在有機合成中,某些不希望起反應的官能團,在反應試劑或反應條件的影響下而産生副反應,這樣就不能達到預計的合成目标,因此,必須采取措施保護某些官能團,待完成反應後再除去保護基,使其複原。
1、保護措施必須符合如下要求
①隻對要保護的基團發生反應,而對其它基團不反應;
②反應較易進行,精制容易;
③保護基易脫除,在除去保護基時,不影響其它基團。
2、常見的基團保護措施
①羟基的保護
在進行氧化或某些在堿性條件下進行的反應,往往要對羟基進行保護。
a.防止羟基受堿的影響,可用成醚反應。
b.防止羟基氧化可用酯化反應。
②對羧基的保護
羧基在高溫或堿性條件下,有時也需要保護。對羧基的保護最常用的是酯化反應。
③對不飽和碳碳鍵的保護
碳碳雙鍵易被氧化,對它們的保護主要用加成反應使之達到飽和。
;
④對羰基的保護(以信息題出現)
羰基,特别是醛基,在進行氧化反應或遇堿時,往往要進行保護。對羰基的保護一般采用生成縮醛或縮酮的反應。
(縮醛或縮酮)
(縮酮)
生成的縮醛或縮酮水解又變成原來的醛或酮。
3、題例解析
例1、已知下列信息:①烯鍵在一定條件下氧化可生成二元醇:
②醛能發生如下反應生成縮醛:
縮醛比較穩定,與稀堿和氧化劑均難起反應,但在稀酸中溫熱,會水解為原來的醛。
現有如下合成路線:
試回答下列問題:
(1)寫出A、B的結構簡式:________、________。
(2)寫出反應Ⅲ的化學方程式:________。
解析:由題給信息知,欲使CH2=CH—CHO變為CH2OH—CHOH—CHO,需将C=C雙鍵氧化,而—CHO對氧化劑敏感,故應先進行保護,待C=C雙鍵氧化完畢,再将醛基還原出來,故合成路線為:
答案:(1)A:CH2=CH=CH(OC2H5)2 B:CH2OH—CHOH—CH(OC2H5)
(2)CH2OH—CHOH—CH(OC2H5)
CH2OH—CHOH—CHO+2C2H5OH
例2、已知胺(R—NH2)具有下列性質:
(Ⅰ)R—NH2+(CH3CO)2O R—NHCOCH3+CH3COOH
(Ⅱ)R—NHCOCH3+H2O R—NH2+CH3COOH
硝基苯胺是重要的化工原料,其合成路線如下:
(1)a、c、e分别為________。(填選項編号)
A.H2O B.(CH3CO)2O C.硝硫混酸
(2)物質B的結構簡式為:________;
(3)②反應方程式為: 。
解析:信息(Ⅰ)保護了氨基,信息(Ⅱ)将被保護的氨基還原了出來,①②③反應分别是:保護措施硝化反應還原反應。
答案:(1)B、C、A
+H2O
例3、工業上用甲苯生産對—羟基苯甲酸乙酯一種常用的化妝品防黴劑),其生産過程如下(反應條件及某些反應物、産物未全部注明):
按上圖填寫下列空白:
(1)在合成路線中,設計反應③和反應⑥的目的是____________。
(2)寫出反應⑤的化學方程式(有機物寫結構簡式,注明反應條件)____________________________ 。
解析:③反應掉羟基,⑥還原出羟基,典型的基團保護措施。
答案:(1)酚羟基易氧化,反應③将羟基轉化為—OCH3,防止被氧化,待B中甲基氧化後,反應⑥再将甲氧基(—OCH3)轉化為羟基;設計反應③和反應⑥的目的是保護羟基,否則羟基會被氧化,不好複原。
例4、已知在HCl(g)的作用下,1分子CH3CHO和2分子CH3OH可發生如下反應:
有機産物半縮醛對氧化劑及還原劑很穩定,但在稀酸溶液中易水解變為原來的醛:
現欲将檸檬醛分子中的C=C雙鍵加氫還原,
采用如下合成路線:
試寫出B的結構式和C的分子式:B____________,C____________。
解析:信息①提出了羰基的保護措施,信息②是被保護基團的還原方法。給檸檬醛中的C==C雙鍵加H2很簡單,但需先将羰基保護起來。
答案:
例5、已知下列化學反應原理:
請用化學方程式表示以苯、水、溴、濃硫酸、燒堿為原料合成
的過程:
(1) ,(2) ,(3) ,(4) ,(5) 。
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