阐述官能团浅谈有机合成中几种常见官能团保护与脱保护办法

【摘 要】化学是一门接近生活的学科，在有机化学学习中有机合成是重点也是难点，而在有机合成中最为重要的就是对官能团的保护，只有对官能团的性质有深入的认识和了解，才可以在有机合成中有清晰的思路，帮助学生进行有机化学有机合成的学习。在本文中我们根据几种有机合成常见的官能团保护和脱保护进行分析研究，帮助学生更好的理解官能团保护作用。
【关键词】有机合成；官能团；保护
在高考化学考试中有机合成是必考点，在高中阶段学习的化学中对官能团进行的处理常常会对其他官能团产生影响，为了将这种影响消耗，我们在本文中就对高中阶段化学学习中几种较为常见的官能团进行保护和脱保护，保证在进行官能团分析中，不受其他分子的影响或者不对其他分子产生影响。

一、有机化学学习中有机合成官能团保护

有机合成中官能团的保护可以分成两种：①通过反映，将官能团转换成稳定状态，这种方法称之为反应保护。通过加入某种化学试剂将暂时不需要发生反应的官能团转化成稳定的状态，对其进行保护，防止其受到其他分子的影响或者对其他需要反应的分子产生影响，在需要该官能团时，再通过反应将其恢复；②采取合适的有机合成路线，对官能团进行保护，该种方法称为线路保护。对官能团进行保护要满足三个条件：①要容易引入保护分子；②引入的保护分子和官能团的反应要可以承受一定的反应条件；③将保护分子消除时，不能对其他分子产生影响。
在本文中我们对有机合成中几种较为常见的官能团的保护进行重点分析，其中有羟基、氨基、醛基、碳碳双键。

二、对官能团进行的保护

1.对羟基进行保护

羟基是活性基团，很容易被氧化，在一些反应中相应保留羟基，就要先对羟基进行保护，而羟基分为醇羟基和酚羟基。对羟基的保护我们以保护酚羟基为例进行保护方法说明。
例题1：香豆素是一类芳香族化合物，多存在于植物中， 其中大部分物质具有抗菌消炎以及光敏性的作用，这类芳香族化合物的核心结构是芳香内酯A， 分子式为C9H6O2， 经下列步骤反应后，转变为水杨酸和乙二酸。
回答化合物C的结构式，图中由B向C的转化有何目的？
我们对此题进行分析，A中有一个碳碳双键、一个苯环、一个内酯环，根据其产生水杨酸的特性，可以将A判断为酚酯，C，O分别和苯环上邻位上的C原子相连。在KMn4、OH-以及H3O+的条件下，B中的-CH= CH-COOH 转化为- COOH 和HOOC- COOH，进而形成水杨酸和乙二酸，但是在题中的合成路线中并没有按照提示中的线路进行，我们分析知道B中的酚羟基很不稳定，如果不采取一定的措施对其进行保护，在进行-CH= CH-COOH 氧化时，就会被破坏，所以在-CH= CH-COOH 氧化前对酚羟基进行保护，也就是图中的B转化成C的过程，在完成-CH= CH-COOH 转化后，对酚羟基的保护进行解除，使其恢复羟基的状态。

2.对氨基的保护

例题2：已知胺具有以下性质：（1）RNH2 + CH3COCl→ RNHCOCH3 +HCl；（2）RNHCOCH3 在一定条件下可发生水解反应。RNHCOCH3 + H2O→RNH2 + CH3COOH
对硝基苯是化工原料中占有一定的比重，其合成路线为：
其中第一步的目的是什么？
从胺的性质中我们得知：- NH2转变为-NHCOCH3，-NHCOCH3再转变为-NH2，是对-NH2 进行保护，第一步则是对氨基进行保护。

3.对醛基进行保护

醛基在化学官能团中是很容易发生反应的活性官能团，对其进行的保护，主要采用的方式是进行缩醛或者缩酮反应，将其反应活性降低。
在干燥的氯化氢或者浓硫酸的作用下，一分子的醛可以和一分子的醇发生半缩醛反应，然后再和一分子的醇进行反应，形成稳定的缩醛。总反应式为：
缩醛CH3CH（OC2H5）2具有很强的稳定性， 但是在稀酸溶液中则容易发生，水解反应，生成醛：
例题3：柠檬酸是一种常见的酸，在我们吃的水果、喝的饮料中都会存在，而柠檬醛具有柠檬香味，有顺反源于：论文www.618jyw.com
两种异构体，柠檬醛的结构简式为（CH3）2C=CHCH2CH2 -C（CH3）= CHCHO，我们从柠檬醛分子中的碳碳双键加氢还原得到产物C的例子进行分析，对醛基的保护进行学习， 其有机合成反应路线为：
从该题进行分析，在对柠檬酸中的碳碳双键进行还原的同时，其中的醛基因为有较强的活性，所以也会被还原，所以在将柠檬酸中的碳碳双键还原之前，先对其中的醛基进行保护，以上的缩醛反应就是对醛基进行的保护，在碳碳双键还原后，可以通过水解的方式将醛基还原。

4.对碳碳双键进行保护

在有机合成中对碳碳双键进行的保护通常采用的方法是HX、X2、或者H2O，加成，在完成所需分子、官能团的形成后，再通过消去反应将碳碳双键恢复。
例题4：以1，4-二溴-2-丁烯为原料制备丁烯二酸（马来酸）有机合成反应路线为：
问题：第二步的反应目的是什么？第四步发生的反应类型为？
本题的思路很明显是有卤代烃——醇——（醛）——羧酸的反应线路，这是化学有机合成中最为常规的合成线路。在-CH2OH氧化成-COOH的过程中，碳碳双键很容易被破坏，所以要对其进行保护，保护碳碳双键的方法就如反应线路先在第二步进行碳碳双键加成反应，在-CH2OH氧化成-COOH后，在第四步将碳碳双键还原，进行消去反应，所以第二步的目的是对碳碳双键进行保护，第四步中的反应类型为消去、中和。
三、小结
从以上有机合成中官能团保护和脱保护方法可以看出，在有机合成中对官能团进行保护和脱保护要在保护官能团的基础上不对其他基团和分子产生影响，官能团保护过程中要可以经受一定的反应条件，在对官能团进行脱保护中，被保护的官能团要很容易还原。
参考文献：
熊光发，易笃宁，徐玉根.例谈有机合成中官能团的保护[J].化学教学. 2011（08）.39-40
陈海林.例析有机合成中基团的保护[J]. 化学教学.2008（10）.52-53