药物合成1卤化反应
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第一章 卤化反应
1 卤化反应在有机合成中的应用?为什么常用一些卤代物作为反应中间体?
2 归纳下常用的氯化剂、溴化剂都有哪些?它们的主要理化性质及应用范围?
3 根据反应历程的不同,讨论一下卤化反应的类型、机理及对反应的影响。
(1) 卤素对双键的离子型加成
(2) 芳香环上的取代
(3) 方向化合物侧链上的取代
(4) 卤化氢对醇羟基的置换
(5) NBS的取代反应
4 比较X2、HX、HOX对双键的离子型加成反应的机理又何异同点。怎样判断加成方向
5 在-OH得置换反应中各种卤化剂各有何特点?他们的应用范围如何?
6 预测Br2/CCl4于下列各种烯烃进行溴化反应的相对速度的次序。
CH2=CH2 (CH3)2C=CH2 HOOC-CH=CH-COOH (CH3)2C=C(CH3)2 CH3CH2=CH2 CH2=CH-CN
7 根据反应机理,指出下列反应的产物应属何种构型?(如苏式、赤式、R、S等)
8 解释下列反应机理
9 对比下列反应的条件有何不同?结合反应机理加以说明:
H3CCHCH2H3CCH2CH2BrH3CCHBrCH3CH3CH3CH2ClClRH2CCHCH2RH2CCHCH2RH2CCCH2BrOH(1)(2)(3)
10 在对氯氯苄ClC6H4CH2C1的植被中有如下两种路线,如按1进行需要什么条件?2发有何特点?讨论他们的优缺点。
11
下列反应选用何种氯化剂为好?说明原因。
H3CCCHCH3CH3H3CHCCHCOOHH3CCCHCH2BrCH3H3CHCCHCOCl(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)HO(CH2)6OHIH2C(CH2)4CH2OHH2CHC(CH2)6COOHH2CC(CH2)6COOHBrH2C(CH2)6COOHClCH2CH2COOHH3CCOCH2CHCOBrH3CCOCH2OHH3COCH2ClH3COBrNCOClClClNCOOHHOOHNCOOHClClNCOClHOOH
2012—2013学年第一学期药物合成反应试卷
一. 选择题(30分,每小题1.5分)
1 在药物合成反应中,下列哪个反应不能用于制备伯胺 ( )
A Hofmann降解反应 B Beckmann重排
C Curtius重排 D Délépine反应
2下面四个化合物的活性最大的是 ( )
A CH2=CH2 B (CH3)2C=CH2
C (CH3)2C=C(CH3)2 D CH3CH=CH2
3酰化反应中常用的酰化剂为羧酸、酰卤、酸酐、酯、酰胺
等,其酰化能力的大小顺序正确的是 ( )
A 羧酸、酯 > 酰卤 > 酸酐 > 酰胺
B 酰卤 > 酸酐 > 羧酸、酯 > 酰胺
C 酰胺 > 羧酸、酯 > 酸酐 > 酰卤
D 酰卤 > 羧酸、酯 > 酸酐 > 酰胺
4下列化合物的酸性最大的是: ( )
NO2OHNO2OHOHNO2NO2OHA.B.C.D.
5下列化合物最容易进行SN1反应的是 ( )
A. CH3CH2CH2CH2Br B. CH3CHBrCH(CH3)CH3
C. CH3CHBrCH2CH3 D. CH3C(CH3)BrCH2CH3
6在卤化氢对烯烃的加成反应中,以离子对过渡态机理推
3 卤化反应
在有机化合物中建立碳-卤键的反应称为卤化反应。意义:在药物分子中引入卤素可改善其药理活性;卤化物是药物合成重要的中间体,可从卤素进行多种官能团转化;卤素可作为烯烃等官能团的保护基,可提高合成的选择性。
3.1不饱和烃与含卤物种的加成卤化
含卤物种主要包括卤素和卤化氢。
3.1.1 卤素对不饱和烃的加成反应
(1)对烯烃的加成
氟与烯烃的加成过于剧烈,产物复杂,实用意义不大;二碘化物对光极为敏感,稳定性差,在药物合成中也不常用。而氯和溴对烯烃的加成在药物合成上较为重要。
氯和溴对烯烃的加成反应为亲电加成机理,是脂肪族碳碳p键的典型反应之一。这种加成主要包括两步反应:亲电试剂加成到亲核性的p键上得到一个碳正离子(或环鎓离子);得到的碳正离子(或环鎓离子)与亲核试剂反应。参与第二步反应的亲核试剂一般是与亲电试剂相关的负离子,比如溴离子、氯离子等,也可以是亲核性的溶剂,如水或乙酸等。
① 反应机理
碳碳双键上的亲电加成。
② 立体化学
氯和溴对烯烃的加成反应的立体化学较为复杂, 与底物结构、反应条件和加成物有关。
反式加成:一般情况下,溴对烯烃的亲电加成反应会经过三员环过渡态(中间体),当这种中间体在反应条件下比较稳定时,可发生反式亲电加成。
cis-和trans-2-丁烯的立体专一性反式加成:
由于两个溴原子分别从双键的相反方向加成,所以得到立体专一产物。
顺式加成:氯加到双键上有时也可得到顺式加成产物,这类反应一般在非极性溶剂中发生,如茚氯化生成cis-1,2-二氯茚。
有几项因素决定了这个氯化加成的立体化学,其一,反应物是氯而不是溴;其二,底物分子的双键处在芳环的共轭位置;其三,反应在非极性溶剂薪小?lt;/p> 氯的原子半径和可极化度都比溴小,因此,形成鎓离子也比溴难;而且,双键的位置导致在氯亲电加成时在苄位形成平面型的碳正离子,在非极性溶剂中,不能溶剂化的碳正离子与氯离子强烈吸引,形成离子对,所以,氯离子留在它最初形成的位置上,而不能像鎓离子机理那样从碳正离子的反面进攻,于是,氯离子就从正面与碳正离子结合,给出顺式加成产物。
1 有机
反应机理入门
1.1 画路易斯结构式
先画出分子的骨架,环和pi键应准确无误,然后用氢原子完成其余的化学键。对于有机分
子,骨架有时以简化形式给出。
画出孤对电子,使每个原子核外满足充满电子的结构:氢2个;硼、铝和镓6个;其它原子8个。最后结构式中的每个原子总的成键电子数可以通过数其核外的成键电子获得(包括共
享电子)。
提示:画路易斯结构式可参考以下结构特征:
(1) 氢原子永远在构的外围,因为它只能成一个共价键;
(2) 碳、氮和氧有特定的键合模式。
在以下的示例中R代表氢、烷基、芳基或它们的组合,这种变化并不影响成键模式。
① 中性的碳原子为4键。这4个键可以都是sigma键,也可以是sigma键与pi键的组合(如
双键和三键)。
② 带有单个正电荷或负电荷的碳有3个键。
③ 中性的氮原子(氮烯除外)有3个键和一对未成对电子。
④ 正电荷的氮成4键,带有一个正电荷。
⑤ 负电荷的氮成2键,带有一个负电荷和2对未成键电子。
⑥ 中性的氧原子成2键,带有2对孤对电子。
⑦ 带正电荷的氧成3键,带有1对孤对电子。
(3) 有时磷原子和硫原子可有10个成键电子,这是因为磷和硫具有d轨道,可以扩展而容
纳10个电子。
Lewis结构式是价键理论的重要内容,也是学习反应机理的基础。
1.2 电负性
多数有机反应依赖于带有正电荷(或部分正电荷)的分子与带有负电荷(或部分负电荷)的分子
的相互作用而发生。在中性有机分子中,部分电荷的产生依赖于电负性的差异。
电负性的数值最初由Linus Pauling在1960年确定。其数值越大,表明其吸电子能力越强,
所以氟是吸电子能力最强的元素,见表:
成键后,电负性大的元素的原子拥有部分负电荷,而且,双键结构的部分电荷比单键结构的
部分电荷密度更大,这是因为双键上的pi电子受原子核的束缚小,更易于流动。
电负性是很基础的知识,但很有用,很重要。通过电负性,可以解释为什么硼烷