1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы




Назва1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы
Дата канвертавання18.12.2012
Памер121.79 Kb.
ТыпДокументы
I. Основные понятия 

1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: 
Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы, влияющие на этот выбор.
Селективность: субстратоселективность, продуктоселективность. Хемоселективность реагента. Региоселективность реакций. Стереоселективность реакций в огранической химии. 
Понятие о скрытой функциональной группе и синтетическом эквиваленте реагента. 
2. Практическое проведение синтеза. Требования к реагентам и аппаратуре. Синтезы “ in one pot ”, матричный метод Меррифилда. Понятие о темплатном синтезе, тандемных и домино-реакциях. Методы выделения продукта: осаждение, высаливание, экстракция, кристаллизация, перегонка. 
Простая перегонка и ректификация. Особенности перегонки в вакууме. Зависимость длины свободного пробега молекулы от давления. Вакуумная перегонка в колбе Кляйзена. Перегонка в более высоком вакууме (молекулярная перегонка), аппаратура для такой перегонки: приборы с вертикальным вращающимся диском, приборы типа “ Kugelrohr ”, тонкопленочный испаритель типа “ Sambay ”. 
Препаративная колоночная хроматография (SiO2, Al2O3), хроматография на “обращенной” фазе, флеш-хроматография. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ; HPLC) на колонках с очень плотной “набивкой”. 
Характеристика продукта реакции. Макроскопические характеристики: температура плавления и кипения, показатель преломления, данные хроматографии и элементного анализа. Молекулярные характеристики: спектроскопия ЯМР и ИК. 
Единичная стадия синтеза. Субстрат, реагент, растворитель, катализатор. Межфазный катализ и межфазные переносчики: краун-эфиры, ТЭБАХ (бензилтриэтиламмоний-хлорид), аликват 336 (смесь метилтриалкиламмоний-хлоридов), тритон B (бензилтриметиламмоний-гидроксид). 
3. Растворители, их типы. Кислотно-основные свойства растворителей, автопротолиз. Понятие о суперкислотах, примеры реакций в суперкислых средах. Основания, используемые в органическом синтезе: щелочи, гидриды, амиды, замещенные амиды щелочных металлов, третичные амины. Димсил-натрий (метилсульфинилметид натрия). Понятие о супероснованиях: растворы гидроксида калия и трет-бутилата калия в ДМСО, смесь " LICKOR ". Суперкритические жидкости (флюиды) как растворители. 
Растворители, используемые в органическом синтезе: диэтиловый эфир (эфир), тетрагидрофуран (ТГФ), этиловый спирт (спирт), метиловый спирт (метанол), ацетон, бензол, толуол, хлороформ, гексан, петролейный эфир, диметилсульфоксид (ДМСО), диметилформамид (ДМФА). Примеси, содержащиеся в растворителях, токсикологические сведения. 
Методы приготовления “абсолютных” растворителей: эфир, ТГФ, гексан, этанол, хлороформ.

II. Методы введения водорода на место других атомов и функциональных групп

1. Декарбоксилирование карбоновых кислот и их солей. Декарбоксилирование эфиров замещенных малоновых кислот и β -кетоэфиров по Крапчо (NaCl-Н2О-ДМФА). 
2. Реагенты для замещения галогена на водород: активные металлы в присутствии спирта, цианоборогидрид натрия, супергидриды, трибутилолово-гидрид. Радикальная внутримолекулярная циклизация алкенил-, алкинилгалогенидов и тиоэфиров под действием трибутилолово-гидрида.. 
3. Гидрирование кратных связей. Типы катализаторов гидрирования: черни, окиси (катализатор Адамса), катализаторы на носителях. Металлы платиновой группы, никель Ренея, его разновидности, катализатор Лэзира (хромит меди). Борид никеля (P-1-Ni и P-2-Ni). Катализаторы для гидрирования при низком и высоком давлении. 
Зависимость скорости гетерогенного гидрирования от кислотности среды. Относительная скорость гидрирования функциональных групп и кратных связей. Представление о механизме гидрирования. Гидрогенолиз связей углерод-гетероатом, механизм процесса. Понятие об аллильных комплексах металлов. Использование гидрогенолиза в синтезе. 
Хемоселективность гидрирования. Каталитические яды. Модифицированные палладиевые катализаторы Линдлара и Розенмунда. 
Диастереоселективность каталитического гидрирования. Зависимость скорости и стереохимии процесса гидрирования от природы катализатора и строения субстрата. Понятие о гаптофильности. 
4. Гомогенное гидрирование: катализаторы, механизм (на примере катализатора Уилкинсона) и селективность. 
5. Восстановление гидридами бора и алюминия. 
Оксигенофильность бора и алюминия. Энтальпии образования борана и алана в сравнении c энтальпиями образования гидридов щелочных металлов. Боран и алан как кислоты Льюиса. Комплексы борана с простыми эфирами, аминами и сульфидами. 
Гидроборирование алкенов: регио- и стереоселективность реакции. Взаимодействие диборана со стерически затрудненными алкенами: получение ди- и трисиамилборана, тексил- и дитексилборана. Реагенты гидроборирования, используемые в синтезе: диборан и его комплексы, дисиамил- и тексилбораны, 9- BBN, пирокатехинборан. 
Восстановление дибораном функциональных групп в: альдегидах, кетонах, карбоновых кислотах. 
Обратимость гидроборирования, изомеризация алкильных групп. Гидроборирование α, β -енонов: (гидроборирование-дезоксиборирование-регидроборирование). 
Особенности гидроборирования алкинов с терминальным положением тройной углерод-углеродной связи. 
Диизобутилалюминий-гидрид (ДИБАЛ-Н) как восстановитель, его получение. Гидроалюминирование алкинов, его обратимость и стереоселективность. Восстановление альдегидов, кетонов, α, β -енонов, сложных эфиров и нитрилов с помощью ДИБАЛ-Н. транс -Гидроалюминирование спиртов пропаргилового типа. 
6. Комплексные гидриды металлов как восстановители. Борогидрид натрия и алюмогидрид лития, их применение в синтезе. Механизм восстановления карбонильных соединений алюмогидридом лития (электрофильный катализ) и борогидридом натрия (нуклеофильный катализ). 
Взаимодействие алюмогидрида лития с ОН-, NH -, SH -кислотами. 
Побочные процессы при восстановлении непредельных карбонильных соединений комплексными гидридами: внутримолекулярное гидроалюминирование и гидроборирование. Использование хлорида церия при восстановлении α, β -непредельных карбонильных соединений борогидридом натрия. 
Алкокси-алюмогидриды лития, их получение и использование для хемоселективного восстановления функциональных групп. Региоселективность восстановления с помощью Redal. Цианоборогидрид натрия и триацетокси-борогидрид натрия как восстановители, их использование для восстановительного алкилирования аминов. Понятие о супергидридах: L- и LS-селектриды, их применение. 
Борогидрид цинка: его получение и использование для восстановления карбоновых кислот, α, β -непредельных карбонильных соединений и как реагента гидроборирования. 
7. Восстановление ароматических соединений щелочными металлами в жидком аммиаке (Бёрч): закономерности реакции, ее механизм. 
8. Дезоксигенирование спиртов. Использование тозилатов и мезилатов, триметилсилил-иодида и цинка, фосфора и иода. Дезоксигенирование спиртов через ксантогенаты под действием трибутилолово-гидрида (Бартон). 
9. Дезоксигенирование альдегидов и кетонов. Методы Клемменсена и Кижнера-Вольфа, границы применимости этих методов, связанные с наличием других функциональных групп. Дезоксигенирование через 1,3-дитиоланы, тозилгидразоны . Применение гидридов алюминия и бора.

III. Методы окисления органических соединений 

1. Реагенты окисления: соединения марганца и хрома, пероксиды, надкислоты, диоксид селена, озон, диметилсульфоксид, дихлородицианохинон (DDQ), хлоранил. 
2. Окисление вторичных спиртов до кетонов соединениями Cr(VI). Стадии реакции, участие соединений Cr(V) и Cr(IV) в процессе окисления. Примеры известных соединений Cr(V) и Cr(IV). Побочные реакции при окислении бихроматом в кислой среде. Окисление в двухфазной системе: методы Физера и Джонса. 
3. Синтез альдегидов окислением первичных спиртов. Использование реагентов Сарретта и Коллинза (комплекс CrO3 с пиридином); достоинства и недостатки этого метода. Окисление первичных и вторичных спиртов до альдегидов и кетонов гипохлоритом натрия в двухфазной системе; ограничения этого метода. 
4. Окисление с помощью диметилсульфоксида: превращение алкилгалогенидов (Корнблюм), тозилатов и спиртов в альдегиды и кетоны. Методы Моффетта (дициклогексилкарбодиимид) и Сверна (трифторуксусный ангидрид, оксалилхлорид). Синтез ароматических альдегидов из бензилгалогенидов через четвертичные аммониевые соли (Соммле). 
5. Окисление по связи С-Н: получение ароматических альдегидов, окисление по аллильному положению хромовым ангидридом, трет-бутилпербензоатом, диоксидом селена (понятие о еновой реакции). 
6. Взаимодействие непредельных карбоновых кислот с галогеном в присутствии основания (бромо- и иодолактонизация). 
7. Эпоксидирование алкенов. Эпоксидирующие агенты: надуксусная, трифторнадуксусная, мононадмалеиновая и м-хлорнадбензойная (MCPBA) кислоты.
Трет-бутилгидропероксид как эпоксидирующий агент. Эпоксидирование аллиловых спиртов. Диастереоселективность реакции в присутствии комплексов ванадия. Энантиоселективное эпоксидирование по Шарплессу (в присутствии изопропилата титана и эфира винной кислоты). 
8. Реакция Байера-Виллигера и ее конкуренция с эпоксидированием по связи С=С. Относительные скорости этих двух реакций. Катализ реакции Байера-Виллигера минеральными кислотами. Гидрокарбонат натрия как катализатор селективного проведения реакции Байера-Виллигера в случае кетонов, содержащих связь С=С. Эпоксидирование α, β -непредельных кетонов. 
9. Окислительное расщепление связи углерод-углерод. Окисление алкенов перманганатом до карбоновых кислот (в том числе в условиях межфазного катализа) и до альдегидов. Расщепление 1,2-диолов иодной кислотой и тетраацетатом свинца. Озонолиз алкенов, механизм реакции. Восстановительное и окислительное расщепление озонидов (1,2,4-триоксоланов). Селективность озонирования, связанная с электронными эффектами заместителей при двойной связи.

IV. Методы создания связи С-С с помощью металлоорганических реагентов 

1. Литий- и магнийорганические соединения, их получение из органогалогенидов и металла. Особенности синтеза винильных и аллильных литий- и магнийорганических соединений. Использование магния Рике для синтеза магнийорганических соединений. Синтез магнийорганических соединений реакцией “с сопровождением”. Получение литийорганических соединений реакцией органогалогенидов и оловоорганических соединений с литийалкилами. Литирование органических субстратов. Шкала СН-кислотности углеводородов. Особенности синтеза винильных и аллильных литий- и магнийорганических соединений. 
2. Строение литийорганических соединений: кластеры. Строение магнийорганических соединений. Равновесие Шленка. 
Реакции литий- и магнийорганических соединений с водой, кислородом, диоксидом углерода, альдегидами, кетонами, сложными эфирами, нитрилами, эпоксидами, орто-эфирами, третичными амидами. 
3. Взаимодействие магний- и литийорганических соединений с алкилгалогенидами. Особенности галогенидов аллильного и бензильного типа. Получение бифенилов по Ульману. 
4. Медьорганические реагенты в синтезе. Получение литий-диалкил-и диарилкупратов. Их строение. Купраты низшего порядка: гомокупраты Гилмана, гетерокупраты, цианокупраты. Купраты высшего порядка: цианокупраты. Третичные фосфины, амидофосфины и диалкилсульфиды как стабилизирующие лиганды. Магнезиокупраты. Реакция литий-диалкилкупратов с альдегидами. Правило Крама. Реакции с галогенопроизводными различных типов, 1, 1-дигалогенидами, ацилгалогенидами, оксиранами, α, β-непредельными альдегидами и кетонами. Механизм реакций. Аннелирование в реакциях с α, β-непредельными карбонильными соединениями. 
Стереоселективность сочетания с 1-алкенилгалогенидами. 
Смешанные купраты типа [R1R2Cu]Li на основе алкилацетиленидов, алкоксидов и тиолятов меди. Их получение и использование в синтезе. 
Комплексы медьорганических соединений с кислотами Льюиса (BF3, MgBr2), их использование в синтезе. Реакция комплексов медьорганических соединений с галогенидами магния, а также литий-диалкилкупратов с терминальными алкинами (карбокуприрование). 
5. Реакции кросс-сочетания магний-, цинк-, олово- и борорганических соединений с органогалогенидами, катализируемые комплексами палладия (Хараш, Негиши, Стилле, Сузуки). Получение катализаторов - комплексов палладия. Окислительное присоединение - восстановительное элиминирование как элементарные акты в реакциях кросс-сочетания. Стереоселективность сочетания с 1-алкенилгалогенидами. Сочетание с терминальными алкинами (Соногашира). Сочетание ртутноорганических соединений с алкенами (Хек). 
6. Применение титанорганических соединений в синтезе. Введение двух алкильных групп на место атома кислорода в кетонах действием диалкилтитан-дихлорида. Диастереоселективный синтез спиртов из альдегидов с помощью гомоенолятов титана.

V.Создание двойной углерод-углеродной связи. 

Создание двойной углерод-углеродной связи реакциями элиминирования от алкилгалогенидов, тозилатов, мезилатов.Основания, используемые при этом:трет -бутилат калия, диэтиланилин, производные пиридина и хинолина, амидины (ДБН, ДБУ). 
1. Дегидратация спиртов. Дегидратирующие агенты. Ограничения синтетического использования реакции. 
2.Региоселективные методы создания двойной связи углерод-углерод. Синтез алкенов термолизом ксантогенатов (Чугаев), N-окисей третичных аминов (Коуп). Стереоселективный синтез цис- и транс-алкенов из 1, 2-диолов (Кори, Уинтер). Региоселективный синтез алкенов из тозилгидразонов (Шапиро). 
3. Реакция Виттига как региоспецифический метод синтеза алкенов.Получение илидов фосфора из солей фосфония. Основания, используемые в реакции. Природа связи фосфор-углерод в илидах (p -σ *-стабилизация). Стабилизированные, нестабилизированные и полуствабилизированные илиды. Гидролиз и окисление илидов фосфора. Механизм и стереохимия реакции Виттига.Образование Z- и E-алкенов в реакциях нестабилизированных и стабилизированных илидов. Направленное получение Z - и Е-алкенов: роль солей лития, бессолевой метод. Хемоселективность реакции Виттига. 
Требования к реагентам и аппаратурному оформлению синтеза. Растворители. Техника проведения реакции. 
4. Получение эфиров алкилфосфоновых кислот (Михаэлис-Арбузов) и их использование в синтезе алкенов (вариант Хорнера-Уэдсворта-Эммонса). Получение фосфиноксидов из фосфониевых солей. Фосфиноксидный метод синтеза Z-алкенов (Виттиг-Хорнер). Области применения реакций. 
5. Замещение атома кислорода в карбонильной группе кетонов и сложных эфиров на метиленовую группу с помощью титаноцен-дихлорида (Ф. Теббе).

VI. Алкилирование альдегидов и кетонов 

1. Региоспецифические методы получения енолятов из силиловых эфиров енолов (Сторк) и α, β - енонов и α,-галогенкетонов. . Применение пространственно затрудненных амидов. Строение енолятов (олигомерные структуры). 
Кинетически- и термодинамически контролируемые процессы енолизации, условия их осуществления. Методы региоселективного генерирования енолятов из кетонов и енаминов. 
2. Алкилирование енолятов. Влияние полярности растворителя на региоселективность процесса. Особенности алкилирования енолятов α, β-непредельных кетонов, имеющих γ-протон. Равновесие между α, β- и β, γ-енонами. 
3. Альдольная конденсация, ее механизм. Межмолекулярная и внутримолекулярная и реакции. Направленная альдольная конденсация: использование литиевых енолятов кетонов; применение литиевых и магниевых производных оснований Шиффа в случае альдегидов (метод Виттига). Конденсация силиловых эфиров енолов с альдегидами и кетонами (Мукаяма). 
Диастереоселективность в альдольных конденсациях: модели Фелкина-Ана и Циммермана-Трэкслера. 
4. Использование формильных (гидроксиметиленовых) производных для региоселективного алкилирования кетонов. α-Метиленирование кетонов трифторацетатом метилен-метилфениламмония. 
5. Конденсация по Михаэлю. Механизм реакции. Доноры и акцепторы Михаэля. Катализаторы реакции, ее обратимость, побочные процессы. Ретро-реакция. Региоселективность присоединения нуклеофилов к α, β-непредельным карбонильным соединениям. Выбор оптимальной комбинации реагентов. Региоселективность реакции несимметричных кетонов. Енамины как доноры Михаэля. Термическая реакция Михаэля. 
Основания Манниха и другие синтетические эквиваленты акцепторов Михаэля. Синтез 2-нитроалкенов из 1-нитроалканов. β-Хлорэтил- и β-хлорвинилкетоны, их синтез ацилированием алкенов и алкинов (Кондаков). 
6. Реакции аннелирования. Вариант Робинсона. Применение β-хлоркетонов, оснований Манниха, α-силилированных винилкетонов (Сторк) в качестве эквивалентов енонов. Реагент Назарова и его использование в создании карбо- и гетероциклических структур. Аннелирование через енамины. Дилитиевые производные пропаргиловых спиртов в реакциях аннелирования с образованием пятичленного карбоцикла. 
Понятие о каскадных реакциях. Бис- и трис-аннелирование. 
Методы спиро-аннелирования кетонов: применение α,ω-дигалогенидов и α-гидроксиметиленкетонов. Спиро-аннелирование с помощью илидов серы (метод Троста-Богдановича).

VII. Применение кремнийорганических соединений в синтезе 

1. Особенности кремнийорганических соединений по сравнению с их углеродными аналогами. Склонность атома кремния к образованию связей с атомами O, Cl и F. Нуклеофильное замещение при атоме кремния. Фторид-ион как высоко селективный агент десилилирования. 
Влияние атома кремния на стабильность β-карбениевого центра и α-карбанионного центра. Стерический эффект группы Me3Si. 
2. Использование триметилхлорсилана в ацилоиновой конденсации. Триметилсилилцианид: его получение и применение в синтезе β -аминоспиртов и β -гидроксинитрилов. Синтез амидов с помощью триметилсилил-азида. 
3. Силиловые эфиры енолов, их получение из кетонов, α, β-енонов,β -дикетонов, эфиров β -кетокислот. Силокси-диены, диен Данишефского (1-метокси-3-триметилсилоксибутадиен-1,3) и его применение в синтезе алициклов и гетероциклов. 
Генерирование литиевых и тетраметиламмониевых енолятов из силиловых эфиров енолов. Применение силиловых эфиров енолов в альдольной конденсации, реакциях Манниха и Михаэля. 
4. Винилсиланы, их получение из магнийорганических соединений, из кетонов и тозилгидразина и реакцией гидросилилирования. Восстановление силилированных спиртов пропаргилового типа алюмогидридом лития и водородом; стереоселективность этих реакций. Синтез силилированных 1,3-диенов и их применение в реакциях Дильса-Альдера. 
Ациклические винилсиланы как синтетические эквиваленты кетонов. 
5. Реакция Петерсона как альтернатива реакции Виттига (применение α-литированных силанов) для синтеза алкенов. Стереонаправленный синтез Z - и E -алкенов из α-силилированных кетонов. 
6. Аллилсиланы. Их получение из магний-, литий- и натрийорганических соединений. Десилилирование аллилсиланов с перемещением связи С=С при действии электрофильных реагентов. 
7. Этинилсиланы. Их синтез и расщепление связи кремний-углерод в них под действием фторид-иона и нитрата серебра.

Рекомендуемая литература.

1. К. Бюлер, Д. Пирсон, Органические синтезы, ч. 1 и 2, М., Мир, 1973. 
2. R. K. Mackie, D. M. Smith, R. A. Aitken, Guidebook to Organic Synthesis, 3 rd Ed., Prentice Hall, Harlow, England, 1999. 
3. H. O. House, Modern Synthetic Reactions, W. A. Benjamin, New York, 1965; 2 nd Ed., Benjamin, Menlo Park, CA, 1972. 
4. Michael B. Smith, Organic Synthesis / McGrow-Hill, Inc., N. -Y., 1994; 2 nd Ed., McGraw-Hill, New-York, 2002. 
5. I. Fleming, Frontier Orbitals and Organic Chemical Reactions, Wiley, London, 1976. 

Дадаць дакумент у свой блог ці на сайт

Падобныя:

1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы iconКинетика и механизм реакций образования и окислительной деструкции сложных эфиров в процессах жидкофазного окисления
...

1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы iconОао «Ангарский завод катализаторов и органического синтеза» Код эмитента
Место нахождения эмитента: Российская Федерация 665830 Иркутская обл., г. Ангарск (в соответствии с п 2 устава ОАО «Ангарский завод...

1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы iconНаучно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза
...

1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы iconЛекция №7 -2011
Согласно И. П. Иванову и Ю. Б. Тржцинскому (2001), те, и другие факторы можно разделить на 2 группы: 1) факторы, изменяющие свойства...

1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы iconК проекту по дисциплине "Технологии программирования" на тему "Автоматизированная система поиска оптимального пути на карте города по заданному критерию"
Автоматизированная система поиска оптимального пути на карте города по заданному критерию

1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы iconМетодическое пособие для студентов и преподавателей
Выбор типа школы (мисси университета), модели образования, выбор организационных форм обучения, методов, приёмов и т д рассмотрен...

1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы iconДоклад : heavy analogues of the 6π-electron charged systems: bonding, aromaticity and application as novel ligands for transition metal complexes
Пленарная лекция: развитие методологии органического синтеза в иох им. Н. Д. Зелинского ран

1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы iconII. Сульфирование ароматических соединений серной кислотой, олеумом и сульфотриоксидом
Сульфированием называют процесс введения в молекулу органического соединения сульфогруппы -so3H

1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы iconТехническое задание на поставку реагентов для иммунологической лаборатории
Набор реагентов для иммуноферментного выявления суммарных антител к Treponema pallidum

1. Выбор оптимального пути синтеза органического соединения: Количество стадий, доступность реагентов, однозначность протекания реакций и другие факторы icon7. Охарактеризуйте механизм реакций электрофильного замещения на примере реакций алкилирования и ацилирования пиррола. Ориентация замещения. Сравните
Ориентация замещения. Сравните реакционные способности пиррола и бензола в реакциях Se ( на примере реакций сульфирования и нитрования)....

Размесціце кнопку на сваім сайце:
be.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©be.convdocs.org 2012
звярнуцца да адміністрацыі
be.convdocs.org
Галоўная старонка