+H2O
ROH Me3SiOH+
该方法的优点是:条件温和,保护基容易引入,且对酸、碱、氧化剂或还原剂都很稳定。这种方法一般多用于单糖环状结构的经典测定。
7.1 基团的保护和去保护7.1.1 羟基的保护
1 .醇羟基的保护 1) 醚类衍生物
( 2 )三甲基硅醚
醇的三甲基硅醚对催化氢化、氧化、还原反应稳定,广泛用于保护糖、甾族类及其它醇的羟基。它的一个重要特色是可以在非常温和的条件下引入和脱去保护基,但因其对酸、碱都很敏感,只能在中性条件下使用。
ROH + Me3SiCl (Me3SiNHSiMe3) ROSiMe3´¼/H2O
ROH
7.1 基团的保护和去保护7.1.1 羟基的保护
1 .醇羟基的保护 1) 醚类衍生物
( 3 )苄醚
①②③④
OOH
OHOH
HOH2C
H2SO4/CH3OHPhCH2Cl/KOHHCl/H2O/AcOHPy
O
OH
O
OBz
OH
BzCl/Py
H2[Pd-C]OH
OH
①②PhCH2OH2C
PhCH2O
PhCH2O
89%
Oadenin
OCH2PhNa/NH3
_ 3PhCH3
NH4Cl
Oadenin
OH
OH
HO
N
NN
N
NH2
①
②
adenin = 6-氨基嘌呤(腺嘌呤)
PhCH2O
PhCH2O
94%
苄基醚在碱性条件下通常是稳定的,就是对氧化剂 ( 如过碘酸、四乙酸铅 ) 、 LiAlH4 与弱酸也是稳定的。在中性溶液中室温下它们能很快被催化氢解,常用钯催化氢解或者与金属钠在液氨 ( 或醇 ) 中脱保护。该方法广泛用于糖及核苷酸中醇羟基的保护。
7.1 基团的保护和去保护7.1.1 羟基的保护
1 .醇羟基的保护 1) 醚类衍生物
( 4 )三苯甲基醚
O
CH2OH
OMeOH
OH
HO
TrCl/Py
1 h
O
CH2OTr
OMeOH
OH
HO
N
HN
O
OO
OROR'
HOH2C N
HN
O
OO
OROR'
TrOH2CTrCl/Py
多羟基化合物中选择性地保护伯醇羟基
易结晶,疏水,溶于许多非羟基的有机溶剂中。它对碱和其它亲核试剂稳定,但在酸性介质中不稳定。下列试剂经常用来除去三苯甲基保护基: 80 %的乙酸 ( 在回流温度 ) , HCl/CHCl3 和 HBr( 计算量 )/AcOH 在 0oC ,将三苯甲醇吸收在硅胶柱子上,几小时即可脱醚。
7.1 基团的保护和去保护7.1.1 羟基的保护
1 .醇羟基的保护 2) 缩醛和缩酮衍生物
( 1 )四氢吡喃醚
HC CCH2OH/ H
O OCH2C CH
C2H5MgBr
THFO O
CH2C CMgBr
CO2
H3OHOCH2C CCOOH
O
¢Ù
¢Ú
③
O
OO
OH
uracil
O
PO
H4NO
OHCl,, O O
NaOH, H2O
Ph3CCl/Py
O
OThPOH
uracilO
OThPO
uracil
P OO
OHO
P OO
OH
+
①
②
TritO
N NH
O
OO
uracil = ThP = Tr = trityl = Ph3C
对碱、格氏试剂、烷基锂、氢化铝锂、烃化剂和酰化剂均稳定。缺点是:不能用于在酸性介质中进行反应。此外,若用于旋光性醇,由于引入了一个新的手性中心,将导致生成非对映异构体的混合物,分离困难,造成产率降低。然而它在室温条件下,即能进行催化水解。
7.1 基团的保护和去保护7.1.1 羟基的保护
1 .醇羟基的保护 2) 缩醛和缩酮衍生物
( 2 )缩醛和缩酮
CH2OH
CH-OH
CH2OH
CH3COCH3/HCH2OH
CH-O
CH2O CH3
CH3
CH3(CH2)14COOH¸ÉÔïHCl
H2O
CH2OCO(CH2)14CH3
CH-OH
CH2OH
PhCHO/H
O
O
OH
H
Ph
HCH3(CH2)14COCl, Py
H2/Pd
CH2OH
CHOCO(CH2)14CH3
CH2OH
¢Ù
¢Ú
¢Ù
¢Ú
7.1 基团的保护和去保护7.1.1 羟基的保护
1 .醇羟基的保护 3) 羧酸酯类衍生物
( 1 )乙酸酯
OH OH
Ac2O/AcONa/AcOH
60 , 2hoC
OH
OH OH
OAc
95%
NH3/CH3OHor K3CO3/CH3OH
OH OH
OH
7.1 基团的保护和去保护7.1.1 羟基的保护
2 .酚羟基的保护 表 7-2 酚羟基的保护与脱保护
OO
酚羟基保护基 脱保护基的条件
-OCH3
浓 H2SO4,室温;浓 HCl,封管加热; HCl(HBr)乙酸水溶液,回流; HI回流;浓 HNO3 , CrO3 ,Ce(SO4)3, H2SO4; AlBr3 , BCl3 , BBr3 , POCl3/ZnCl2; CH3MgI,MgI2 , LiI/2,4,6-三甲基吡啶,回流; NaOMe/MeOH-DMSO , NaOH
-OCH(CH3)2 HBr, 回流
-OC (CH3)3 HCl-CH3OH, 60oC, CF3COOH室温
-OCH2Ph H2, Pd-C, HCl/AcOH, Na-C4H9OH
-OCH2OCH3 H2SO4/AcOH
与酸水溶液回流
-OCH2COPh Zn-AcOH, 室温
-OSi (CH3)3 H2O;含水甲醇,回流
-OCOCH3 碱的水溶液或碱的含水醇溶液 ,HCl,氨水或氨水的醇溶液
-OCOPh 碱的水溶液或碱的含水醇溶液 ,HCl
-OCO2CH3 碱的水溶液或碱的含水醇溶液
-OCO2CH2CH3 碱的水溶液或碱的含水醇溶液
-OCO2CH2CCl3 Zn-MeOH回流, Zn-AcOH搅拌 1~3小时
-SO2Ar 碱的的水溶液或碱的醇溶液
7.1 基团的保护和去保护7.1.1 羟基的保护
2 .酚羟基的保护
OH
O
+ 30min
OThP
酸的水溶液回流
OH
95%
OH
+ ClSO2Ar
OSO2Ar¼îµÄË®ÈÜÒº
»ò¼îµÄ́¼ÈÜÒº
OH
例如:
7.1 基团的保护和去保护7.1.2 羰基的保护
1 .缩醛(酮)类保护基团
O
OCHO
O
O
O
O
HO(CH2)2OH
toluene/reflux, 1h
Ti4+ mont
91%
O
O
O
OO
HO(CH2)2OH
n-henane/reflux, 1h
Ti4+ mont
87%
R R'
O MeO
R
OMe
R' R R'
OB10H14
(MeO)3CH, MeOH THF-H2O
B10H14
17examplex 11examplex
92%~97% 84%~99%
R
O
H
OR'R'O
HR
RuCl3.3H2O(0.1mol%)
R'OH, r. t., 10h
30examples, 45%~95%
R R'
O
MeO
R
OMe
R'
(MeO)3CH, MeOH
34examplex
84%~98%
InCl3(5mol%)Cyclohexane
reflux
R
R'
O
O( )n
HO(CH2)nOH
InCl3(5mol%)
R"O
R
OR"
R'
InCl3(5mol%)
R R'
O
32examplex84%~95%
MeOH-H2O
7.1 基团的保护和去保护7.1.2 羰基的保护
1 .缩醛(酮)类保护基团R R'
O O
R
O
R'
HO(CH2)2OH(as Solvent)I2(5mol%), r. t. 16h
19examplex
30%~90%
MeO
R
OMe
R' R R'
OI2(10mol%), acetone
r. t. 5min
9 examplex93%~99%
R R'
OI2(10mol%), acetane
r. t. 5~45min, or reflux 5min
9 examplex90%~99%
O
R
O
R'
OHOHO
O
O
FeCl3 6H2O.
环己烷,
+O
O
CAN(1.2aq)10%aqMeOH, r.t., 10min
CH
O
90%
O C
O
C
OO
OHOCH2CH2OHTsOH
H3O
O C
O
58%
OO
H
H
HO OHTsOH, C6H6,
O
m-ClC6H4CO3H, CH2Cl2,
DIBALH
H
HO
O
HO
OHC
70% 47%
①②
H
HO
O
7.1 基团的保护和去保护7.1.2 羰基的保护
2 .烯醇醚和烯胺衍生物
1) 烯醇醚和硫代烯醚O
O+ CH(OCH3)3
H
O
H3CO
CH3I
O
O
¢Ù
¢Ú H3O
¢Ù
¢ÚO
COOMe
CH(OEt)3/H2SO4/EtOH
COOMe
EtO90%
LiAlH4
HCl/MeOH/H2OO
CH2OH
65%
2) 烯胺
O
O
H
HO
HNH /C6H6
»ØÁ÷
O
H
HO
H
N
H3O
O
O
H
HO
H
100%
7.1 基团的保护和去保护7.1.2 羰基的保护
3 .硫缩醛(酮)类保护基团
24examplex 75%~98%
R R'
O CH2Cl2r. t./3h
r.t ./5~10minR"SH
HS(CH2)2SH
NaHSO4 SiO2
MeS
R
SMe
R'
S
R
S
R'
R=aryl, alkyl, alkenyl, heterocycl
R'=H, alkylR"=Et, n-C12H25, n-C16H33
R=Ph, R'=H
78%
NaHSO4 SiO2
Ph
O
CHO( )5 Ph
O
( )5
S
SHS(CH2)2SH NiCl2 6H2O
CH2Cl2-MeOH, r. t./25min
.
82%
7.1 基团的保护和去保护7.1.2 羰基的保护
3 .硫缩醛(酮)类保护基团
HO
MeO
NH2
N
O
CH(SEt)2 HO
MeO N
N
O
HFeCl3 6H2O.
CH2Cl2, r. t./15min
75%~85%
R H
OS
R
S
H
CeCl3 7H2O, NaI.
MeCN/reflux 3~5h
5 examples
83%~93%R= aryl, alkyl, alkenyl
ArCHO +CN
CN
H
Ar
CN
CN100%
CH2N2, EtOH_ N2
H3C
Ar
CN
CN
ŨNaOH/H2OO
H3C
Ar99%
50 oC
H2O/EtOH
HN
CHO
R
+CN
CN
Et2NH/EtOHHN
R
NC
CN
CH2N2, EtOH_ N2
70%~100%
HN
R
NC
CNCH3
浓NaOH/H2O
HN
R
O
CH3
R = COOEt, CH2CH2COOH, Et
7.1 基团的保护和去保护7.1.3 氨基的保护
; 保护基试剂 脱保护
缩写 结构式
Tfac (F3CCO)2O, Py
Ba(OH)2, NaHCO3
NH3/H2O, HCl/H2O
NaBH4/MeOH
Boc(t-Box) TFA/CHCl3, HF/H2O
Tceoc TceocClZn/AcOH阴极电解还原
Cbz(“Z”)HBr/AcOHH2/Pd
Phth PhthNCOOEtHBr/AcOHN2H4/H2O
O
F3C NHR
O
O NHRH3C
CH3H3C
O
O NHRCl3C
O
C6H5CH2O NHR
NR
O
O
O
t-C4H9O N3
O
O O
NO2
O
C6H5CH2OCCl
7.1 基团的保护和去保护7.1.3 氨基的保护
;
COOH
NH2
HCOOH»ØÁ÷
»ì Ëá H2O
COOH
NHCHO
COOH
NHCHO
O2N COOH
NH2
O2N
¢Ù
¢Ú
¢Ù
¢Ú
N
NO
O
OOAc
AcO
AcOAcO
(Tfac)2O/Py
HBr/AcOHNH3Cl
OAcO
AcOAcO
BrTfacNH
Me3Si
Me3Si
NH3/MeOHN
HNO
O
OHO
HOHO
H2N
53%O
O NHR
H3C CH3
H3C
TFA/CHCl3H
+ CO2 + RNH3
O
O NHRCl3CZn-AcOH+2e +H
Cl + CO2 + RNH2+Cl
Cl
O
PhCH2O NHR
HBr/AcOH
H2
Pd-C
C6H5CH2Br + CO2 + RNH2
C6H5CH3 + CO2 + RNH2
7.1 基团的保护和去保护7.1.3 氨基的保护
O
N HBF4Me2N + t-BuO C O2
NMe2N
20 oC , 1h
NMe2N
O
OBu-tC
BF4
( I ) 95%H2NCH C
ONa
O( I )/H2OHCl/H2O
O
t-BuO C NHCHCOOH
R¢Ù¢Ú
R
+ RNH2N COOEt
O
O
Na2CO3/H2O15~30min
O
O
NHR
NHCOOEtH2NCOOEt_
NR
O
O
H2NNH2 RNH2 +
O
O
NH
NH
C6H5CH2OCOCl + R2NH C6H5CH2OCONR2
CO2 + HNR2C6H5CH2OCONR2H2/Pd
C6H5CH3 + HOCNR2
O
+Cl
O
R1
HN
R2N
O
R1
R2
MWI
1~10min
19example58%~95%
R1=H, Ph, Bu等 ; R2=4-ClC6H4, 4-O2NC6H4, Ph, PhCO, -CH=CH-N=CH-, Pyridin-2-yl, Pyridin-4-yl, Pyrimidin-2-yl, Purin-6-yl, Bu, 1,3-thiazol-2-yl, C7H15
7.1 基团的保护和去保护7.1.4 羧基的保护
R COOH R COOMe R COOHMeOH, H+ OH-, H2O
或Me3SiH
R COOH R COOBu-t R COOHt-BuOH, H+ H+, H2O
R COOH R COOCH2Ph R COOHPhCH2OH, H+ H2
Pd-C
R COOH R COOSiMe3 R COOHNa2CO3
H2O
Me3SiCl
羧基的保护和去保护所用的反应与羟基、氨基保护中使用的反应类似。羧基被保护后生成的最重要的衍生物是叔丁基、苄基、甲基和三甲硅基酯。它们可分别被三氟乙酸、氢解和强酸和强碱或三甲基碘硅烷作用脱去保护。
7.1 基团的保护和去保护7.1.4 羧基的保护
R OH
O
R Cl
O OHO
R O
O
O
O
OO
RSOCl2 BF3 Et2O
.
原酸酯氧杂环丁烷酯
氧杂环丁烷醇
R O
OOHOH R OMe
O
R OH
O
[温和酸开环]
稀H2SO4, CH3OH
[温和碱水解]
K2CO3, CH3OH Me3SiI
7.1 基团的保护和去保护7.1.5 碳 - 氢键的保护
1 .乙炔衍生物活泼氢(— C≡C—H)的保护
C CMgBr
Br
Me3SiCl
C CSiMe3
Br
Mg
THF
C CSiMe3
MgBr
CO2H3O
C CSiMe3
COOH
AgNO3/OH
H3O C CHHOOC¢Ù¢Ú
oC
Br+
LiSiMe3
Et2O, 0
AgNO3/H2O/EtOHAg
KCN/H2OAgCN_
H >80%
¢Ù
¢Ú
Me3SiCl
H
H
SiMe3
SiMe3
H
HEtMgBr, THF CuCl, O2
CH3COCH3, TMEDA
90%
¢Ù
¢Ú
H
H③
④
EtMgBr, THF:1h; r.t.
Me3SiCl: 0.5h, r.t.
1 bar H2 [Lindlar Cat]; (喹啉/己烷); r.t.80%
AgNO3/H2O/EtOH: 0.5h; r.t.
KCN/H2O; r.t.
①②
⑤90%
80%
H H
60%
7.1 基团的保护和去保护7.1.5 碳 - 氢键的保护
2 .芳烃中 C-H 键的保护
简单芳香族化合物的合成通常用亲电取代反应来完成,
新引入基团将进入芳环上电子密度最高的位置。若想得到不
同位置的取代物,就必须首先将最活泼的位置保护起来,然
后再进行所希望的取代反应,最后再脱去保护基。常用的保
护基有间位定位基,如 -COOH 、 -NO2 、 -SO3H ,及邻对位
定位基,如 -NH2 、 -X 等
7.1 基团的保护和去保护7.1.5 碳 - 氢键的保护
2 .芳烃中 C-H 键的保护 1)间位定位基OH
OH
CO2/NaHCO3
Kolbe·´ Ó¦
OH
OH
COOH
Br2/AcOH30~35 oC
OH
OH
COOH
BrH2O
100 £¬»ØÁ÷oC
OH
OH
Br
CH3
ŨH2SO4
100 C
CH3
SO3H
Cl2Fe
ClH2O, H
150 Co o
CH3
SO3H
Cl
CH3
OH»Ç»¯
OH
SO3H
(NH4)2SO4
NH2
SO3H
H2SO4 SO3
NH2
SO3H
SO3H
HO3S
HNH2
SO3H
HO3SNaOH
NH2
OH
HO3S
¢Ù
¢Ú
C(CH3)3
HNO3H2SO4
C(CH3)3
NO2
Br2Fe
C(CH3)3
NO2
BrFe + HCl
C(CH3)3
NH2
BrNaNO2+H2SO4
H3PO2/H2O
C(CH3)3
Br
7.1 基团的保护和去保护7.1.5 碳 - 氢键的保护
2 .芳烃中 C-H 键的保护 2)邻、对位定位基
C(CH3)3
OH
, H2SO4
OH
Cl2
C(CH3)3
OH
ClClÕôÆûͨ ¹ý 275~350 µÄ»î ÐÔ°×ÍÁ
oC
OH
ClCl
oC
NH
CH3O
BnOOBn
OCH3
Br2/AcOH/H2O5
NH
CH3O
BnOOBn
OCH3Br
20%醇, HCl(脱苄)
28%HCHO/HCl,100 oC
N
CH3O
HOOH
OCH3Br
LiAlH4/THF
脱溴
N
CH3O
HOOH
OCH3
①②
7.1 基团的保护和去保护7.1.5 碳 - 氢键的保护
3 .脂肪族化合物 C-H 键的保护
O
HCOOEt/EtONa
OH CHO
C6H5NHCH3
OH
CH3
C6H5
NaNH2
CH3I
OCHN
CH3
C6H5
H3C
H2O, H
OH3C
(˳ʽÓë·´ ʽµÄ»ì ºÏ Îï )¢Ù
¢Ú
CH N
7.2 基团的反应性转换
基团的反应性转换在学习逆合成分析法时已经提及, a 合成子和d 合成子可以相互转换,意思是在反应过程中有机化合物中某个原子或原子团的反应特性(亲电性或亲核性)发生了暂时转换。这一过程是大家早就知道的。然而形成反应性转换的一般概念,并为大家所重视却是近年来的事情。这个概念具有极大的重要性,它使我们开阔思路,不仅要考虑一个基团固有的反应性的重要表现,还引导我们去研究它的可能转换。极性转换过程使得合成路线与经典方法相比,有了全新的途径。极性转换在大量的有机合成机理中都有涉及,极性转换打破了传统上对该分子的反应性理解,不仅有利于提高反应的原子经济性,而且可以进一步丰富有机反应,提高有机合成技巧。
7.2 基团的反应性转换 7.2.1 羰基的反应性转换
1 .羰基( C1)的反应性转换
羰基是极性的基团,其中碳呈正电性。在反应中表现为亲电的特性,与各种亲核试剂反应形成碳 -碳键或碳与其它原子的键,是构筑有机分子较为重要的官能团。如果它的反应性能够转换,不仅能与亲核试剂反应,还能与亲电试剂反应,可以想象,羰基在有机合成中的作用将会进一步扩大。
7.2 基团的反应性转换 7.2.1 羰基的反应性转换
1 .羰基( C1)的反应性转换 1 )金属酰基化合物
ArLi + Ni(CO)4 ArC Ni(CO)3
O
Li
(2)
OArC
NiCO
CO
LiCOõ£»ùÄø»¯ºÏ Îï µÄ½á¹¹ ¿É±í ʾΪ £º
(2) + H ArCH
O
ArC
O
(2) + ClCH2Ph CH2Ph(2)
ArC
O
C CH2Ph
Ar
O
O O
(2) + C C C ArC
O
CHC C
7.2 基团的反应性转换 7.2.1 羰基的反应性转换
1 .羰基( C1)的反应性转换 2 )烯醇衍生物
OCH C C C C C
EC C
O
CH CH H
YY Y
E
H2O
E
O
C CLi
SPh
D2O
CO2
CH3I
RCHO
R R'
O
C CD
SPh
CH C D
OC C
CO2
SPh
CH C CO2
O
C CCH3
SPh
CH C CH3
O
C CCHO
SPh
CH C CH
R
OH
R
OC C
C
SPh
CH C C
R R'
O R
OH
R'
7.2 基团的反应性转换 7.2.1 羰基的反应性转换
1 .羰基( C1)的反应性转换 3 )缩醛衍生物
ER C HY
Y
金属化R C
Y
YR C E
Y
Y
R CHO
R CO
ER C
OE
R CO
EH3O+
RCHO + SH SHC
R
H
S
S
(3)
RCHO + CH2=CHOEtNaCN
R C
O
CN
H
H
O CH3Et
(4)R C H
CN
OSi(CH3)3
RCHO + (CH3)3SiCNZnI2
(5)
R C H
CN
OSi(CH3)3(i-PrO)2NLi
THF, -78 CR C Li
CN
OSi(CH3)3R'X R C R'
CN
OSi(CH3)3H2O
R C R'
OÀýÈç:
o
7.2 基团的反应性转换 7.2.1 羰基的反应性转换
1 .羰基( C1)的反应性转换 3 )缩醛衍生物
7.2 基团的反应性转换 7.2.1 羰基的反应性转换
1 .羰基( C1)的反应性转换 4 ) Stetter 反应
R C H
O+ C C X R C C
O
CH
X = COR', COOR', CN
X
O
C C R ArC
O
C CH2CAr C
OH
CN
+ Ar C
OH
CN
C C
O
CC RO
R
S
N
R
HO(H2C)2
H3C
+ R'CHOS
N
R
HO(H2C)2
H3C
C H
R'
O
S
N
R
HO(H2C)2
H3CC
R'
OHO
C C R''C
S
N
R
HO(H2C)2
H3C
C
R'
OH
C C C R''
O
R'C
O
C CH
O
C R''S
N
R
HO(H2C)2
H3C
C
R'
O
C C
S
N
R
HO(H2C)2
H3C+C
OH
R"=
7.2 基团的反应性转换 7.2.1 羰基的反应性转换
2. C2 的极性转换
R CH3
O
R CH2Cl
O
R CH2Nu
OX2 Nu
a2d2
Br
O
OCN CNO
7.2 基团的反应性转换 7.2.1 羰基的反应性转换
3 .不饱和醛的极性转换
R1 H
O
R2 H
OO
O
R2 R1
+ CatalystN
N
Cl-Catalyst:
R2 H
O
R2
N
N
OH SMe
MeS
R2
N
NSMe
MeS
OH
R2
N
N
SMe
MeS
OHOR1
R2
N
N
SMe
MeS
OOR1
O
O
R2 R1
N
N
MeS
MeSR1 H
OA
B
C
MeS: 2,4,6- 三甲苯基
7.2 基团的反应性转换 7.2.2 氨基化合物的极性转换
(CH3)2NH + H2C O H2COH
N(CH3)2
, H2O_
_ CH2(CH3)2NH+H2O, H
H2C
OCH3 C6H5C CH2
OCH2CH2C6H5C N(CH3)2
H
N(CH3)2
C6H5C
OH
_ HO
CH2CH2C6H5C N(CH3)2 (Mannich碱)
C NH
H
R
ÖÙ°·
½ðÊô»¯×÷Óà Ç×µçÊÔ¼Á ÍÑÑÇÏõ »ùC NNO
H
RC N
NO
RC N
NOE
RC N
HE
RÑÇÏõ »¯×÷ÓÃ
7.2 基团的反应性转换 7.2.2 氨基化合物的极性转换
N
H
N
NO
RLi
THF, -80LDA
oC
N
NO
Li
C3H7X
N
NO
SnCl2HCl
N
H¶¾ÇÛ¼îC2H5CHO
N
NOOH
SnCl2, HCl
N
H OH
ôǶ¾ÇÛ¼î
7.2 基团的反应性转换 7.2.2 氨基化合物的极性转换
RNH CHÑÇÏõ »¯£¬½ðÊô»¯
EE
N CR
ON EN CR
N NOC6H5CH2
C6H5CH2
1,3-¶þäå±ûÍé
1,4-¶þä嶡 Íé
C6H5CH2 N
C6H5
C6H5CH2 N
C6H5
7.2 基团的反应性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换
1 .芳香族化合物的极性转换
通过使芳香族化合物与金属配合的办法,可以实现芳香族化合物的可逆极性转换,即使芳香环由亲核性变为亲电性。这是因为芳香烃与金属配合以后,由于电子效应和立体效应的影响,使芳香配体部分发生很大的变化,因而能发生原来不能发生的亲核反应,反应后,可以很方便地将配合的金属除去,而得到不带金属的芳香族化合物;芳香族化合物配合的金属恰似起到了一个既易于引入又容易除去的活化原子团的作用;进行反应的条件温和,为有机合成提供了方便。
7.2 基团的反应性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换
1 .芳香族化合物的极性转换 Cr
OC COCO
用相应的芳香族化合物与六羰基铬 [Cr(CO)6] 在惰性溶剂( 通常用 CH3OCH2CH2-O-CH2CH2OCH3) 中回流数小时,六羰基铬中的三个羰基被芳香烃置换而得到一芳香烃三羰基铬,产物用有机溶剂重结晶后通常为黄色或橙黄色晶体。当芳环上带有各种不同取代基时,亦能用这种方法制备相应的三羰基铬配合物。当取代基为排斥电子的基团时,如 -OCH3 、 -NH2 、 -N(CH3)2 时,产率均在 80%以上。反应完成后除去配合的金属不影响芳环上所带的各种官能团,要除去配合的金属常用碘或四价铈盐等氧化剂
7.2 基团的反应性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换
1 .芳香族化合物的极性转换 Cr
OC COCO
一芳香烃三羰基铬的主要特征是:首先,由于芳香烃和三羰基铬的配位使芳核上电子云密度降低,有利于发生亲核取代反应;其次,使芳核上其它原子、基团、侧键的性质都发生变化。
Cr(CO)3
CrOC CO
CO
X + Y
X
Y
_ X
Cr(CO)3
Y[O]
25oC
Y
CrOC CO
CO
F
CrOC CO
CO
F
CO2Et
CO2Et
CrOC CO
CO
CO2Et
CO2Et
CO2Et
CO2EtEtO2C CO2Et [O]-F-
Cr(CO)3
+ R[O]
R
Cr(CO)3
R
H
Cr(CO)3
R
(6)
R= CN、 COOR等基团
7.2 基团的反应性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换
1 .芳香族化合物的极性转换 Cr
OC COCO
一芳香烃三羰基铬的主要特征是:首先,由于芳香烃和三羰基铬的配位使芳核上电子云密度降低,有利于发生亲核取代反应;其次,使芳核上其它原子、基团、侧键的性质都发生变化。
Cr(CO)3
CrOC CO
CO
X + Y
X
Y
_ X
Cr(CO)3
Y[O]
25oC
Y
CrOC CO
CO
F
CrOC CO
CO
F
CO2Et
CO2Et
CrOC CO
CO
CO2Et
CO2Et
CO2Et
CO2EtEtO2C CO2Et [O]-F-
Cr(CO)3
+ R[O]
R
Cr(CO)3
R
H
Cr(CO)3
R
(6)
R= CN、 COOR等基团
7.2 基团的反应性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换
1 .芳香族化合物的极性转换 Cr
OC COCO
Cr(CO)3
OM
OM
CO2Bu-t
OM
t-BuO2CCO2Bu-tLi
过量I 2, 86%+
94 : 6
Cr(CO)3
[O]CH2COOCH3
NaH/DMFBr(CH2)3Br
Cr(CO)3COOCH3 COOCH3
89%
Li CNCN CH3I I2
(OC)3Cr (OC)3Cr
CN
(OC)3Cr
CH3
CN
CH3
7.2 基团的反应性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换
1 .芳香族化合物的极性转换 Cr
OC COCO
N
N
Cu ClClNa
Et2O, 回流N
Cu
N
Cu I0
(8)(7)
I
N
Cu
RX
N
R
Ö÷Òª²ú Îï
+
N R
CH3COClÒÒÃÑ-¼ºÍé»ØÁ÷
N
COCH3
Ö÷Òª²ú Îï
+
N COCH3
80%
ÒÒÃÑ£¬»ØÁ÷
7.2 基团的反应性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换
2 .烯烃的极性转换
烯烃分子中的碳碳双键具有较高的电子云密度,作为电子给予体,容易发生亲电加成反应。当烯烃分子中碳碳双键上的不饱和碳原子被强吸电子的原子或原子团如 -X 、 -CF3 、 -CN 、 -CHO 等取代后,碳碳双键必定受强吸电子的原子或基团的影响而改变它的极性,作为电子受体而能发生亲核加成反应
CH2HC CN
ROH
H2S
RNH2
ROCH2CH2CN
HSCH2CH2CN
RNHCH2CH2CN
CH2HC CF3 + ROH ROCH2CH2CF3
7.2 基团的反应性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换
2 .烯烃的极性转换 Fe
Cp
OC CO
Br (Cp = »· Îì ¶þÏ©»ù)
Cp(CO)2Fe + Nu (CO)2 Fe
Cp
Nu
Cp(CO)2Fe
(CH2)3
NH3
Cp(CO)2Fe
HN
FeCp
CO
NAg2O
O
NO
H2O + C2H4 + PdCl42 Pd OH2
Cl
Cl
(II)
Pd
HO
Cl
Cl
OH2
¦Â Ïû ³ý_CH3CHO + Cl + HCl + Pd [0]
CuCl2 /O2