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。
b.防止羟基氧化可用酯化反应。
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。
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。
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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。
(缩醛或缩酮)
(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:
②醛能发生如下反应生成缩醛:
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:
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:
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)具有下列性质:
(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,其合成路线如下:
(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:保护措施硝化反应还原反应。
答案:(1)B、C、A
+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):
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。
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:
现欲将柠檬醛分子中的C=C双键加氢还原,
采用如下合成路线:
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:
例5、已知下列化学反应原理:
请用化学方程式表示以苯、水、溴、浓硫酸、烧碱为原料合成
的过程:
(1) ,(2) ,(3) ,(4) ,(5) 。
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