有关官能团的保护

有机合成中的基团保护、导向基 (高考必备)

(一)基团保护

在有机合成中，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，必须采取对这些基团进行保护，完成合成后再除去保护基，使其复原。

对保护措施一定要符合下列要求：①只对要保护的基团发生反应，而对其他基团不反应；②反应较容易进行，精制容易；③保护基易脱除，在除去保护基时，不影响其他基团。

下面只简略介绍要保护的基团的方法。

1、羟基的保护

在进行氧化反应或某些在碱性条件进行的反应，防止羟基受碱的影响，可用成醚反应。

-0H - 0R

防止羟基氧化可用酯化反应。0

-0H - 0 - C - R

2、对氨基的保护

氨基是个很活泼的基团，在进行氧化、烷基化、往往要对氨基进行保护。

(1)乙酰化

' 0

-NH2C或酸OC1氐—C-CH3

往往要对羟基进行保护。如磺化、硝化、卤化等反应时

(2)对NR2可以加H+质子化形成季铵盐, -NH2也可力卩H+成-NH3而保护。

3、对羰基的保护

羰基，特别是醛基，在进行氧化反应或遇碱时, 保护一般采用缩醛或缩酮反应。

-CHO + 2R0H 往往要进行保护。对羰基的

-CH(OR)2

II R—C—R

CHaOH 才

十I --------- > CHQH

4、对羧基的保护

羧基在高温或遇碱性试剂时，有时也需要保护，对羧基的保护最常用的是酯-COOH + R -0H -COOR

2

C 2H 5ONa, 0

*

/\ 0

---- Br

入

/COOC 2H 5

1) H 30 *

化反应。

5、对不饱和碳碳键的保护

碳碳重键易被氧化，对它们的保护主要要加成使之达到饱和。

>-<

4民0 -

亠4 t

1 J

OH H

>-<

+ 0応-

----- > -C —t —

1 J

Dr Dr

某个基团的作用使其达到预定的目的，预定目 恢复本来面貌，这个“借”用基团我们叫“导

向基”。当然这样的基团，要符合易“借”和易去掉的原则，如由苯合成1,3,5 -三 溴苯，在苯的亲电取代反应中，溴是邻、对位取代基，而1,3,5 -三溴苯互居间位， 显然不是由溴的定位效应能引起的。但如苯上有一个强的邻、对位定位基存在， 它的定位效应比溴的定位效应强，使溴进入它的邻、对位，这样溴就会呈间位， 而苯环上原来并无此类基团，显然要在合成时首先引入，完成任务后，再把它去 掉，恰好氨基能完成这样的任务， 引入： 同时氨基也容易去掉： -NH 2 T -N 2 T -H

根据导向基团的目的不同，可分为下列几种情况：

1、致活导向 假如要合成

但这种方法产率低，因为丙酮两个甲基活性一样，会有副反应发生:

Z\

C 6H 5 Rr 、 /

C 6H 5 \ A C 6H 5 /

碱

但在丙酮的一个甲基上导入一个致活基团， 使两个甲基上的氢的活性有显著

（二）导向基 在有机合成中，往往要“借” 的达到后，再把借来的基

团去掉，

因为它是一个强的邻、对位定位基，它可如下 -H T -N02 — -NH 2 , 因此，它的合成路线是：

N5

NHj 0—uQn

Dr

Br

Br

Br

/\

C 6H 5 可以£

+ C6H5 Rr

f

,0、C6H <\ , ” 八碱

' C 6H 5

差别，这可用一个乙酯基(-COOC 2H 5 )导入丙酮的一个甲基上，则这个甲基的 氢有较大的活性，使这个碳成为苄基溴进攻的部位，因此，利用乙酰乙酸乙酯而 不用丙酮，完成任务后，把乙酯基水解成羧基，利用 -酮酸易于脱羧的特性将 导向基去掉，于是得出合成路线为:

2、致钝导向

活化可以导向，有时致钝也能导向，如合成

L O —Br

氨基是很强的邻、对位定位基，进行取代反应时容易生成多元取代物:

NH 2

Br -Q-Br

I

Br

如只在苯胺环上的氨基的对位引入一个溴， 过乙酰化反应来达到，同时乙酰氨基是一个邻、 物是主要产物：

NO 2 ，所以苯胺硝化时，要把苯胺乙酰化后，再硝化。

+ Br 2

必须将氨基的活性降低，这可通 对位定位基，而此情况下对位产

NH 2

NHCOCH 3

0^6 g

3、利用圭寸闭特定位置来导向

例如合忑E

O2

，用苯胺为起始原料，用混酸硝化，一方面苯胺易被

-NH 3SO 4H

一方面，苯胺与硫酸还会生成硫酸盐，而 硝化时得到

是一个间位定位基,

NH 2 NHCOCH 3

-0 —0

NHCOCH 3 NHCOCH 3

>0 +

Cr

NO

2

NO 2

(90%)

微量

Br

3

H2O A

2

+ NO 2

(主要)

微量

4

由于乙酰基此时主要是对位产物，所以仍不能达到目的。如果导向一个磺酸 基，先把氨基的对位封闭，再硝化，可以得到满意结果：

NHCOCH 3

> a

Nd

I

SO 3H

NH 2 O 一 57%H 2S 〉 煮沸

NH 2

[2"1~NO 2