If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:8:26

Синтез на заместени бензенови пръстени II

Видео транскрипция

Целта ни е да синтезираме прости органични молекули от бензен. Този път целта ни е тази молекула тук отдясно. Отново ще използваме ретросинтез, така че ще работим наобратно и ще търсим непосредствения прекурсор на тази молекула. За да направим това, нека да анализираме групите, които са свързани с пръстена. Точно тук имаме амино група. Знаем, че това е орто/пара насочваща група. Знаем това заради несподелените електронни двойки при този азот точно до пръстена. После ето тук имаме карбоксилна функционална група, свързана с пръстена. Знаем, че този карбонилен въглерод тук е частично положителен, което го прави мета- насочваща група. Не сме разглеждали никакви реакции, в които се присъединява амино група в мета позиция спрямо карбоксилната група. Но сме разглеждали как да присъединим нитро група в мета позиция спрямо карбоксилната група. Така че ще превърнем тази амино група в нитро група. Сега да напиша тук бензеновия пръстен. Поставям и карбоксилната киселина. Вместо амино група, ще запиша нитро група, ето така. Това, което сега трябва да направим, е да потърсим начин да редуцираме нитро групата до амино група. Има много начини за това. Единият е да използваме метал като желязо и солна киселина. Можеш да използваш и калай. Можеш да използваш водород и метален катализатор като никел. Има много начини за редуциране на нитро групата до амино група към бензеновия пръстен. Сега знам как да поставя нитро група на мета позиция в карбоксилната киселина. Тук имаме мета насочваща група. Ако махна тази нитро група, ще получа прекурсор на тази молекула, който е просто бензоена киселина. Записвам тук бензоена киселина. Сега трябва да помисля за реагентите, необходими за реакцията на нитриране, които са концентрирана азотна киселина и концентрирана сярна киселина. Пак, поради карбонила тук карбоксилната група е мета насочваща, така че нитро групата се оказва на мета позиция. Сега имам бензоена киселина. Трябва да получа бензоена киселина от бензен. Ако разгледаш една от реакциите, които направихме в бензиловата позиция в съответното видео, можем да синтезираме бензоена киселина от алкилбензен. Значи непосредственият прекурсор на тази молекула е някакъв алкилбензен, т.е. бензенов пръстен с алкилова група. За да опростим нещата, нека това да бъде метилова група, значи ето тази метилова група. Това е толуен, който е непосредствен прекурсор на бензоената киселина. За да оксидираме алкиловата странична верига, трябва да добавим нещо като натриев дихромат, Na2Cr2O7. Като източник на протони нещо като сярна киселина и топлина. Това е оксидирането на алкилбензена. Можеш да проведеш тази реакция също и с перманганат и загряване. Можеш да използваш всякакъв брой въглеродни атоми в алкилната странична верига. Аз избрах един въглерод, за да е по-лесно. Значи този въглерод при оксидирането на тази група, се превръща в този въглерод ето тук. Сега трябва да преобразуваме бензена в толуен. Това може да стане с алкилиране по Фридел-Крафтс. Трябва ни един въглерод. За алкилхлорида... трябва ни алкилхлорид с един въглерод, значи СН3Cl. Катализаторът при алкилиране по Фридел-Крафтс ще бъде алуминиев хлорид. Нашият синтез е пълен. Нека сега да разгледаме много бързо реакциите. И да се уверим, че всичко е логично. Започваме с бензен. Правим алкилиране по Фридел-Крафтс, за да присъединим метилова група към бензеновия пръстен и да получим толуен. После оксидираме алкиловата странична верига с натриев дихромат, за да я превърнем в карбоксилна група, която е мета насочваща група. Когато нитрираме пръстена, нитро групата се присъединява в мета позиция спрямо карбоксилната киселина. Накрая редуцираме нитро групата, за да я превърнем в амино група, и сме готови. Да видим още една задача за синтез. Този път таргетната молекула е тук отдясно. Веднага виждам бром в бензиловата позиция, при въглерода, който е непосредствено до бензеновия пръстен. Знам реакция, която може да присъедини бром в бензиловата позиция. Ако си спомняш, това е реакция на бромиране със свободен радикал. Така че мога да напиша прекурсора на тази молекула, който има бензенов пръстен и този бром е тук при пръстена. Сега ще имаме само една етилова група, ето така. Ще ни трябва N-бромсукцинимид и топлина. Мога да използвам въглероден тетрахлорид като разтворител, пероксид, който да инициира радикаловия механизъм. Това е реакция на бромиране със свободен радикал, при която се присъединява бром на бензиловата позиция. Сега да определим прекурсора на тази молекула. Сега да анализираме какви групи имаме при пръстена. Тази етилова група е алкилова група. Спомни си, че тя е орто/пара насочваща група. Този бром тук също е орто/пара насочваща група, поради несподелените електрони двойки. Това е орто/пара насочваща група. Имаме две орто/пара насочващи групи в пръстена, но тези две групи са в мета позиция една спрямо друга. Значи трябва да помислим как едната орто/пара насочваща група да се превърне в мета насочваща група. Добър начин да стане това е да превърнем алкиловата група в група, която има карбонил в нея, например ацилова група. Като търсим прекурсора тук, ще напиша бензеновия пръстен. Ще оставя тук брома. Вместо алкилова група сега ще имаме ацилова група, защото ациловата група е мета насочваща. Този въглерод тук е частично положителен. Трябва да помислим как да редуцираме ациловата група до алкилова група. Един начин да го направим е чрез редукция по Клеменсен. Взимаме цинкова амалгама, значи взимаме цинк в живачна амалгама, и също така солна киселина. Това ще редуцира ацилната група до алкилна група, ето така. Сега тук имаме ацилна група, която е мета насочваща, а това ще ни позволи да присъединим брома в мета позиция спрямо тази ацилна група. Когато търся прекурсора на тази молекула, просто премахвам брома. Имам пръстен с ацилна група към него. Понеже това е мета насочваща група, ми трябва само реакция на бромиране. Ще ми трябва бром. И ни трябва катализатор, значи FeBr3. Тази реакция ще свърши работа. Накрая трябва да стигна от бензен до тази молекула. Ще използвам реакция на ацилиране по Фридел-Крафтс. Трябват ми два въглерода, за да направя ацилиране по Фридел-Крафтс. Значи ацилхлоридът трябва да има два въглерода. Катализатор отново ще бъде нещо като алуминиев хлорид за това ацилиране по Фридел-Крафтс. И това е целият синтез. Нека пак да видим всички стъпки, като започнем от бензен. Правим Фридел-Крафтс ацилиране, за да присъединим ацилова група в пръстена, ето така, която е мета несочваща група. Ако след това направим бромиране, бромът ще се присъедини в позиция мета спрямо ацилната група. После редуцираме ацилната група с цинкова амалгама, и я превръщаме в етилова група. И накрая имаме бромиране със свободен радикал, при което присъединяваме бром в бензиловата позиция. И сме готови. Така че използвай ретросинтез. После провери всичко отново и се увери, че синтезът ти е правилен.