内容正文:
专题23
有机合成路线的设计(选考)
复习目标
掌握常见官能团间的相互转化,利用信息设计有机合成路线。
2
官能团的引入
(或转化) —OH +H2O;R—X+NaOH水溶液;R—CHO+H2;
RCOR′+H2;R—COOR′+H2O;多糖水解
—X 烷烃+X2;烯(炔)烃+X2(或HX);R—OH+HX
R—OH和R—X的消去;炔烃不完全加成
核心精讲
1.有机合成中官能团的转变
(1)官能团的引入(或转化)
官能团
的引入
(或转化) —CHO 某些醇氧化;烯烃氧化;炔烃水化;糖类水解
—COOH R—CHO+O2;苯的同系物(与苯相连的碳上至少有一个氢)被强氧化剂氧化;羧酸盐酸化;R—COOR′+H2O(酸性条件下)
—COOR 酯化反应
(2)官能团的消除
①消除双键:加成反应、氧化反应。
②消除羟基:消去反应、氧化反应、酯化反应、取代反应。
③消除醛基:还原反应、氧化反应。
被保护的官能团 被保护的官
能团的性质 保护方法
酚羟基 易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化 ①用NaOH溶液先转化为苯酚钠,后酸化重新转化为苯酚:
;
②用碘甲烷先转化为苯甲醚,后用氢碘酸酸化重新转化为苯酚:
(3)官能团的保护
氨基 易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化 先用盐酸转化为盐,后用NaOH溶液重新转化为氨基
碳碳双键 易与卤素单质加成,易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化 用氯化氢先通过加成反应转化为氯代物,后用NaOH醇溶液通过消去反应重新转化为碳碳双键
醛基 易被氧化 乙醇(或乙二醇)加成保护:
2.增长碳链或缩短碳链的常见方法
(1)增长碳链
①2CH≡CH―→CH2==CH—C≡CH
⑤CH3CHO
⑥nCH2==CH2 CH2—CH2;
nCH2==CH—CH==CH2 CH2—CH==CH—CH2
⑦2CH3CHO
⑧ +R—Cl +HCl
⑨ + +HCl
⑩n +n +(n-1)H2O
(2)缩短碳链
① +NaOH RH+Na2CO3
②R1—CH==CH—R2 R1CHO+R2CHO
3.常见有机物转化应用举例
(1)
(2)
(3)
(4)CH3CHO
4.有机合成路线设计的几种常见类型
根据目标分子与原料分子在碳骨架和官能团两方面变化的特点,我们将合成路线的设计分以下情况:
(1)以熟悉官能团的转化为主型
如:以CH2==CHCH3为主要原料(无机试剂任用)设计CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(注明反应条件)。
CH2==CHCH3
(2)以分子骨架变化为主型
如:以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯( )的合成路线流程图(注明反应条件)。
提示:R—Br+NaCN―→R—CN+NaBr。
(3)陌生官能团兼有骨架显著变化型(常为考查的重点)
要注意模仿题干中的变化,找到相似点,完成陌生官能团及骨架的变化。
如:模仿
香兰素 A B C
D 多巴胺
设计以苯甲醇、硝基甲烷为主要原料制备苯乙胺( )的合成路线流程图。
关键是找到原流程中与新合成路线中的相似点。(碳骨架的变化、官能团的变化;硝基引入及转化为氨基的过程)
真题演练
1.[2022·江苏,15(5)]化合物G可用于药用多肽的结构修饰,其人工合成路线如下:
已知: (R和R′表示烃基或氢,R″表示
烃基);
+
写出以 和CH3MgBr为原料制备 的合成路线流程
图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)_______。
答案
根据已知的第一个反应可知, 与CH3MgBr反应生成 ,
再被氧化为 ,根据已知的第