大学化学课件有机合成绪论精编整理

1,有机合成,2,参考书：,1、有机合成化学与路线设计 巨勇，清华大学出版 2、 ORGANIC SYNTHESIS:The Disconnection Approach， 有机合成切断法第二版，药明康德新药开发有限 公司 译 荣国斌 校,最终成绩：平时10分 试卷90分,3,第一章 绪论,1、有机合成利用化学方法将单质、简单的无机物或有机物制备成较复杂的有机物的过程。,一 、有机合成分类,有机合成,实验室合成,工业合成,基本有机合成,精细有机合成,4,精细有机合成工业:以基本有机合成工业中得到的一、二级有机产品为原料,合成一些结构复杂,质量要求高的化合物,其特点是制备过程的操作条件要求严格,步骤较多,生产的品种多。,2、基本有机合成工业和精细有机合成工业,基本有机合成工业:从廉价易得的天然资源,如煤、石油、天然气或者农副产品等初步加工成一级有机产品,如甲烷、乙烷、乙炔、苯等,再进一步加工成二级有机产品,如乙醇、乙酸、丙酮等。基本有机合成的特点是:产品量大,质量要求低,加工粗糙,生产操作简单。,5,1. 1828年德国化学家 Wohler用典型的无机物合成了尿素。开始了近代有机化学以及有机合成的的历史。,围绕以煤焦油为原料的染料和药物的合成：如靛蓝，颠茄酮,二、 有机合成发展历史,6,（1）1896年 德国化学家 Willstatter 1915年获Noble 化学奖,21 steps, overall yield 0.7%,2、颠茄酮的合成开创了系统的有机合成方法、反应机制和化学结构关系等的研究。,7,（2）1917年，英国化学家 Robinson (1947年获Noble 化学奖）,3 steps, overall yield 90%,Robinson为什么能发现这条合成路线？,Mannich Reaction (1912),8,3、20世纪50年代NMR技术开始应用于有机化合物结构测定。,4、20世纪50-70年代，Woodward合成了利血平，胆甾醇，维生素B12和红霉素（18个手性中心）等近20种复杂天然产物，将有机合成发展到前所未有的水平。1965年获Noble 化学奖。,Robert Burns Woodward USAHarvard University Cambridge, MA, USA b. 1917 d. 1979,围绕以石油和天然气为原料的合成,9,在Woodward及Eschenmoser 领导下, 于1977年完成了维生素B12的全合成工作。,10,5、 20世纪60年代，Merrifield发展了固相合成技术（合成方法）。,1962年，美国生物化学家 R.B.Merrifield 发展了一种新的合成方法多肽固相合成法。这是多肽合成化学的一个重大突破。它的最大特点是不必纯化中间产物，合成过程可以连续进行，从而为多肽合成自动化奠定了基础。,11,固相合成技术(Solid phase synthesis) 基本原理：每一步反应的产物都以固相形式存在。在整个过程中，反应物与产物始终在不同的相中。,适用范围：多肽、核酸、非天然大分子化合物、杂环化合物、天然有机化合物等。 特点：可以合成大分子化合物，产物不需要分离纯化，收率高，可以实现自动化合成操作。,12,如果说Woodward 一生奋斗的成就是将有机合成作为 一种艺术展现在世人面前，那么Corey 则是将有机合成 从艺术转变成为科学的一个关键人物。他的逆合成分析 是现代有机合成化学的重要基石，推动了20世纪70年代 以来整个有机合成领域的蓬勃发展。,Elias James Corey USA Harvard University Cambridge, MA, USA b. 1928,(1990年获Noble 化学奖),6、20世纪70年代，Corey发展了逆合成理论和方法。,13,有机合成路线设计五大策略： （1）基于成键方式断键的策略 断键位置 （2）基于转化方式的策略 选择最佳合成单元反应 （3）基于目标化合物结构的策略 分析路线 （4）立体化学的策略 （5）基于官能团的策略,14,7、1989年，Kishi合成了海葵毒素，被称为是世纪工程，目前化学合成的最大的天然产物分子。,C129H223N3O54, 分子量2680， 64个手性中心， 7个骨架内双键 可能的异构体是271,15,8、 20世纪90年代，发展了组合化学合成理论和技术。,组合化学法（Combinatorial synthesis） 基本原理：将排列组合原理与固相合成技术相结合发展起来的新的合成概念和技术。 适用范围：肽库、寡聚核苷酸库以及非肽库的合成。,特点：可以同时制备大量的不同结构的异构体（可以同步合成一百万个以上的多肽异构体分子），操作简单，合成操作与生物活性筛选可以同时进行。是目前新药筛选的一种重要方法,16,（1）抗癌物质：紫杉醇（Taxol)的全合成,R=Ph, R1=Ac 紫杉醇,9、高活性生物分子的合成和合成方法的研究,17,（2）合成方法： K. C. Nicolaou利用一锅法合成颠茄酮,反应选择性：不对称合成,（3）绿色化学：原子经济性反应,18,三、有机合成发展的动力和趋势,动力：具有重要功能的复杂有机分子的合成需要； 结构与功能关系研究等，例如： 手性纯氨基酸的合成 不对称合成法 多肽合成 固相合成法 大规模新药筛选 组合化学法 应用一般化学方法无法合成化合物 生物有机合成法,19,发展趋势： （1）合成什么 有特定功能的分子如有高生物活性和药用前景的分子 （2）如何合成 高选择性、高效、绿色合成,20,四、有机合成的展望,(1） 有机合成选择生命科学中的重要物质作为合成对象。 (2) 把生物方法用于有机合成。如酶催化 (3） 二者巧妙结合产生一些全新的分支领域。,1、 与生命科学相结合的有机合成化学,、 与材料科学相结合的有机合成化学,有机功能材料,、 与环境科学密切相关的有机合成化学,绿色化学问题,21,有机合成路线设计： 根据目标分子的结构特点，选择适当