Слайд 1Студент − это не сосуд, который надо
наполнить, а факел,
который надо зажечь
Л. Арцимович
Слайд 4Способы получения фенола
Сплавлением натриевой соли бензолсульфокислоты с гидроксидом натрия
PhSO3Na
+ NaOH →
PhONa + NaHSO3
Слайд 5Способы получения фенола
Гидролиз галогенсодержащих бензолов
Слайд 6Способы получения фенола
Из солей диазония
[Ph-N+≡N]Cl + Н2О →
PhOH +
N2 + НCl
Из бензола
C6H6 + N2O → PhOH +
N2
Слайд 7Способы получения фенола
Кумольный метод
Слайд 12Свойства фенолов
Фенольные соединения взаимодействуют с хлоридом железа (III) и образуют
характерные цветные комплексы (качественная реакция)
Слайд 13Свойства фенолов
фенол окрашивает в красно-фиолетовый цвет, крезол - в синий,
резорцин - в темно-фиолетовый
Слайд 14Фенолы
Электрофильное замещение в ароматическом ядре
Слайд 21С-алкилирование и
С-ацилирование
Слайд 32Окисление
Пространственно затрудненных фенолов до феноксильных (ароксильных) радикалов осуществляется под действием
гексацианоферрата (III) калия в бинарной системе бензол-вода, диоксида свинца PbO2,
оксида серебра или другого одноэлектронного окислителя в индифферентной среде, а также электрохимически
Слайд 36Защита функциональных групп в органическом синтезе
Слайд 37Использование защитных групп в синтезе
В многостадийном синтезе, как правило, приходится
иметь дело с полифункциональными соединениями
Слайд 38Использование защитных групп в синтезе
Многие из функциональных групп должны сохраниться
в неизменном виде в целевом соединении
Цель защиты функциональных групп в
синтезе – предотвращение их превращений в условиях проведения реакций
Слайд 39Использование защитных групп в синтезе
При этом возникают проблемы:
1) Не все
функциональные группы совместимы в одной молекуле
(нельзя получить магний- или литийорганическое
соединение, содержащее в молекуле карбонильную функцию и т.д.)
Слайд 40Использование защитных групп в синтезе
Эфир α-аминокислоты неустойчив - легко образует
дикетопиперазин наряду с полимером
Слайд 41Использование защитных групп в синтезе
При этом возникают проблемы:
2) Один
и тот же реагент может взаимодействовать с разными функциональными группами
Слайд 42Использование защитных групп в синтезе
В рассмотренных ситуациях используют избирательную блокаду
тех или иных функциональных групп, создавая так называемые защитные группы,
маскирующие данную функцию
Слайд 43Использование защитных групп в синтезе
Реакция Кневенагеля между ванилином и малоновой
кислотой осложняется другими реакциями, связанными с наличием фенольной ОН-группы
С6Н5СНО +
СН2(СООС2Н5)2 →
С6Н5СН=С(СООС2Н5)2 + Н2О
Слайд 44Использование защитных групп в синтезе
ОН-группу ванилина блокируют, "защищают"
Слайд 45Использование защитных групп в синтезе
Задача использования защитных групп включает два
момента: создание защитной группы и удаление, после проведения необходимых изменений
в молекуле
Одну и ту же функциональную группу можно защитить различными способами
Слайд 46Способы создания и удаления защитных групп для спиртов
Слайд 47Использование защитных групп в синтезе
Конкретную защитную группу выбирают с учетом
реагентов и условий реакции так, чтобы в этих условиях защитная
группа не разрушалась
Слайд 48Использование защитных групп в синтезе
Группа ТНР устойчива в щелочных условиях
(рН 6-12), но неустойчива к водным растворам кислот и к
кислотам Льюиса
ТНР группа относительно устойчива к действию нуклеофилов и металлоорганических соединений, к гидридам, гидрированию и действию окислителей
Слайд 49Использование защитных групп в синтезе
Одной из наиболее популярных защитных групп
для спиртов является трет-бутилдиметилсилильная (TBDMS) группа
Слайд 50Использование защитных групп в синтезе
Эфиры спиртов с этой группой устойчивы
к действию многих реагентов, причем защитная группа легко удаляется в
условиях, не затрагивающих другие функциональные группы
TBDMS защита приблизительно в 104 раз более устойчива к гидролизу, чем триметилсилильная (TMS) защита
Слайд 51Использование защитных групп в синтезе
Сейчас выработаны определенные стратегии, позволяющие использовать
защиту различных групп в процессе данного синтеза
Защитные группы в
органической химии, ред. Дж.МакОми, М., Мир, 1976
P.G.M.Wuts, T.W.Green, Protective Groups in Organic Synthesis, 3nd ed., Wiley, N.-Y., 1999
Слайд 52Использование защитных групп в синтезе
В настоящее время выделяют две основные
стратегические линии при использовании защитных групп:
а) принцип «ортогональной стабильности»
б)
принцип "модулированной лабильности"
Слайд 53Использование защитных групп в синтезе
Эти принципы относятся к тем случаям,
когда в процессе синтеза одновременно используются несколько различных защитных групп
Слайд 54Принцип ортогональной стабильности
Требует, чтобы каждая из используемых защитных групп удалялась
в таких условиях, в которых остальные защитные группы остаются без
изменений (в качестве примера можно привести сочетание тетрагидропиранильной, бензоильной и бензильной групп)
Слайд 55Принцип ортогональной стабильности
Слайд 56Принцип ортогональной стабильности
При таком подходе данную защитную группу можно удалить
на любой стадии синтеза
Слайд 57Принцип модулированной лабильности
Принцип модулированной лабильности подразумевает, что все используемые
защитные группы удаляются в сходных условиях, но с различной легкостью
Слайд 58Принцип модулированной лабильности
При этом наименее кислотно-чувствительную метоксиметильную защитную группу нельзя
удалить, не затронув остальные защитные группы
Слайд 59Использование защитных групп в синтезе
В настоящее время в арсенале химика-синтетика
имеется большое число различных защитных групп
Однако, синтез надо стремиться планировать
так, чтобы обойтись либо совсем без защитных групп, либо свести их применение к минимуму
Слайд 60Использование защитных групп в синтезе
"The best protecting group is no
protecting group"
("Самая лучшая защитная группа - отсутствие защитной группы")
Слайд 61Использование защитных групп в синтезе
Использование защитных групп в синтезе требует
дополнительных операций (удлиняет и удорожает синтез)
Применение защитных групп, как правило,
отрицательно сказывается на выходе целевого продукта
Слайд 62Защитные группы
(некоторые примеры)
Слайд 63Гидроксильная группа
Один из способов защиты гидроксильной группы
Слайд 64Гидроксильная группа
Способ защиты
Образование сложных эфиров RCOOR’
Действуют R’COCl и пиридин
Защита
устойчива к электрофилам, окислению
Удаление защитной группы
NH3 и MeOH
Слайд 65Амины RNH2
Амиды RNHCOR’, Уретаны RNHCOOR’, Фталимиды
Действуют R’COCl, Хлорформиаты R’OC(O)Cl,
Фталевый ангидрид
Защита устойчива к электрофилам
Удаление защитной группы HO--H2O
или H+-H2O, для R’= CH2Ph: H2(кат.) или HBr, для R’= t-Bu: H+, NH2NH2
Слайд 66Аминогруппа
Защитная группа
Снятие защиты
Слайд 67Аминогруппа
Бензилоксикарбонильная группа
Слайд 68Альдегиды RCHO
Ацеталь RCH(OR’)2 (1,3-диоксолан)
Действуют R’OH, H+
или HOCH2CH2OH, H+
Защита
устойчива к нуклеофилам, основаниям, восстановителям
Удаление защитной группы
H+, H2O
Слайд 69Кетоны R2CO
Кеталь R2C(OR’)2 1,3-диоксолан
Действуют R’OH, H+
или HOCH2CH2OH, H+
Защита устойчива к нуклеофилам, основаниям, восстановителям
Удаление защитной группы
H+,
H2O
Слайд 70Кислоты RCOOH
Сложные эфиры: RCOOMe, RCOOEt
RCOOCH2Ph, RCOOBu-t, RCOOCH2CCl3
Действуют CH2N2,
EtOH и H+
PhCH2OH и H+
H+ и t-BuOH, СCl3CH2OH
Защита устойчива к слабым основаниям, электрофилам
Удаление защитной группы HO- и H2O,
H2(кат.) или HBr, H+, Zn и MeOH
Слайд 71Фенолы ArOH
Простые метиловые эфиры или метоксиметиловые эфиры
Действуют Me2SO4
и K2CO3, MeOCH2Cl и основание
Защита устойчива к основаниям и
слабым электрофилам
Удаление защитной группы HI и HBr или BBr3, CH3COOH-H2O
Слайд 72Тиолы RSH
Защитная группа AcSR
Действуют RSH+AcCl+основание
Защита устойчива к
электрофилам
Удаление защитной группы
HO--H2O
Слайд 73Защита положений ароматического кольца
ArNH2 + NaNO2 + 2 HCl →
ArN+≡NCl- + NaCl + 2 H2O