Органичен синтез
автор: Александър Добрев
заглавие: Органичен синтез
Подзаглавие: том 1
година: 2009
ISBN: 978-954-07-2720-2
Издател: УИ "Св. Климент Охридски"
цена:
25 лв.
Транспортните разходи са за сметка на клиента
Първата част на учебника е посветена на основните принципи на органичния синтез. В първа глава се разглеждат основните задачи и специфичните особености на органичния синтез от гледна точка на съвременните виждания за природата на органичните реакции с оглед отчитане влиянието на електронните, пространствените и стереоелектронните фактори и в съответствие с теоретичните представи за реакционните механизми в органичната химия. В следващите глави са посочени основните понятия, с които се борави в съвременния органичен синтез — целева молекула, синтони, ретросинтетичен анализ, синтезно дърво и др. Подробно са обсъдени методиките, използващи разчленителни операции и трансформи, показани са различните синтони и основните техни синтетични еквиваленти. Разглеждат се най-важните стратегии за провеждане на ретросинтетичния анализ, дадени са основните правила за подбор на стратегическите връзки. Накратко са споменати и възможностите за приложение на компютърни програми за нуждите на насочения органичен синтез — т.нар. молекулен дизайн на органични съединения.
Във втората основна част на учебника се отделя особено внимание на най-важните съвременни синтетични методи за изграждане преди всичко на въглеродния скелет на сложно построени органични съединения.
Съкращения на използваните литературни източници..................................................................13
Използвани съкращения в текста.........................................................................................................15
Предговор ................................................................................................................................19
Първа част. ОСНОВНИ ПРИНЦИПИ НА ОРГАНИЧНИЯ СИНТЕЗ
Първа глава. Реакционна способност на органичните съединения............................................23
1.1. Съвременно развитие на органичния синтез......................................................................23
1.2. Основни цели на органичния синтез.....................................................................................24
1.3. Индустриален и академичен подход в органичния синтез..............................................29
1.4. Тотални и парциални синтези ................................................................................................32
1.5. Рационални и ирационални синтези.....................................................................................34
Цитирана литература................................................................................................................36
Втора глава. Биосинтез и биотрансформации на органичните съединения.............................38
2.1. Синтез на клетъчно вещество или на отделни негови компоненти..............................38
2.2. Деградация на органични вещества от околната среда...................................................39
2.3. Синтез на метаболити...............................................................................................................40
2.4. Получаване на продукти чрез частична ензимна трансформация
на екзогенни органични съединения................................................................................44
2.5. Приложение на ензимни реакции..........................................................................................46
Образуване на въглерод-въглеродни връзки..................................................................47
Редукция на двойна въглерод-въглеродна връзка........................................................48
Присъединяване на прости молекули към двойна въглерод-въглеродна връзка. 49
Редукция на карбонилна група...........................................................................................50
Въвеждане на хидроксилна група......................................................................................53
Преобразуване на функционални производни на карбоксилни киселини..............54
Цитирана литература................................................................................................................57
Трета глава. Органични реакции и реагенти............................................................................ 59
3.1. Основни видове реакционни частици...................................................................................60
3.2. Органични реакции....................................................................................................................61
3.2.1. Разкъсване на ковалентна връзка..........................................................................................61
3.2.2. Образуване на ковалентна връзка..........................................................................................63
3.2.3. Синхронно разкъсване и образуване на прости връзки...................................................64
3.2.4. Синхронно разкъсване и образуване на прости и сложни връзки...........................65
3.2.5. Вътрешномолекулна миграция...........................................................................................66
3.2.6. Преход на електрон...................................................................................................................67
3.3. Основни типове органични реакции .....................................................................................67
3.4. Видове механизми на органичните реакции.......................................................................71
3.5. Влияние на различни фактори върху протичането на органичните реакции.............74
Електронни фактори..........................................................................................................75
Пространствени ефекти.......................................................................................................76
Стереоелектронни ефекти...................................................................................................79
Влияние на разтворителя....................................................................................................80
3.6. Представяне на реакционните механизми...........................................................................83
Цитирана литература................................................................................................................85
Четвърта глава. Молекулен дизайн в органичния синтез.............................................................87
4.1. Основни понятия в съвременния органичен синтез..........................................................88
4.2. Планиране на органичния синтез..........................................................................................90
4.2.1. Ретросинтетично направление...............................................................................................90
Ретросинтетичен анализ......................................................................................................91
Стратегия, базираща се на трансформите......................................................................98
Стратегия, базирана на структурни елементи...............................................................98
Топологична стратегия........................................................................................................99
Стереохимична стратегия.................................................................................................100
Стратегия, базираща се на функционалните групи....................................................100
Стратегия, базираща се на познати синтетични методи и реакции.......................100
Конструктивен център и стратегически връзки..........................................................101
Видове разчленителни операции.....................................................................................105
Едногрупови разчленявания.............................................................................................106
Двугрупови разчленявания................................................................................................107
Видове синтони....................................................................................................................109
4.2.2. Синтетично направление.......................................................................................111
Стратегия на планирания органичен синтез................................................................112
Комбинаторна химия.........................................................................................................118
4.2.3. Общи критерии за подбор на реакционната схема.....................................121
Подбор на реално осъществими синтези......................................................................122
Прилагане на конвергентния синтез..............................................................................123
Избор на подходящ конструктивен център..................................................................123
Вътрешна симетричност на молекулата.......................................................................125
Въвеждане на реакционноспособни функционални групи
в последните етапи на синтезата...................................................................................126
Въвеждане на функционални групи за по-лесно образуване на връзки.................126
Цитирана литература..............................................................................................................130
4.2.4. Компютърно подпомагане на органичния синтез...........................................................132
Основни програмни продукти.........................................................................................136
Цитирана литература.........................................................................................................139
Пета глава. Селективен контрол в органичния синтез................................................................141
5.1. Хемоселективен контрол.......................................................................................................141
5.1.1. Природа на функционалните групи.....................................................................................141
5.1.2. Използване на защитни групи..............................................................................................147
Защита на карбонилна група като цикличен ацетал..................................................149
Защита на хидроксилна група в алкохоли....................................................i................J50
Защита на аминогрупа.......................................................................................................153
5.1.3. Използване на хемоселективни реагенти...........................................................................156
Цитирана литература.........................................................................................................159
5.2. Региоселективен контрол.......................................................................................................161
Електрофилно присъединяване към алкени.................................................................163
Електрофидно заместване в ароматно ядро.................................................................164
Алкилиране на несиметрични кетони............................................................................165
Реакции на С/О-алкилиране.............................................................................................166
Нуклеофилно присъединяване към енони.....................................................................167
Нуклеофилно отваряне на епоксиден пръстен.............................................................168
Региоселективно превръщане на кетони в естери и лактони...................................169
Алилова прегрупировка.....................................................................................................170
Използване на блокиращи групи.....................................................................................171
Въвеждане на активиращи групи....................................................................................172
Използване на контролни елементи или мостови групи...........................................174
Цитирана литература.........................................................................................................175
5.3. Стереоселективен контрол..................................................................................177
5.3.1. Пространствени изомери.......................................................................................179
5.3.2. Методи за стереохимичен контрол........................................................................180
Разделяне на рацемични смеси.......................................................................................181
Използване на изходни продукти с готови хирални центрове.................................181
Използване на стереоконтролирани реакции...............................................................183
Използване на спомагателни хирални структурни елементи..................................189
Използване на хирални катализатори и хирални реагенти......................................190
Използване на мостови контролни групи.....................................................................196
Използване на реагент-насочващи групи......................................................................197
5.3.3. Стереоконтролирани синтези на органични съединения....................................199
Елиминиране........................................................................................................................200
Хидрогениране.....................................................................................................................201
Алкилидениране...............................................................................................................202
5.3.4. Използване на контролни елементи в органичния синтез...........................203
Цитирана литература.........................................................................................................207
Втора част. СЪВРЕМЕННИ МЕТОДИ В ОРГАНИЧНИЯ СИНТЕЗ
Основни методи за изграждане на химични връзки...................................................213
Шеста глава. Методи за образуване на въглерод-въглеродни връзки...............................215
6.1. Образуване на въглерод-въглеродни връзки с помощта
на органометални съединения........................................................................................215
6.1.1. Органометални съединения..................................................................................216
Методи за получаване........................................................................................................217
Структура и реакционна способност..............................................................................218
Органомагнезиеви съединения........................................................................................218
Органонатриеви съединения............................................................................................ 221
Органолитиеви съединения..............................................................................................222
Органомедни съединения..................................................................................................225
Органокадмиеви съединения............................................................................................226
Органоживачни съединения.............................................................................................226
Органоцинкови съединения..............................................................................................228
6.1.2. Основни реакции на алкилиране с органометални съединения..................................230
Алкилиране...........................................................................................................................230
Хидроксиалкилиране..........................................................................................................232
Приложение..........................................................................................................................236
6.1.3. Взаимодействие на органометални съединения с ненаситени
карбонилни съединения...................................................................................................240
Цитирана литература.........................................................................................................244
6.2. Образуване на въглерод-въглеродни връзки чрез базично катализирани реакции ... 247
СН-кисели органични съединения..................................................................................248
Бази.........................................................................................................................................253
Основни типове реакции...................................................................................................260
Регио- и стереоселективност при образуване на карбаниони..................................261
Получаване на специфични енолати...............................................................................262
Цитирана литература.........................................................................................................265
6.2.1. Алкилиране на амбидентни нуклеофили...................................................266
Механизъм на реакциите на алкилиране.......................................................................267
Влияние на природата на субстрата...............................................................................267
Монофункционални СН-кисели съединения................................................................268
Бифункционални СН-кисели съединения......................................................................270
Производни на дикарбоксилни киселини.....................................................................270
Производни на р-оксокарбоксилни киселини и (3-дикетони....................................272
Влияние на природата на алкилиращия реагент.........................................................274
Влияние на реакционната среда......................................................................................276
Особености на алкилирането...........................................................................................277
Приложение..........................................................................................................................282
Цитирана литература.........................................................................................................290
6.2.2. Използване на специфични енолатни еквиваленти.........................................................292
Алкилиране на имини........................................................................................................295
Алкилиране на енамини....................................................................................................296
Алкилиране на тиоацетали...............................................................................................298
Алкилиране на реативи на Майерс.................................................................................299
Цитирана литература...............................;.........................................................................300
6.2.3. Присъединяване на амбидентни нуклеофили към карбонилна група........................302
Алдолна реакция.................................................................................................................302
Приложение..........................................................................................................................312
Реакции от алдолов тип..................................................................................................... 313
Базично катализирани реакции от алдолов тип..........................................................316
Приложение..........................................................................................................................317
Цитирана литература.........................................................................................................318
6.2.4. Присъединяване на амбидентни нуклеофили към азометинова група......................321
Амино(амидо) алкилиране.................................................................................................321
Цитирана литература.........................................................................................................324
6.2.5. Присъединяване на амбидентни нуклеофили към естерна карбонилна група........325
Естерна кондензация..........................................................................................................326
Приложение..........................................................................................................................333
6.2.6. Въвеждане на алдехидна и на карбоксилна група във феноли.....................................337
Формилиране на феноли по метода на Раймер-Тиман............................................338
Карбоксилиране на феноли ..............................................................................................339
Цитирана литература.........................................................................................................340
6.2.7. Присъединяване на амбидентни нуклеофили към активирана двойна връзка........341
Взаимодействие на амбидентни нуклеофили с 2,3-ненаситени кетони и естери.................348
6.2.8. Реакции с участието на алкини и цианиди........................................................................351
Алкини....................................................................................................................................351
Цианиди.................................................................................................................................353
Цитирана литература.........................................................................................................356
6.3. Образуване на въглерод-въглеродни връзки чрез киселинно
катализирани реакции......................................................................................................358
6.3.1. Електрофилно алкилиране.....................................................................................................358
Алкилиране на алкени........................................................................................................360
Алкилиране на арени..........................................................................................................361
Приложение..........................................................................................................................368
6.3.2. Електрофилни реакции на ацилиране.................................................................................369
Ацилиране на арени............................................................................................................369
Приложение..........................................................................................................................373
Ацилиране по метода на Хубен-Хьош..........................................................................375
Синтез на ароматни алдехиди .........................................................................................376
Метод на Гатерман—Кох..................................................................................................376
Метод на Гатерман.......................................................................................................377
Метод на Вилсмайер-Хаак...............................................................................................378
6.3.3. Хидроксиалкилиране..............................................................................................................379
6.3.4. Халогенметилиране.................................................................................................................380
Цитирана литература.........................................................................................................382
Седма глава. Методи за образуване на двойна въглерод-въглеродна връзка........................385
7.1. Образуване на двойни връзки чрез елиминиране............................................................385
Р-Елиминиране....................................................................................................................386
Приложение.......................................................................................................................396
Р-Елиминиране през циклично преходно състояние..................................................397
Приложение..........................................................................................................................398
Цитирана литература.........................................................................................................399
7.2. Алкилидениране на СН-кисели съединения.....................................................................401
7.2.1. Алдолна кондензация..............................................................................................................402
Приложение..........................................................................................................................405
7.2.2. Реакция на Кньовенагел.........................................................................................................405
7.2.3. Реакция на Перкин...................................................................................................................407
7.2.4. Реакция на Щобе.......................................................................................................................409
7.2.5. Алкилидениране на фосфорни илиди (реакция на Витиг).............................................411
Приложение..........................................................................................................................415
7.2.6. Реакция на Хорнер-Уодсуърт-Емонс................................................................................417
Приложение..........................................................................................................................418
7.2.7. Други реакции на алкилидениране......................................................................................418
Цитирана литература.........................................................................................................420
Осма глава. Методи за образуване на връзка въглерод-халоген...............................................423
8.1. Въвеждане на халоген чрез заместителни реакции.........................................................423
8.1.1. Халогениране на алкани.........................................................................................................423
8.1.2. Халогениране в алилово и в бензилово положение.........................................................429
Приложение..........................................................................................................................431
8.1.3. Халогениране на арени...........................................................................................................433
Приложение..........................................................................................................................438
8.1.4. Обмен на халоген.....................................................................................................................440
Цитирана литература.........................................................................................................441
8.1.5. Заместване на хидроксилна група с халоген.....................................................................443
Заместване на хидроксилна група с халоген с помощта на НХ..............................443
Заместване на хидроксилна група с халоген с помощта
на фосфорни и серни реагенти.......................................................................................445
Заместване с помощта на фосфорни реагенти............................................................446
Заместване с помощта на серни реагенти....................................................................450
Обсег на реакцията на заместване на хидроксилна група с халоген.....................452
Приложение..........................................................................................................................453
8.1.6. Заместване на карбонилен кислороден атом с халоген.................................................455
8.1.7. Заместване на аминогрупа с халоген..................................................................................456
Заместване на аминогрупа с халоген в алифатния ред.............................................456
Заместване на аминогрупа с халоген в ароматния ред.............................................458
Приложение..........................................................................................................................461
Цитирана литература.........................................................................................................462
8.2. Въвеждане на халоген чрез присъединителни реакции..................................................466
8.2.1. Присъединяване на халоген към сложни въглерод-въглеродни връзки....................466
Приложение..........................................................................................................................473
8.2.2. Присъединяване на халогеноводород към сложни въглерод-въглеродни връзки.....477
Приложение..........................................................................................................................484
Цитирана литература.........................................................................................................487
Девета глава. Методи за образуване на връзка въглерод-азот...................................................490
9.1. Въвеждане на азотен атом чрез заместителни реакции.................................................490
9.1.1. Директно заместване на водороден атом в алкани.........................................................490
Нитриране на алкани..........................................................................................................490
Аминиране на алкани.........................................................................................................491
9.1.2. Заместване на водород с електрофилни азотсъдържащи групи.........................492
Заместване на водороден атом в наситени въглеводороди.....................................492
Нитрозиране....................................................................................................................493
Нитриране.............................................................................................................................495
Заместване на ворододен атом в ароматни въглеводороди....................................495
Нитриране..........................................................................................................................495
Нитрозиране.........................................................................................................................500
Приложение....................................................................................................................501
Аминометилиране на СН-кисели съединения.............................................................502
Приложение..........................................................................................................................507
Цитирана литература.........................................................................................................511
9.1.3. Заместване на халоген с нуклеофилни азотсъдържащи групи.....................................514
Заместване на халоген при наситен въглероден атом...............................................514
Заместване на халоген с аминогрупа.............................................................................515
Приложение..........................................................................................................................517
Заместване на халоген с други азотсъдържащи нуклеофили...................................519
Заместване на халоген при ненаситен въглероден атом с азотни нуклеофили......520
Заместване на халоген в ацилхалогениди.....................................................................520
Заместване на халоген в арени с азотсъдържащи нуклеофили...............................523
Цитирана литература.........................................................................................................529
9.1.4. Заместване на хидроксилна група с азотсъдържащи групи.........................................531
Заместване на хидроксилна група с азотсъдържащи групи в алкановия ред.........532
Заместване на хидроксилна група с аминогрупа в арени.........................................534
Цитирана литература.........................................................................................................535
9.2. Въвеждане на азотен атом чрез присъединителни реакции..........................................536
9.2.1. Присъединяване на азотни нуклеофили към карбонилни съединения......................536
Присъединяване на азотни нуклеофили към активирана двойна връзка.............543
Цитирана литература.........................................................................................................544
Десета глава. Методи за образуване на връзка въглерод-кислород.........................................546
10.1. Въвеждане на кислороден атом чрез заместителни реакции.......................................546
10.1.1. Заместване на халоген с хидроксилна група.....................................................................547
Синхронно заместване — 5N2-механизъм..............................................547
Приложение..........................................................................................................................553
Йонизационен 5N1 - механизъм......................................................................554
10.1.2. Заместване на халоген в ди- и полихалогенопроизводни.........................559
10.1.3. Заместване на халоген при ненаситен въглероден атом
с кислородсъдържащи нуклеофили........................................................................560
Приложение...........................................................................................................562
10.1.4. Заместване на халоген при тригонален въглероден атом в киселинни халогениди .. 563
10.1.5. Заместване на други функционални групи при тригонален
въглероден атом в карбонилна група...........................................................................565
Приложение..........................................................................................................................566
10.1.6. Заместване на сулфонатна с хидроксилна група.............................................................567
10.1.7. Хидролиза на диазониеви соли............................................................................................568
Цитирана литература.........................................................................................................569
10.2. Въвеждане на кислороден атом чрез присъединителни реакции................................573
10.2.1. Присъединяване на вода към двойна въглерод-въглеродна връзка...........................573
Приложение..........................................................................................................................576
10.2.2. Присъединяване на сярна киселина към алкени..............................................................577
10.2.3. Хидроксимеркуриране-демеркуриране..............................................................................578
Приложение..........................................................................................................................580
10.2.4. Присъединяване на вода към тройна въглерод-въглеродна връзка...........................581
Приложение..........................................................................................................................583
10.2.5. Хидроксилиране на алкени....................................................................................................583
Цитирана литература.........................................................................................................585
Единадесета глава. Методи за образуване на връзка въглерод-сяра.......................................588
11.1. Заместване на водороден атом във въглеводороди........................................................588
11.1.1. Въвеждане на сулфонова група в наситени въглеводороди..........................................588
11.1.2. Въвеждане на сулфонова група в арени.............................................................................590
Приложение..........................................................................................................................593
11.2. Въвеждане на серен атом чрез заместителни реакции...................................................594
11.2.1. Заместване на халоген при наситен въглероден атом....................................................594
11.2.2. Заместване на халоген във винилово положение.............................................................597
11.2.3. Заместване на халоген при тригонален карбонилен въглероден атом......................598
11.3. Въвеждане на серен атом чрез присъединителни реакции...........................................599
11.3.1. Присъединяване на сероводород и меркаптани към сложни
въглерод-въглеродни връзки..........................................................................................599
11.3.2. Присъединяване към активирана двойна връзка.............................................................601
11.3.3. Присъединяване на тиоли към карбонилна група...........................................................602
Приложение..........................................................................................................................604
11.3.4. Образуване на бисулфитни съединения.............................................................................605
Цитирана литература.........................................................................................................605
Дванадесета глава. Методи за образуване на връзка въглерод-бор......................................609
12.1. Въвеждане на борен атом чрез хидробориране................................................................609
Приложение..........................................................................................................................615
Цитирана литература.........................................................................................................619
Азбучен указател......................................................................................................................................621
[затвори съдържанието]
Използвани съкращения в текста.........................................................................................................15
Предговор ................................................................................................................................19
Първа част. ОСНОВНИ ПРИНЦИПИ НА ОРГАНИЧНИЯ СИНТЕЗ
Първа глава. Реакционна способност на органичните съединения............................................23
1.1. Съвременно развитие на органичния синтез......................................................................23
1.2. Основни цели на органичния синтез.....................................................................................24
1.3. Индустриален и академичен подход в органичния синтез..............................................29
1.4. Тотални и парциални синтези ................................................................................................32
1.5. Рационални и ирационални синтези.....................................................................................34
Цитирана литература................................................................................................................36
Втора глава. Биосинтез и биотрансформации на органичните съединения.............................38
2.1. Синтез на клетъчно вещество или на отделни негови компоненти..............................38
2.2. Деградация на органични вещества от околната среда...................................................39
2.3. Синтез на метаболити...............................................................................................................40
2.4. Получаване на продукти чрез частична ензимна трансформация
на екзогенни органични съединения................................................................................44
2.5. Приложение на ензимни реакции..........................................................................................46
Образуване на въглерод-въглеродни връзки..................................................................47
Редукция на двойна въглерод-въглеродна връзка........................................................48
Присъединяване на прости молекули към двойна въглерод-въглеродна връзка. 49
Редукция на карбонилна група...........................................................................................50
Въвеждане на хидроксилна група......................................................................................53
Преобразуване на функционални производни на карбоксилни киселини..............54
Цитирана литература................................................................................................................57
Трета глава. Органични реакции и реагенти............................................................................ 59
3.1. Основни видове реакционни частици...................................................................................60
3.2. Органични реакции....................................................................................................................61
3.2.1. Разкъсване на ковалентна връзка..........................................................................................61
3.2.2. Образуване на ковалентна връзка..........................................................................................63
3.2.3. Синхронно разкъсване и образуване на прости връзки...................................................64
3.2.4. Синхронно разкъсване и образуване на прости и сложни връзки...........................65
3.2.5. Вътрешномолекулна миграция...........................................................................................66
3.2.6. Преход на електрон...................................................................................................................67
3.3. Основни типове органични реакции .....................................................................................67
3.4. Видове механизми на органичните реакции.......................................................................71
3.5. Влияние на различни фактори върху протичането на органичните реакции.............74
Електронни фактори..........................................................................................................75
Пространствени ефекти.......................................................................................................76
Стереоелектронни ефекти...................................................................................................79
Влияние на разтворителя....................................................................................................80
3.6. Представяне на реакционните механизми...........................................................................83
Цитирана литература................................................................................................................85
Четвърта глава. Молекулен дизайн в органичния синтез.............................................................87
4.1. Основни понятия в съвременния органичен синтез..........................................................88
4.2. Планиране на органичния синтез..........................................................................................90
4.2.1. Ретросинтетично направление...............................................................................................90
Ретросинтетичен анализ......................................................................................................91
Стратегия, базираща се на трансформите......................................................................98
Стратегия, базирана на структурни елементи...............................................................98
Топологична стратегия........................................................................................................99
Стереохимична стратегия.................................................................................................100
Стратегия, базираща се на функционалните групи....................................................100
Стратегия, базираща се на познати синтетични методи и реакции.......................100
Конструктивен център и стратегически връзки..........................................................101
Видове разчленителни операции.....................................................................................105
Едногрупови разчленявания.............................................................................................106
Двугрупови разчленявания................................................................................................107
Видове синтони....................................................................................................................109
4.2.2. Синтетично направление.......................................................................................111
Стратегия на планирания органичен синтез................................................................112
Комбинаторна химия.........................................................................................................118
4.2.3. Общи критерии за подбор на реакционната схема.....................................121
Подбор на реално осъществими синтези......................................................................122
Прилагане на конвергентния синтез..............................................................................123
Избор на подходящ конструктивен център..................................................................123
Вътрешна симетричност на молекулата.......................................................................125
Въвеждане на реакционноспособни функционални групи
в последните етапи на синтезата...................................................................................126
Въвеждане на функционални групи за по-лесно образуване на връзки.................126
Цитирана литература..............................................................................................................130
4.2.4. Компютърно подпомагане на органичния синтез...........................................................132
Основни програмни продукти.........................................................................................136
Цитирана литература.........................................................................................................139
Пета глава. Селективен контрол в органичния синтез................................................................141
5.1. Хемоселективен контрол.......................................................................................................141
5.1.1. Природа на функционалните групи.....................................................................................141
5.1.2. Използване на защитни групи..............................................................................................147
Защита на карбонилна група като цикличен ацетал..................................................149
Защита на хидроксилна група в алкохоли....................................................i................J50
Защита на аминогрупа.......................................................................................................153
5.1.3. Използване на хемоселективни реагенти...........................................................................156
Цитирана литература.........................................................................................................159
5.2. Региоселективен контрол.......................................................................................................161
Електрофилно присъединяване към алкени.................................................................163
Електрофидно заместване в ароматно ядро.................................................................164
Алкилиране на несиметрични кетони............................................................................165
Реакции на С/О-алкилиране.............................................................................................166
Нуклеофилно присъединяване към енони.....................................................................167
Нуклеофилно отваряне на епоксиден пръстен.............................................................168
Региоселективно превръщане на кетони в естери и лактони...................................169
Алилова прегрупировка.....................................................................................................170
Използване на блокиращи групи.....................................................................................171
Въвеждане на активиращи групи....................................................................................172
Използване на контролни елементи или мостови групи...........................................174
Цитирана литература.........................................................................................................175
5.3. Стереоселективен контрол..................................................................................177
5.3.1. Пространствени изомери.......................................................................................179
5.3.2. Методи за стереохимичен контрол........................................................................180
Разделяне на рацемични смеси.......................................................................................181
Използване на изходни продукти с готови хирални центрове.................................181
Използване на стереоконтролирани реакции...............................................................183
Използване на спомагателни хирални структурни елементи..................................189
Използване на хирални катализатори и хирални реагенти......................................190
Използване на мостови контролни групи.....................................................................196
Използване на реагент-насочващи групи......................................................................197
5.3.3. Стереоконтролирани синтези на органични съединения....................................199
Елиминиране........................................................................................................................200
Хидрогениране.....................................................................................................................201
Алкилидениране...............................................................................................................202
5.3.4. Използване на контролни елементи в органичния синтез...........................203
Цитирана литература.........................................................................................................207
Втора част. СЪВРЕМЕННИ МЕТОДИ В ОРГАНИЧНИЯ СИНТЕЗ
Основни методи за изграждане на химични връзки...................................................213
Шеста глава. Методи за образуване на въглерод-въглеродни връзки...............................215
6.1. Образуване на въглерод-въглеродни връзки с помощта
на органометални съединения........................................................................................215
6.1.1. Органометални съединения..................................................................................216
Методи за получаване........................................................................................................217
Структура и реакционна способност..............................................................................218
Органомагнезиеви съединения........................................................................................218
Органонатриеви съединения............................................................................................ 221
Органолитиеви съединения..............................................................................................222
Органомедни съединения..................................................................................................225
Органокадмиеви съединения............................................................................................226
Органоживачни съединения.............................................................................................226
Органоцинкови съединения..............................................................................................228
6.1.2. Основни реакции на алкилиране с органометални съединения..................................230
Алкилиране...........................................................................................................................230
Хидроксиалкилиране..........................................................................................................232
Приложение..........................................................................................................................236
6.1.3. Взаимодействие на органометални съединения с ненаситени
карбонилни съединения...................................................................................................240
Цитирана литература.........................................................................................................244
6.2. Образуване на въглерод-въглеродни връзки чрез базично катализирани реакции ... 247
СН-кисели органични съединения..................................................................................248
Бази.........................................................................................................................................253
Основни типове реакции...................................................................................................260
Регио- и стереоселективност при образуване на карбаниони..................................261
Получаване на специфични енолати...............................................................................262
Цитирана литература.........................................................................................................265
6.2.1. Алкилиране на амбидентни нуклеофили...................................................266
Механизъм на реакциите на алкилиране.......................................................................267
Влияние на природата на субстрата...............................................................................267
Монофункционални СН-кисели съединения................................................................268
Бифункционални СН-кисели съединения......................................................................270
Производни на дикарбоксилни киселини.....................................................................270
Производни на р-оксокарбоксилни киселини и (3-дикетони....................................272
Влияние на природата на алкилиращия реагент.........................................................274
Влияние на реакционната среда......................................................................................276
Особености на алкилирането...........................................................................................277
Приложение..........................................................................................................................282
Цитирана литература.........................................................................................................290
6.2.2. Използване на специфични енолатни еквиваленти.........................................................292
Алкилиране на имини........................................................................................................295
Алкилиране на енамини....................................................................................................296
Алкилиране на тиоацетали...............................................................................................298
Алкилиране на реативи на Майерс.................................................................................299
Цитирана литература...............................;.........................................................................300
6.2.3. Присъединяване на амбидентни нуклеофили към карбонилна група........................302
Алдолна реакция.................................................................................................................302
Приложение..........................................................................................................................312
Реакции от алдолов тип..................................................................................................... 313
Базично катализирани реакции от алдолов тип..........................................................316
Приложение..........................................................................................................................317
Цитирана литература.........................................................................................................318
6.2.4. Присъединяване на амбидентни нуклеофили към азометинова група......................321
Амино(амидо) алкилиране.................................................................................................321
Цитирана литература.........................................................................................................324
6.2.5. Присъединяване на амбидентни нуклеофили към естерна карбонилна група........325
Естерна кондензация..........................................................................................................326
Приложение..........................................................................................................................333
6.2.6. Въвеждане на алдехидна и на карбоксилна група във феноли.....................................337
Формилиране на феноли по метода на Раймер-Тиман............................................338
Карбоксилиране на феноли ..............................................................................................339
Цитирана литература.........................................................................................................340
6.2.7. Присъединяване на амбидентни нуклеофили към активирана двойна връзка........341
Взаимодействие на амбидентни нуклеофили с 2,3-ненаситени кетони и естери.................348
6.2.8. Реакции с участието на алкини и цианиди........................................................................351
Алкини....................................................................................................................................351
Цианиди.................................................................................................................................353
Цитирана литература.........................................................................................................356
6.3. Образуване на въглерод-въглеродни връзки чрез киселинно
катализирани реакции......................................................................................................358
6.3.1. Електрофилно алкилиране.....................................................................................................358
Алкилиране на алкени........................................................................................................360
Алкилиране на арени..........................................................................................................361
Приложение..........................................................................................................................368
6.3.2. Електрофилни реакции на ацилиране.................................................................................369
Ацилиране на арени............................................................................................................369
Приложение..........................................................................................................................373
Ацилиране по метода на Хубен-Хьош..........................................................................375
Синтез на ароматни алдехиди .........................................................................................376
Метод на Гатерман—Кох..................................................................................................376
Метод на Гатерман.......................................................................................................377
Метод на Вилсмайер-Хаак...............................................................................................378
6.3.3. Хидроксиалкилиране..............................................................................................................379
6.3.4. Халогенметилиране.................................................................................................................380
Цитирана литература.........................................................................................................382
Седма глава. Методи за образуване на двойна въглерод-въглеродна връзка........................385
7.1. Образуване на двойни връзки чрез елиминиране............................................................385
Р-Елиминиране....................................................................................................................386
Приложение.......................................................................................................................396
Р-Елиминиране през циклично преходно състояние..................................................397
Приложение..........................................................................................................................398
Цитирана литература.........................................................................................................399
7.2. Алкилидениране на СН-кисели съединения.....................................................................401
7.2.1. Алдолна кондензация..............................................................................................................402
Приложение..........................................................................................................................405
7.2.2. Реакция на Кньовенагел.........................................................................................................405
7.2.3. Реакция на Перкин...................................................................................................................407
7.2.4. Реакция на Щобе.......................................................................................................................409
7.2.5. Алкилидениране на фосфорни илиди (реакция на Витиг).............................................411
Приложение..........................................................................................................................415
7.2.6. Реакция на Хорнер-Уодсуърт-Емонс................................................................................417
Приложение..........................................................................................................................418
7.2.7. Други реакции на алкилидениране......................................................................................418
Цитирана литература.........................................................................................................420
Осма глава. Методи за образуване на връзка въглерод-халоген...............................................423
8.1. Въвеждане на халоген чрез заместителни реакции.........................................................423
8.1.1. Халогениране на алкани.........................................................................................................423
8.1.2. Халогениране в алилово и в бензилово положение.........................................................429
Приложение..........................................................................................................................431
8.1.3. Халогениране на арени...........................................................................................................433
Приложение..........................................................................................................................438
8.1.4. Обмен на халоген.....................................................................................................................440
Цитирана литература.........................................................................................................441
8.1.5. Заместване на хидроксилна група с халоген.....................................................................443
Заместване на хидроксилна група с халоген с помощта на НХ..............................443
Заместване на хидроксилна група с халоген с помощта
на фосфорни и серни реагенти.......................................................................................445
Заместване с помощта на фосфорни реагенти............................................................446
Заместване с помощта на серни реагенти....................................................................450
Обсег на реакцията на заместване на хидроксилна група с халоген.....................452
Приложение..........................................................................................................................453
8.1.6. Заместване на карбонилен кислороден атом с халоген.................................................455
8.1.7. Заместване на аминогрупа с халоген..................................................................................456
Заместване на аминогрупа с халоген в алифатния ред.............................................456
Заместване на аминогрупа с халоген в ароматния ред.............................................458
Приложение..........................................................................................................................461
Цитирана литература.........................................................................................................462
8.2. Въвеждане на халоген чрез присъединителни реакции..................................................466
8.2.1. Присъединяване на халоген към сложни въглерод-въглеродни връзки....................466
Приложение..........................................................................................................................473
8.2.2. Присъединяване на халогеноводород към сложни въглерод-въглеродни връзки.....477
Приложение..........................................................................................................................484
Цитирана литература.........................................................................................................487
Девета глава. Методи за образуване на връзка въглерод-азот...................................................490
9.1. Въвеждане на азотен атом чрез заместителни реакции.................................................490
9.1.1. Директно заместване на водороден атом в алкани.........................................................490
Нитриране на алкани..........................................................................................................490
Аминиране на алкани.........................................................................................................491
9.1.2. Заместване на водород с електрофилни азотсъдържащи групи.........................492
Заместване на водороден атом в наситени въглеводороди.....................................492
Нитрозиране....................................................................................................................493
Нитриране.............................................................................................................................495
Заместване на ворододен атом в ароматни въглеводороди....................................495
Нитриране..........................................................................................................................495
Нитрозиране.........................................................................................................................500
Приложение....................................................................................................................501
Аминометилиране на СН-кисели съединения.............................................................502
Приложение..........................................................................................................................507
Цитирана литература.........................................................................................................511
9.1.3. Заместване на халоген с нуклеофилни азотсъдържащи групи.....................................514
Заместване на халоген при наситен въглероден атом...............................................514
Заместване на халоген с аминогрупа.............................................................................515
Приложение..........................................................................................................................517
Заместване на халоген с други азотсъдържащи нуклеофили...................................519
Заместване на халоген при ненаситен въглероден атом с азотни нуклеофили......520
Заместване на халоген в ацилхалогениди.....................................................................520
Заместване на халоген в арени с азотсъдържащи нуклеофили...............................523
Цитирана литература.........................................................................................................529
9.1.4. Заместване на хидроксилна група с азотсъдържащи групи.........................................531
Заместване на хидроксилна група с азотсъдържащи групи в алкановия ред.........532
Заместване на хидроксилна група с аминогрупа в арени.........................................534
Цитирана литература.........................................................................................................535
9.2. Въвеждане на азотен атом чрез присъединителни реакции..........................................536
9.2.1. Присъединяване на азотни нуклеофили към карбонилни съединения......................536
Присъединяване на азотни нуклеофили към активирана двойна връзка.............543
Цитирана литература.........................................................................................................544
Десета глава. Методи за образуване на връзка въглерод-кислород.........................................546
10.1. Въвеждане на кислороден атом чрез заместителни реакции.......................................546
10.1.1. Заместване на халоген с хидроксилна група.....................................................................547
Синхронно заместване — 5N2-механизъм..............................................547
Приложение..........................................................................................................................553
Йонизационен 5N1 - механизъм......................................................................554
10.1.2. Заместване на халоген в ди- и полихалогенопроизводни.........................559
10.1.3. Заместване на халоген при ненаситен въглероден атом
с кислородсъдържащи нуклеофили........................................................................560
Приложение...........................................................................................................562
10.1.4. Заместване на халоген при тригонален въглероден атом в киселинни халогениди .. 563
10.1.5. Заместване на други функционални групи при тригонален
въглероден атом в карбонилна група...........................................................................565
Приложение..........................................................................................................................566
10.1.6. Заместване на сулфонатна с хидроксилна група.............................................................567
10.1.7. Хидролиза на диазониеви соли............................................................................................568
Цитирана литература.........................................................................................................569
10.2. Въвеждане на кислороден атом чрез присъединителни реакции................................573
10.2.1. Присъединяване на вода към двойна въглерод-въглеродна връзка...........................573
Приложение..........................................................................................................................576
10.2.2. Присъединяване на сярна киселина към алкени..............................................................577
10.2.3. Хидроксимеркуриране-демеркуриране..............................................................................578
Приложение..........................................................................................................................580
10.2.4. Присъединяване на вода към тройна въглерод-въглеродна връзка...........................581
Приложение..........................................................................................................................583
10.2.5. Хидроксилиране на алкени....................................................................................................583
Цитирана литература.........................................................................................................585
Единадесета глава. Методи за образуване на връзка въглерод-сяра.......................................588
11.1. Заместване на водороден атом във въглеводороди........................................................588
11.1.1. Въвеждане на сулфонова група в наситени въглеводороди..........................................588
11.1.2. Въвеждане на сулфонова група в арени.............................................................................590
Приложение..........................................................................................................................593
11.2. Въвеждане на серен атом чрез заместителни реакции...................................................594
11.2.1. Заместване на халоген при наситен въглероден атом....................................................594
11.2.2. Заместване на халоген във винилово положение.............................................................597
11.2.3. Заместване на халоген при тригонален карбонилен въглероден атом......................598
11.3. Въвеждане на серен атом чрез присъединителни реакции...........................................599
11.3.1. Присъединяване на сероводород и меркаптани към сложни
въглерод-въглеродни връзки..........................................................................................599
11.3.2. Присъединяване към активирана двойна връзка.............................................................601
11.3.3. Присъединяване на тиоли към карбонилна група...........................................................602
Приложение..........................................................................................................................604
11.3.4. Образуване на бисулфитни съединения.............................................................................605
Цитирана литература.........................................................................................................605
Дванадесета глава. Методи за образуване на връзка въглерод-бор......................................609
12.1. Въвеждане на борен атом чрез хидробориране................................................................609
Приложение..........................................................................................................................615
Цитирана литература.........................................................................................................619
Азбучен указател......................................................................................................................................621