有机合成化学1.ppt

ModernOrganicSynthesis PinhuaLi DepartmentofChemistryHBCNC chemistry OrganicChemistry OrganicChemistryaboutNatureProduct PhysicalOrganicChemistry OrganicSynthesis chemistry TheessenceofOrganicSynthesis CarboncarbonbondformationandCarbonheteroatombondformationFunctionalgrouptransformation OrganicSynthesis Methodology Newreaction newmethodModification TotalSynthesis ContentofOrganicSynthesis Introduction OrganicSynthesis NobelPrize TheMethodology TechonologyofOrganicSynthesis TypicTotalSynthesis 1 有机合成的目的和任务2 有机合成的发展状况3 有机合成的现代成就4 有机合成的发展趋势 有机合成概述 有机合成的目的和任务 1 什么是有机合成 实质 意义 有机合成是有机化学中最富活力的领域 有机合成是表现有机化学家非凡创造力的重要舞台 有机合成是有机化学中永不枯竭的研究资源 有机合成是推动有机化学发展的永恒动力 2 有机合成路线设计 合成策略及理论 合成技术 合成策略及理论 1 逐步合成法 Stepwiseelongation 和片段组合法 Fragmentcondensation 2 拆分法 Disconnectionapproach 4 计算机辅助有机合成路线设计 3 官能团保护及去保护 合成技术 1 不对称合成技术 Asymmetricsynthesis 基本原理 创造一个不对称的反应条件或环境 使取代或加成按一定的方向进行 从而得到手性纯化合物 ee值 合成中产生了手性中心 会得到一对对映体 S型和R型 e e S R S R 100 此法也称为无溶剂有机合成法基本原理 某些有机化合物分子在固态下 无溶剂或有少量溶剂存在下 通过研磨 加热 光照 超声辐射或微波辐射等可以直接发生化学反应 主要反应类型 重排反应 氧化还原反应 偶联反应 缩合反应 Michael加成等 也可应用于酶催化有机化学反应 特点 操作简单 成本低 具有较高的反应效率和选择性 2 固态有机反应法 Solidstateorganicreactions 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 3 固相合成技术 Solidphasesynthesis 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 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慨念和技术 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 4 组合化学法 Combinatorialsynthesis 基本原理 某些酶在适当的条件下 具有较广的底物适应性 可以催化非天然底物的反应 主要反应类型 水解反应 氧化还原反应 缩合反应 重排反应等 特点 反应条件温和 副反应少 具有优异的立体或区域选择性 5 酶学方法 基本原理 基本工程与组织培育方法相结合方法 产生代谢产物 天然有机化合物 适用范围 某些应用一般合成方法难于合成的天然产物 特点 从转基因生物中提取天然产物 6 基因工程法 有机合成的发展状况 有机合成发展历史 1 1828年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 2 1917年 Robinson合成了托品酮 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 并第一次开设了有机合成课程 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 将有机合成发展到前所未有的水平 5 20世纪60年代 Merrifield发展了固相合成技术 6 20世纪70年代 Corey发展了手性合成理论和方法 7 1989年 Kishi合成了海葵毒素 分子量2680 分子式 C129H223N3O54 64个手性中心 7个骨架内双键 被称为是世纪工程 8 20世纪90年代 发展了组合化学合成理论和技术 有机合成的现代成就 1 已研究清楚的有机反应多达3000个以上 其中有普遍应用价值的反应就有200多个 2 国内外已商品化的试剂有5万余种 文献报道的化合物已超过250万种 3 具有产率高 反应条件温和 选择性和立体定向性好的新反应大量出现 4 元素有机化学的发展使有机合成大放光彩 5 新试剂 新型催化剂 能长期使用并能使生产连续化 通常都有反应速度快 条件温和 选择性强 合成工艺简化等优点 6 复杂生物大分子成功合成 维生素B12 Wooodward EschenmoseScience 1977 196 1410 Kishi Y ChemicaScripata 1987 27 573 Schreiber S L Science 1993 262 1019