Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

13: Поліфункціональні сполуки, алкадієни та підходи до органічного синтезу

  • Page ID
    106268
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Органічні сполуки природного походження рідко мають прості структури. Більшість мають більше однієї функціональної групи в кожній молекулі. Зазвичай на хімічну поведінку функціональної групи істотно впливає наявність іншої функціональної групи, особливо коли групи знаходяться в безпосередній близькості. Дійсно, складнощі, які пов'язані з поліфункціональністю, мають центральне значення в біохімічних реакціях і при проектуванні органічних синтезів. З цієї причини вам потрібно буде отримати досвід судити про те, як і коли функціональні групи в одній молекулі взаємодіють один з одним. Почнемо з розгляду хімії алкадіенів, які представляють собою вуглеводні з двома вуглецево-вуглецевими подвійними зв'язками.

    • 13.1: Загальні коментарі на Alkadienes
      Молекулярні властивості алкадіенів залежать від взаємозв'язку між подвійними зв'язками, тобто від того, кумулюються вони, кон'юговані або ізольовані. Акцент тут буде зроблений на вплив кон'югації на хімічні властивості. Найбільший інтерес представляють реакції приєднання, і в цій главі будуть включені різні типи реакцій приєднання: електрофільні, радикальні, циклоприєднання та полімеризація.
    • 13.2:1,3- або кон'юговані дієни. Електрофільне і радикальне додавання
      Реакції 1,3-бутадієну досить типові для кон'югованих дієнів. З'єднання зазнає звичайних реакцій алкенів, таких як каталітичне гідрування або радикальні та полярні добавки, але це робить це легше, ніж більшість алкенів або дієнів, які мають ізольовані подвійні зв'язки. Крім того, продукти часто є продуктами 1,2 і 1,4 додавання.
    • 13.3: Реакції циклоприєднання
      Існують різноманітні реакції, за допомогою яких кільця утворюються шляхом додавання до подвійних або потрійних зв'язків. Реакція Дільса-Альдера, яка виявилася настільки цінною в синтезі, є найвідомішою і може називатися циклододаванням [4 + 2] і призводить до утворення шестичленного кільця.
    • 13.4: Реакції полімеризації кон'югованих дієн
      Загальний характер полімеризації алкенів радикальними та іонними механізмами обговорювався раніше. Ті ж принципи застосовуються і до полімеризації алкадіенів, з доданою особливістю, що існують додаткові способи зв'язування мономерних одиниць. Полімерна ланцюг може зростати або на 1,2, або 1,4 додавання до мономера.
    • 13,5: Накопичені алкадіени
      1,2-дієни, які накопичили подвійні зв'язки, зазвичай називаються алленами. Альєнес типу можуть бути хіральними молекулами і можуть існувати в двох стереоізомерних формах, тобто енантіомерів. Перевірка хиральності таких Allenes (спочатку запропонована van 't Hoff в 1875) була повільною в майбутньому і передувала багато невдалих спроб вирішити відповідним чином замінені Allenes в їх енантіомери.
    • 13.6: Підходи до планування практичних органічних синтезів
      Хімічний синтез - це не наука, яку можна навчити або вивчити за будь-яким чітко визначеним набором правил. Деякі класифікують його як більше мистецтва, ніж науки, тому що, як і у всіх дійсно творчих починаннях, щоб бути дуже успішним вимагає великої уяви, обумовленої багатством базових знань і досвіду. Проблемами синтезу в основному є проблеми в проектуванні та плануванні. Завжди існує безліч способів досягнення мети або з одних і тих же, або з різних вихідних матеріалів.
    • 13.7: Побудова вуглецевого скелета
      Відповідно до запропонованого підходу до планування синтезу, основне врахування полягає в тому, як побудувати цільовий вуглецевий скелет, починаючи з менших молекул (або, альтернативно, реконструювати існуючий скелет). Побудова скелета з більш дрібних молекул майже завжди буде припускати утворення вуглецево-вуглецевих зв'язків. До цього моменту ми розглянули лише кілька реакцій, в яких утворюються вуглецево-вуглецеві зв'язки.
    • 13.8: Представляємо функціональність
      Може бути легко побудувати вуглецевий скелет цільової сполуки синтезу, але з реактивною функціональною групою при неправильному вуглеці. Тому важливо також мати практику зміщення реактивних точок входу навколо для досягнення кінцевого бажаного продукту. Ми проілюструємо цю форму молекулярних шахів реакціями з попереднього поста.
    • 13.9: Побудова кільцевих систем за допомогою циклоприєднання
      Інший приклад проблеми синтезу використовує розглянуті тут реакції циклоприєднання. Всякий раз, коли потрібно побудувати кільце, слід враховувати можливість реакцій циклоприєднання, особливо [4 + 2] циклоприєднання реакцією Дільса-Альдера.
    • 13.10: Захист груп в органічному синтезі
      Функціональні групи зазвичай є найбільш реактивними ділянками молекули, і ізолювати одну функціональну групу від реакції, що відбувається при іншій, може бути важко або навіть неможливо. Тому будь-який запропонований синтез повинен оцінюватися на кожному кроці для можливих побічних реакцій, які можуть погіршити або іншим чином змінити структуру небажаним чином. Для цього буде потрібно розуміння того, як зміни структури впливають на хімічну реакційну здатність.
    • 13.11: Побудова вуглецевого скелета
      Відповідно до запропонованого підходу до планування синтезу, основне врахування полягає в тому, як побудувати цільовий вуглецевий скелет, починаючи з менших молекул (або, альтернативно, реконструювати існуючий скелет). Побудова скелета з більш дрібних молекул майже завжди буде припускати утворення вуглецево-вуглецевих зв'язків. До цього моменту ми розглянули лише кілька реакцій, в яких утворюються вуглецево-вуглецеві зв'язки.
    • 13.E: Поліфункціональні сполуки, алкадієни та підходи до органічного синтезу (вправи)
      Це домашні вправи, які супроводжують главу 13 TextMap з основних принципів органічної хімії (Робертс та Касеріо).

    Дописувачі та атрибуція

    Template:ContribRoberts