Основно съдържание
Органична химия
Синтез на заместени бензенови пръстени I
Практически задачи за синтез. Създадено от Джей.
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.
Видео транскрипция
Сега вече познаваме всички реакции и нека да видим как можем
да ги комбинираме, за да синтезираме някои
прости органични съединения. Целта ни е да получим
това съединение от бензен. Единият подход е да използваме метода на ретросинтез. Опитваш се да мислиш наобратно,
казваш си: кое съединение може да е непосредствен
предшественик на тази молекула? За да направим това,
трябва да анализираме групите, които са свързани
с пръстена. Ако погледна брома тук горе, знам, че той е орто/пара-
насочваща група, защото знам, че има
несподелена електронна двойка. Значи бромът е орто/пара
насочваща група. Но да видим нитро-групата. Знам, че това е
мета насочваща група. Знам, че е мета, защото
тук има +1 заряд при този азот. После тук, за тази ацилова група, свързана с пръстена, знам, че е
мета насочваща група, заради карбонилния въглерод ето тук, който е частично положителен. Когато се опитвам да разбера
кои от тези групи са присъединени последно, е логично,
че бромът е присъединен последно, защото този бром ето тук е мета спрямо нитро-групата
и ацилната група. Сега мога да напиша прекурсора. Просто махам брома. Остава бензеновия пръстен. Имаме ацилова група към пръстена, имаме и нитро група. Сега само трябва да си спомним как присъединяваме бром
към бензеновия пръстен. Това е реакция на бромиране,
разбира се. Трябва ни бром и катализатор, нещо като железен бромид. Значи FeBr3 ще свърши работа. Сега да видим следващия
прекурсор. Как можем да получим
тази молекула? Пак имаме две групи. Имаме нитро група и ацилна група. Значи можем да нитрираме
за нитро групата, и можем да имаме ацилиране
по Фридел-Крафтс, за да присъединим ацилната
група към пръстена. Въпросът е коя реакция е първа? Оказва се, че не можем да алкилираме или ацилираме
по Фридел-Крафтс с умерен или силен деактиватор, който
вече е закачен за пръстена. Тази нитро група е силно
деактивираща. Това означава, че ще присъединим
първо нитро групата и после ациловата група. Тази ацилова група трябва да е
преди нитро-групата, което означава, че в тази стъпка ще присъединим
нитро групата. Непосредственият прекурсор
на тази молекула... просто махаме нитро групата и ни остава бензенов пръстен
и ацилова група, която е прикачена към него. Трябва да нитрираме, което изисква концентрирана азотна киселина и концентрирана сярна киселина. Сега остава да отидем само от
бензен до тази молекула. Знаем как става това, разбира се. Това е реакция на
ацилиране по Фридел-Крафтс. Когато определяме какъв
ацилхлорид ще използваме, просто
преброяваме броя на въглеродите, значи един, два и три. Трябва ни двувъглероден ацилхлорид. Значи тук записвам
двувъглероден ацилхлорид. После ни трябва катализатор. Нещо като алуминиев хлорид
става за катализатор. И синтезът ни е завършен. Започваме с ацилиране
по Фридел-Крафтс. Ацилната група е мета-насочваща, което насочва нитро групата
към мета-позицията. И накрая имаме две мета
насочващи групи, така че при бромирането те насочват брома към крайната му позиция. И сме готови. Да видим още един пример. Тук имаме същите групи, като
в предходния пример, но тук крайната молекула
изглежда различно. Значи трябва да проведем
реакциите, които използвахме в предишния синтез
в различна последователност. Първо пак ще анализираме групите. Виждам, че бромът е орто/пара
насочваща група, поради несподелените си
електронни двойки. Знаем, че нитро групата
е мета насочваща поради заряда +1. Ацилната група също е
мета насочваща поради частичния положителен
заряд при карбонилния въглерод. Така че, когато гледаме тези групи
и разсъждаваме коя от тези реакции е последна, е логично, че това нитриране
е последно. Това е така, защото
нитро групата е мета спрямо ацилната група,
а ацилната група е мета насочваща, а бромът,
и това е по-важно, е орто/пара насочваща група. А нитро групата е орто
спрямо брома. Затова е логично, че
последно е протекло нитрирането. За да запишем прекурсора, просто махаме нитро групата и имаме бензеновия пръстен. Ще имаме бром към пръстена, и също ще имаме ацилна
група към пръстена. Така че последната реакция
е нитриране. Значи трябва да добавим
концентрирана азотна киселина и концентрирана сярна киселина
за нитрирането. Когато търсим прекурсора на
тази молекула... отново, имаме орто/пара
насочваща група в пръстена, както и
мета насочваща група в пръстена. Това са нашите групи. Бромът и ацилната група са пара една спрямо друга, което
означава, че орто/пара насочващата група е насочила
ацилната група в пара позиция в основния продукт. Така че допускаме ацилиране
по Фридел-Крафтс. Значи махаме ацилната група. Оставаме с бромбензен като
изходно вещество. Имаме бромбензен, който ацилираме по Фридел-Крафтс. Тук ни трябва ацилна
група с два въглерода. Нека да го напиша, един, два. Трябва ни двувъглероден ацилхлорид. Записвам двувъглероден
ацил хлорид, ето така. Катализаторът отново е нещо
като алуминиев хлорид. Вероятно си мислиш, че знам, че халогенът, бромът има
деактивиращо действие. Как можем да извършим
ацилиране по Фридел-Крафтс, като имаме деактивираща група тук, макара и да е орто/пара насочваща? Запомни, че тя е само
слабо деактивираща. Не можеш да алкилираш
или да ацилираш със среден или силен деактиватор. Но понеже това е слаб
деактиватор, все пак може да протече реакцията
и ще получиш пара продукт като основен продукт тук. Сигурен съм, че ще получиш
и орто продукт също. Сега просто трябва да отидем от бензен до
бромбензен. Това е много лесно. Просто реакция на бромиране. Имаме бром, имаме катализатор, и синтезът е готов. Този път започваме с реакция
на бромиране, при която се получава бромбензен. Бромът е орто/пара насочваща група. Това е орто/пара насочваща група. Затова ацилната група се присъединява към пръстена в пара позиция
в основния продукт. И накрая нитрираме, имаме орто/пара насочваща група и
мета насочваща група. Това означава, че нитро групата
ще се окаже в тази позиция. И сме готови. Ето така се разсъждава при
задачи за синтез: ретросинтез, работим наобратно,
като мислим за таргетната молекула. Ще направим още два или три
примера в следващото видео, които ще са малко по-трудни от тези.