1、 4 导向基与合成的导向导向基与合成的导向4-1 基本概念基本概念一、导向基（一、导向基（Direction group)在有机合成的过程中，为了使新进入的原子或基团进入原分子在有机合成的过程中，为了使新进入的原子或基团进入原分子的某一特定位置而预先引入的原子或基团。的某一特定位置而预先引入的原子或基团。二、导向基应具备的条件二、导向基应具备的条件(1)便于引入；便于引入；(2)有利于合成的需要；有利于合成的需要；(3)便于去掉。便于去掉。三、导向基的选择与作用三、导向基的选择与作用引入导向基能改变分子反应的活性中心引入导向基能改变分子反应的活性中心，以适应有机合成的需要。，以适应有机合成的需
2、要。有机合成中常用的导向方法有三种：有机合成中常用的导向方法有三种：活化导向、活化导向、钝化导向、封闭特定位置导向钝化导向、封闭特定位置导向。例如：完成下列转变BrBrBrNO2Fe,HCINH2混酸55Br2,H2OBrNH2BrBr?BrBrBr-NH2 在此就是导向基。在此就是导向基。4-2 活化导向活化导向导向的主要手段导向的主要手段 由于分子中引入导向基，分子的反应得到了活化，更有利于反由于分子中引入导向基，分子的反应得到了活化，更有利于反应地进行；同时又起到了导向的作用，所以活化导向常是导向的应地进行；同时又起到了导向的作用，所以活化导向常是导向的主要手段。主要手段。例例1：设计：
3、设计4-苯基苯基-2-丁酮的合成路线。丁酮的合成路线。分析：若将目标分子看成分析：若将目标分子看成-苄基丙酮，则可拆开：苄基丙酮，则可拆开：OPhO+BrPh合成：合成：O+BrPhOH-OPhBrPhOPhPh 目标分子产率很低，原因是丙酮两边的甲基时等同目标分子产率很低，原因是丙酮两边的甲基时等同的，因而两边可以上两个苄基。的，因而两边可以上两个苄基。为提高为提高TM的产率，就应设法使丙酮两边的甲基活性的产率，就应设法使丙酮两边的甲基活性产生明显的差别。这就需要在一端引入一个活化的导产生明显的差别。这就需要在一端引入一个活化的导向基。即：向基。即：O+COOEtHO-OOOEt三乙三乙合成
4、：PhOOOEtOOOEtNaOEtBrPhPhO经验之一经验之一当在有机合成中需要当在有机合成中需要丙酮丙酮作原料时，为导向并活化，可改用作原料时，为导向并活化，可改用乙酰乙酰乙酸乙酯乙酸乙酯。例2：设计-4-环己烯基丙酸的合成路线。分析：CO2HBr+H3C CO2HBrFGIOHFGICO2EtD_Adis+CO2Et合成：+CO2EtCO2EtLiAIH4OHPBr3BrH2C(COOEt)2NaOEtCO2EtCO2EtCO2H+2HOEt+CO2稀NaOHH+,经验之二经验之二凡需要凡需要环己烯环己烯或其衍生物作原料时，可拆开为或其衍生物作原料时，可拆开为双烯合成双烯合成的原料及其
5、衍生物。的原料及其衍生物。经验之三经验之三凡拆开原料需要凡拆开原料需要乙酸乙酸时，为了导向并活化，应改为时，为了导向并活化，应改为丙丙二酸或其酯二酸或其酯。例3：设计3-叔丁基-2-环戊烯酮的合成路线。分析：OdisOOdis1,4-O+OBr需导向需导向O片呐酮片呐酮合成:O2OHOHMg-Hg/苯质子性溶剂O稀硫酸Br2/H+OBrCH3COCH2COOEtOONaOEtO+CO2稀NaOHH+COOEt例4：设计-(3,4-二甲基-3-环己烯)基丙烯酸的合成路线.分析:CO2H123456dis+CHO+CH3CO2H需导向HCHO+H3CCHOFGIOHOHdis2O合成:2OOHOH
6、Hg-Mg/苯H3O+AI2O3/360CHOCHOCH2(COOEt)2/C5H6NKnoevenagel)(CO2H经验之四经验之四以上两种单环化合物的合成中，以上两种单环化合物的合成中，片呐醇片呐醇的制备及其酸的制备及其酸性条件下的脱水、亲核重排为性条件下的脱水、亲核重排为片呐酮片呐酮等，在有机合成等，在有机合成中用途广泛。中用途广泛。例5 设计1，7-二甲基-1，9，7，8-六氢萘-2-酮的合成路线。分析：1,5-disO+OOO1,5-dis1,5-dis+O需活化导向需活化导向OOOOCH2O+O合成:CO2EtONaOEtOOCO2EtO制法？O？NaOHCH2O/OCO2EtO
7、HHNaOEtCO2EtOO?TM经验之五经验之五C=O基化合物的基化合物的-氢氢也可以用也可以用酯基活化酯基活化导向。导向。O经验之六经验之六 Michael加成加成反应，是合成反应，是合成六员环六员环及其衍生物的重要手及其衍生物的重要手段。段。经验之七经验之七无论在合成开链或环状化合物中，无论在合成开链或环状化合物中，羟醛型缩合反应羟醛型缩合反应都有都有着重要的用途，也是合成环状化合物的重要手段。着重要的用途，也是合成环状化合物的重要手段。例6：设计3，5，5-三甲基-2，3-环氧环己酮的合成路线。分析：OO环氧羰基化合物，1，2-环氧结构有哪些合成方法呢？CCO1)HOCI2)OH-CC
8、CCO2/Ag/CCCH3COOOHH2O2/HO-CCCOCH2O2,OsO4C古老方法，适合碱性条件古老方法，适合碱性条件方法较新，适于中性方法较新，适于中性条件温和，适于酸性环境条件温和，适于酸性环境适用于适用于-不饱和羰基不饱和羰基化合物化合物催化剂较贵催化剂较贵通式：CCOCC+环氧化反应试剂原题：OOO+O活化导向2OOFGIOO合成：OO2O?OOCOOEtNaOEtEtO2C?O经验之八经验之八遇到环状或开链的遇到环状或开链的环氧结构环氧结构，可拆开为，可拆开为烯健烯健。OOCH3CO3H例7：设计2-甲基-6-烯丙基环己酮的合成路线。分析：O1,4-disOBr+这样的拆开是
9、合理的，但再合起来时，有可能生成和两处被取代的混合产物,为了得到唯一产物,就需要活化导向.导向方法导向方法:可以通过制成烯胺活化导向可以通过制成烯胺活化导向.酯对酮的酰化作用规律甲酸酯优先酰化亚甲基酯对酮的酰化作用规律甲酸酯优先酰化亚甲基,其它的酯其它的酯,优先酰化甲基优先酰化甲基,次甲基很难被酰化次甲基很难被酰化.因此因此,利用甲酸酯引入甲酰基活利用甲酸酯引入甲酰基活化导向化导向.合成:O+COHOMeNaOEtOHCHOBrNaOEtOCHOKOHOCOHHO-K+O-K+HCOOH浓重排HCOOOK+经验之九经验之九利用利用甲酸酯甲酸酯引入甲酰基，可使引入甲酰基，可使亚甲基活化导向亚甲基
10、活化导向，在以，在以浓碱处理除去甲酰基。浓碱处理除去甲酰基。例8：设计1-环戊基-3-苯基丙烷的合成路线。分析：1没有官能团，无法下手。Ph23假设：C1处原是C=O。回忆几种除去它的方法。C2 之间C3有一个双健。PhPhOO+COHO+OBrBr需活化导向需活化导向合成：CO2EtOBrBrCH3COCH2COOEt+2HNaPhOHO-/H2OH+OHO-,PhCHOPhH2/NiOTM?你有其它你有其它方法吗？方法吗？经验之十经验之十当遇到分子不便拆开时，设想在某个部位当遇到分子不便拆开时，设想在某个部位加入适当的加入适当的官能团官能团，从而找到拆开的办法。，从而找到拆开的办法。例9：
11、设计N-苄基-1-苯基-2-甲基丙胺的合成路线。分析：PhNHPhPhNHPhO若用伯胺与卤代烃，则反应不易停留在仲胺。disPhXNHPhO+2NHPh2PhHONdisHO NH2+PhOdisPhH+CI COFGICOHO合成：COHOPCI5COCIPhH/AICI3PhOPhNHPhOPhOXHONH2PhHONLiAIH4PhNH2LiAIH4TM经验之十一经验之十一仲胺可拆解为伯胺与酰卤，仲胺可用氢化锂铝还原酰仲胺可拆解为伯胺与酰卤，仲胺可用氢化锂铝还原酰胺而得；胺而得；烃基含有侧链之伯胺可由肟还原制得；烃基含有侧链之伯胺可由肟还原制得；伯胺还可由伯胺还可由CN或或NO2还原制
12、备。还原制备。注意注意为了使某一部位突出出来参与反应，而把其他部位为了使某一部位突出出来参与反应，而把其他部位“钝化钝化”；或者降低非反应中心的活泼程度，以便于控制反应，也是一种或者降低非反应中心的活泼程度，以便于控制反应，也是一种导向方法。导向方法。4-3 钝化导向钝化导向(Passive direction)例例1：设计对溴苯胺和邻溴苯胺的合成路线。：设计对溴苯胺和邻溴苯胺的合成路线。分析：分析：要是要是-NH2的邻位或对位只进入一个溴原子，就需要对的邻位或对位只进入一个溴原子，就需要对-NH2引入一个钝化基团，降低引入一个钝化基团，降低-NH2的供电子效应。的供电子效应。钝化方法：引入一
13、个吸电子基团。钝化方法：引入一个吸电子基团。BrBrBrNH2H2OBr2+NH2合成：NH2+(CH3CO)2ONHCOCH3H2ONHCOCH3+Br2BrNHCOCH3CCI4NHCOCH3BrHO-/H2OTM结论：结论：钝化也能导向。钝化也能导向。4-4 利用封闭特定位置导向利用封闭特定位置导向 利用利用“闭塞基闭塞基”（blocking group)，将反应分子中，将反应分子中无需反应而却特别活泼有可能优先反应的位置占据住无需反应而却特别活泼有可能优先反应的位置占据住（亦称封闭住（亦称封闭住)，从而使欲进入分子的基团进入不太，从而使欲进入分子的基团进入不太活泼而确是需要进入的位置。
14、此中导向称为封闭特定活泼而确是需要进入的位置。此中导向称为封闭特定位置导向。位置导向。封闭位置导向基很多，常用的有封闭位置导向基很多，常用的有三种三种：-SO3H和和-COOH 是吸电子基团，是吸电子基团，-C(CH3)3是供电子基团。是供电子基团。例1 设计4-溴-1，3-苯二酚的合成路线。分析：OHOHBr间苯二酚可从煤焦油中获得，但由它直接溴化很难得到目标分子。实验证明：当苯环中有两个互居间位的羟基时，其邻、对位很容易实验证明：当苯环中有两个互居间位的羟基时，其邻、对位很容易引进羧基引进羧基碱催化下，通入碱催化下，通入CO2即可。即可。羧基也容易去掉（水溶液中，回流羧基也容易去掉（水溶液
15、中，回流24小时即可）。小时即可）。合成：KHCO3,CO2KolbeOHOHOHCOOHOHBr2,HOAcOHCOOHOHBrH2OTM3050回流24h例例2：试设计：试设计2，6-二氯苯酚的合成路线。二氯苯酚的合成路线。OHICIC分析：为达到合成目的，用叔丁基来封闭羟基对位。分析：为达到合成目的，用叔丁基来封闭羟基对位。叔丁基的除去方法：叔丁基的除去方法：热解法。将其蒸气通入热解法。将其蒸气通入275 350的活的活性白土中出去。性白土中出去。烷基转移法。在苯中与烷基转移法。在苯中与AlCl3共热，叔丁基即共热，叔丁基即可转移到苯上。可转移到苯上。合成：合成：OH+H2C=C(CH3)orHO C(CH3)3?OHC(CH3)3C(CH3)3CI2,FeOHCICI,AICI3OHCICI+C(CH3)3例例3 完成下列转变：完成下列转变：
