《有机合成-策略与控制》笔记:第二章 化学选择性

如题所述

有机合成的世界充满了策略与精细操控,第二章深入探讨化学选择性的奥秘。


化学选择性是化学反应的艺术,它关乎官能团间的微妙互动。比如,有机化学家们巧妙设计反应试剂,力求避免不必要的自反应,确保目标官能团的精确转化,如将酮酸转化为特定的产物。例如,在溴代醇转化为格式试剂的过程中,精确控制试剂的稳定性和反应条件至关重要。


合成过程中,25的制备是一个生动的实例。通过选择性的切断和SNAr反应,或者在特定官能团保护下进行,每个步骤都承载着精确的选择性要求。


反应活性、亲核试剂的性质以及空间位阻都是影响选择性的关键因素。例如,氯原子的存在往往带来立体选择性,影响合成28和26时的反应路径。理解反应机理如同打开选择性的密码,它决定了如何通过消耗试剂来引导反应走向。


制备-38的过程展示了策略的灵活性。通过碱性条件的调整,平衡反应以优先得到目标分子,尽管存在多个电荷中心,但距离的差异决定了反应的优先级。


重排反应,如从二醇到羰基的转变,46酸溶液中的叔烷基酮48生成,无明显的立体选择性困扰,但不同取代基的羟基旁,选择性问题就凸显出来,稳定的正电荷基团更倾向于迁移,引发理论上的争议。


化学反应的机制并非单一,协同作用和碳正离子机理并存。低温下的四面体翻转提供了协同机理的证据。通常,重排反应是这两种机制的结合,迁移顺序的变化取决于反应条件和机制的选择。


在磺酰化保护低级醇的改良重排反应中,全合成路线的每一个步骤都需要精细的产物选择性控制。例如,在长叶松萜烯全合成中,酮原料的环化过程,需要解决多个重排和迁移的选择性挑战。


总的来说,化学反应的每一个细节都关乎选择性,通过精确的反应条件、催化剂和反应路径设计,我们能在微观世界中创造出精准的化学产物。生成烯醇负离子时,快速稳定的条件和大位阻碱的使用是关键,手性碱则能带来对映选择性。烯醇等价物如烯醇锂、烯胺和烯醇硅醚,各具特色,服务于各种反应策略,如1,5-二羰基化合物的制备和环化反应,展现化学选择性的多样魅力。

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