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有机合成中的官能团保护

来源:未知作者:吴润生 点击:所属专题: 有机合成 官能团保护
在有机合成中,某些不希望起反应的官能团,在反应试剂或反应条件的影响下而产生副反应,这样就不能达到预计的合成目标,因此,必须采取措施保护某些官能团,待完成反应后再除去保护基,使其复原。 1 、保护措施必须符合如下要求 ①只对要保护的基团发生反应,而对其它基

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在有机合成中,某些不希望起反应的官能团,在反应试剂或反应条件的影响下而产生副反应,这样就不能达到预计的合成目标,因此,必须采取措施保护某些官能团,待完成反应后再除去保护基,使其复原。

1、保护措施必须符合如下要求

①只对要保护的基团发生反应,而对其它基团不反应;

②反应较易进行,精制容易;

③保护基易脱除,在除去保护基时,不影响其它基团。

2、常见的基团保护措施

①羟基的保护

在进行氧化或某些在碱性条件下进行的反应,往往要对羟基进行保护。

a.防止羟基受碱的影响,可用成醚反应。

有机合成中的官能团保护

b.防止羟基氧化可用酯化反应。

有机合成中的官能团保护

②对羧基的保护

羧基在高温或碱性条件下,有时也需要保护。对羧基的保护最常用的是酯化反应。

有机合成中的官能团保护

③对不饱和碳碳键的保护

碳碳双键易被氧化,对它们的保护主要用加成反应使之达到饱和。

有机合成中的官能团保护 ;有机合成中的官能团保护

④对羰基的保护(以信息题出现)

羰基,特别是醛基,在进行氧化反应或遇碱时,往往要进行保护。对羰基的保护一般采用生成缩醛或缩酮的反应。

有机合成中的官能团保护(缩醛或缩酮)

有机合成中的官能团保护(缩酮)

生成的缩醛或缩酮水解又变成原来的醛或酮。

3、题例解析

例1、已知下列信息:①烯键在一定条件下氧化可生成二元醇:

有机合成中的官能团保护

②醛能发生如下反应生成缩醛:

有机合成中的官能团保护

缩醛比较稳定,与稀碱和氧化剂均难起反应,但在稀酸中温热,会水解为原来的醛。

现有如下合成路线:

有机合成中的官能团保护

试回答下列问题:

(1)写出A、B的结构简式:________、________。

(2)写出反应Ⅲ的化学方程式:________。

解析:由题给信息知,欲使CH2=CH—CHO变为CH2OH—CHOH—CHO,需将C=C双键氧化,而—CHO对氧化剂敏感,故应先进行保护,待C=C双键氧化完毕,再将醛基还原出来,故合成路线为:

有机合成中的官能团保护


答案:(1)A:CH2=CH=CH(OC2H5)2 B:CH2OH—COOH—CH(OC2H5)

(2)CH2OH—COOH—CH(OC2H5)有机合成中的官能团保护CH2OH—COOH—CHO+2C2H5OH

例2、已知胺(R—NH2)具有下列性质:

(Ⅰ)R—NH2+(CH3CO)2O有机合成中的官能团保护R—NHCOCH3+CH3COOH

(Ⅱ)R—NHCOCH3+H2O有机合成中的官能团保护R—NH2+CH3COOH

硝基苯胺是重要的化工原料,其合成路线如下:

有机合成中的官能团保护

(1)a、c、e分别为________。(填选项编号)

A.H2O           B.(CH3CO)2O         C.硝硫混酸

(2)物质B的结构简式为:________;

(3)②反应方程式为:                              。

解析:信息(Ⅰ)保护了氨基,信息(Ⅱ)将被保护的氨基还原了出来,①②③反应分别是:保护措施有机合成中的官能团保护硝化反应还原反应。

答案:(1)B、C、A

有机合成中的官能团保护    +H2O

例3、工业上用甲苯生产对—羟基苯甲酸乙酯一种常用的化妆品防霉剂),其生产过程如下(反应条件及某些反应物、产物未全部注明):

有机合成中的官能团保护

按上图填写下列空白:

(1)在合成路线中,设计反应③和反应⑥的目的是____________。

(2)写出反应⑤的化学方程式(有机物写结构简式,注明反应条件)____________________________ 。

解析:③反应掉羟基,⑥还原出羟基,典型的基团保护措施。

答案:(1)酚羟基易氧化,反应③将羟基转化为—OCH3,防止被氧化,待B中甲基氧化后,反应⑥再将甲氧基(—OCH3)转化为羟基;设计反应③和反应⑥的目的是保护羟基,否则羟基会被氧化,不好复原。

有机合成中的官能团保护

例4、已知在HCl(g)的作用下,1分子CH3CHO和2分子CH3OH可发生如下反应:

有机合成中的官能团保护

有机产物半缩醛对氧化剂及还原剂很稳定,但在稀酸溶液中易水解变为原来的醛:

有机合成中的官能团保护

现欲将柠檬醛分子中的C=C双键加氢还原,

有机合成中的官能团保护

采用如下合成路线:

有机合成中的官能团保护

试写出B的结构式和C的分子式:B____________,C____________。

 

解析:信息①提出了羰基的保护措施,信息②是被保护基团的还原方法。给柠檬醛中的C==C双键加H2很简单,但需先将羰基保护起来。

答案:有机合成中的官能团保护

 

例5、已知下列化学反应原理:

 

有机合成中的官能团保护

请用化学方程式表示以苯、水、溴、浓硫酸、烧碱为原料合成有机合成中的官能团保护的过程:

(1)                            

(2)                            

(3)                            

(4)                             ,

(5)                             。

解析:合成有机合成中的官能团保护,考虑用C6H5OH和浓溴水反应,但反应生成有机合成中的官能团保护,若要生成有机合成中的官能团保护,须将C6H5OH分子中羟基的一个邻位和对位保护起来,信息③可以完成这一步,然后用有机合成中的官能团保护与溴水反应可得有机合成中的官能团保护,再应用信息②去掉2个磺酸基便可的最终产物有机合成中的官能团保护


这样还需合成C6H5OH,它可由C6H5Br水解得到,C6H5Br可由C6H6与Br2在Fe作用下得到。

(1)

有机合成中的官能团保护

(2)

有机合成中的官能团保护

 

(3)

有机合成中的官能团保护

(4)

有机合成中的官能团保护

(5)

有机合成中的官能团保护

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