有机合成要点

有机合成设计

第二章有机合成设计的根底知识要既能扎扎实实地掌握有机合成的技术，又能机动灵活地领会有机合成的策略，首先要全面了解有关有机合成及路线设计的根底知识。根本知识包括：有机合成的要点、有机合成路线设计的根本方法，有机合成反响的选择性，碳链的官能团化与官能团的转化以及合成子的理论等。1整理ppt有机合成设计

２.1有机合成的要点以周期表为依据以羰基化合物为中心键结〔bonding〕的方式和键的极性对等性〔Equivalent〕氧化态反响的种类2整理ppt有机合成设计

２.1有机合成的要点以周期表为依据虽然古老的说法认为有机化学只是Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ和卤素的化学，但现代有机合成化学已经扩充到周期表中各种元素，进行各种类型的反响。如硼、硅、磷、硫、砷等元素参与的为中心的元素有机化学；卤代烷中的氟代物，无论是单氟代，还是多氟代都有特殊的性质，就形成了有机氟化学。有机金属化学〔尤其是过渡金属的有机分子络合物〕的兴起，不仅在有机化学和有机合成化学方面做出了很大的奉献，而且在无机与有机之间构筑了一座广宽的桥梁。就涉及元素的种类来说，有机化学和无机化学已逐步接近。3整理ppt有机合成设计

２.1有机合成的要点以羰基化合物为中心:在众多有机基团中，羰基是一种很活泼的基团。很多有机反响都涉及这种基团。如：醛、酮分子之间的羟醛缩合反响，醛被氧化成羧酸衍生物的反响，醛、酮复原成醇的反响，醛、酮转化为含氮化合物的反响等。此类反响在有机合成中居于枢纽地位。4整理ppt有机合成设计

２.1有机合成的要点键结〔bonding〕的方式和键的极性根本的键结〔也可叫键联〕方式有两类：碳与碳相结和碳与非碳原子相结〔即与官能团相结〕。有机合成化学中的最根本课题：碳骨架的建立和碳与官能团的结合。有机合成中考虑键结时，应以逻辑式逆推的方法：将键结拆开〔disconnectionofbonding〕形成两个极性局部，再在合成设计时将这两个极性局部作为两个反响物经合成反响发生键结。例如，要合成Ｃ－Ｎ的键结，就可考虑键结的极性是δ＋C－Ｎδ－〔或是Ｃ＋与Ｎ－〕。前者可以是常见的卤代烷，而后者可以是常见的胺类。卤代烷与胺作用形成Ｃ－Ｎ键结。5整理ppt有机合成设计

２.1有机合成的要点对等性〔Equivalent〕这是有机合成化学中常用的专用术语

氰醇类的碳负离子与碘甲烷作用后，水解得甲基酮类6整理ppt有机合成设计

２.1有机合成的要点

合成子是指可用于有机反响中的合成单位。(对等性)7整理ppt有机合成设计

２.1有机合成的要点氧化态氧化态的问题不仅在无机化学中很重要，在有机化学中同样很重要。这涉及有机反响中非常重要的氧化复原反响。一般说，在有机化学反响中一个分子中某原子的绝对的氧化态并不特别重要，但作用过程中氧化态的变化，即相对的氧化态是很重要的。碳原子在各种不同的状态下，氧化态是不同的，是变化的。这是有机反响本质的问题。甲烷、乙烷、乙烯、乙炔中碳的氧化态是不同的。它们可用复原〔氢化〕联系起来。8整理ppt有机合成设计

２.1有机合成的要点氧化态含氧有机物中醇、醛、羧酸及其衍生物、碳酸及其衍生物中碳的氧化态也不相同。元素有机化合物的氧化态的不同更为明显。氮的氧化态硫的氧化态磷的氧化态硅的氧化态9整理ppt有机合成设计

２.1有机合成的要点反响的种类:〔i〕骨架和官能团都无变化

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２.1有机合成的要点反响的种类:〔ii〕骨架不变，仅官能团变

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２.1有机合成的要点

反响的种类:

〔iii〕骨架变化和官能团不变化12整理ppt有机合成设计

２.1有机合成的要点反响的种类:〔iv〕骨架和官能团都变化13整理ppt有机合成设计

２.1有机合成的要点反响的种类:〔iv〕骨架和官能团都变化分子内消除14整理ppt有机合成设计

２.1有机合成的要点反响的种类:〔iv〕骨架和官能团都变化蓖麻酸的热裂解〔由大变小〕15整理ppt格氏反响(GrignardReaction)Grignard反应通式：

-

+16整理ppt有机合成设计

2.2 有机合成路线设计的根本方法要做好有机合成路线设计，除了对有机合成技术要熟练掌握以外，很重要的是要有科学的思维方法，即要有逻辑思维。这方面也有一些固定的原那么和成熟的方法。17整理ppt有机合成设计

2.2 有机合成路线设计的根本方法2.2.1合成路线设计的原那么与根本方法〔1〕逆合成法〔Retrosynthesis〕逆合成法是有机合成路线设计的最简单，最根本的方法。其他一些更复杂的设计方法都是建立在此方法的根底上的，所以我们首先要掌握逆合成法〔有时也叫做反合成法，antitheticsynthesis〕。整个思路也可称为逆〔反〕合成分析。18整理ppt有机合成设计

2.2 有机合成路线设计的根本方法2.2.1合成路线设计的原那么与根本方法〔1〕逆合成法〔Retrosynthesis〕合成是指从某些原料出发，经过假设干步反响，最后合成出所需的产物。最后产物就是合成目标物，或叫“目标分子〞〔targetmolecule，TM〕。实际上。进行合成路线设计时是反其道而行之，即从目标分子的结构出发，逐步地考虑，先可由哪些中间体合成目标物，再考虑由哪些原料合成中间体。最后的原料就是“起始物〞〔startingmaterial，SM〕。这种方法就是“逆合成〞。19整理ppt有机合成设计

2.2 有机合成路线设计的根本方法2.2.1合成路线设计的原那么与根本方法〔2〕 分子简化法〔Simplication〕

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2.2 有机合成路线设计的根本方法2.2.1合成路线设计的原那么与根本方法〔2〕 分子简化法〔Simplication〕

如一个分子有明显的对称性，在考虑它的合成法时就应充分利用其对称性来简化合成方法。21整理ppt有机合成设计

2.2 有机合成路线设计的根本方法2.2.1合成路线设计的原那么与根本方法〔3〕官能团的置换或消去22整理ppt有机合成设计

2.2 有机合成路线设计的根本方法2.2.1合成路线设计的原那么与根本方法〔3〕官能团的置换或消去MichaelReactionOCH2CO2EtHH2O2PhSeBr;OCH2CO2EtH23整理ppt有机合成设计

2.2 有机合成路线设计的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕前面已讨论到目标分子中的极性键可以进行拆解〔也叫拆开〕成两个极性分子。实际上，这就是考虑逆合成方法时的主要思路之一。同一目标物可以有几种拆解的方法，就需要加以比较，确定应采用何种合成方法。在下例中，逆合成箭头上标志拆解处。这里主要的是①适宜的拆开部位；②键极性的方向，就涉及试剂的选用24整理ppt有机合成设计

2.2 有机合成路线设计的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕

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2.2 有机合成路线设计的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕

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2.2 有机合成路线设计的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔i〕会集法〔Convergence〕

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2.2 有机合成路线设计的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔i〕会集法〔Convergence〕

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2.2 有机合成路线设计的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕逐步拆解法〔Convergence〕

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2.2 有机合成路线设计的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔ii〕在α-碳的位置上拆开

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2.2 有机合成路线设计的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔ii〕在α-碳的位置上拆开

31整理ppt有机合成设计

2.2 有机合成路线设计的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔iii〕在共同碳原子处拆开

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2.2 有机合成路线设计的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔iii〕在共同碳原子处拆开

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2.2 有机合成路线设计的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔IV〕防止大环的合成因为八员以上大环的化合物不易获得，而这方面的化学反响也很少开发，所以解时应尽量防止形成大环的合成基。当然，随着大环化合物研究的进展，这个原那么将会逐渐被修饰。34整理ppt有机合成设计

合成设计的实例

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合成设计的实例

OMeO15C1/OOHOMe12345C3/C4C5/OOMeMeHOFGexchangeOMeMeO36整理ppt有机合成设计

合成设计的实例

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第三章分子的拆开3.1优先考虑骨架的形成3.2分子的拆开法和注意点3.3醇的拆开3.4β－羟基羰基化合物和

α,β－不饱和羰基化合物的拆开3.51,3－二羰基化合物的拆开3.61,5－二羰基化合物的拆开3.7α－羟基羰基化合物的拆开3.81,4－和1,6－二羰基化合物的拆开3.9内酯的合成

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3.61，5－二羰基化合物的拆开以下Michael反响的机理可以帮助我们记忆：39整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开1．α-羟基酸迄今为止，所有的二基因切断都是有合理的合成子，这些合成子都在在适当的位置上借助官能团来稳定的负离子和正离子。但是，这种情况并不是一成不变的。如：然而我们得到明显不合理的合成子COOH，实际上，这个合成子是一个普通的试剂—一个简单的一碳负离子，它能够与酮发生加成物方便的转化成为我们需要的目标产物。40整理ppt有机合成设计

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－羟基羰基化合物的拆开因此，α－-羟基酸最好以一个醛和CN-来制取：腈与酸或碱的水溶液共沸，就水解得到羧酸或其羧酸盐。41整理ppt有机合成设计

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－羟基羰基化合物的拆开42整理ppt有机合成设计

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－羟基羰基化合物的拆开2〕H＋43整理ppt有机合成设计

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－羟基羰基化合物的拆开44整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开45整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开α－-羟基酸的合成方法进行精心的改变就可以得到一个合成氨基酸的通法。实际上，其反响机理是产生被氰离子所捕获的亚胺中间体：46整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开氰离子也参加了生成α－羟基酮的特殊反响：这个负离子在可和另一个苯甲醛分子反响，最终给出α－羟基酮：47整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开这个产物称为苯偶姻，因此该反响通称为苯偶姻缩合反响。除氰离子外不再需要碱。48整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开49整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开2．α－-羟基酮的拆开50整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开如在下面各合成实例中：1〕Na,NH3(l)51整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开在酸性溶液中，二元叔醇会自动形成环醚。52整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开

+OCHOOHOCOHCH53整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开

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3.7

－羟基羰基化合物的拆开

3．1，2－二醇：制备1，2—二醇的最好方法是将烯烃用OsO4或KMnO4之类的试剂进行羟基化反响。烯烃可以从Wittig反响制得。1，2－—二醇可以用以下方式拆开：Wittig反响55整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开

采用上述分析可以方便地制得以下化合物：这种羟基化反响对双键是顺式加成56整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开

57整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开

对称二醇化合物可用游离基反响制取。58整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开

一个与此密切相关的羰基复原成键反响是酯分子内的反响，叫做酮醇缩合，此反响也产生1，2－二氧化的碳架：59整理ppt有机合成设计

3.7

－羟基羰基化合物的拆开

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3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开1.1，4－二羰基化合物丙酮基丙酮是最简单的1，4-二酮，由以下它的合成法中可以体会出1，4-二酮应该怎样来拆开：61整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开由此可以看出：1，4－二羰基化合物的拆分：酮的α-氢原子可以被氯或溴所取代，反响可用酸或碱催化；在酸催化的反响中可以别离出一卤代，二卤代，三卤代衍生物。而在碱性溶液中那么直接产生三卤代丙酮衍生物及卤仿，说明引入的卤原子会增加同碳上剩余氢原子的酸性。62整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开CO2EtO+BrO2－乙酰－3－甲基氧代戊酸乙酯的合成路线：63整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开

按照前面介绍的方法，此化合物似乎可以用如下切断方式进行合成：64整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开实际上，此反响如图示方式进行：得到α，β－环氧酸酯65整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开那么，我们必须采用某些方法使得酮在起始的缩合反响中扮演亲核试剂的角色。一个有效的方法就是将其变成烯胺：是烯胺进攻活泼的α－羰基卤代物而不是羰根本身。66整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开根据我们前面的介绍，目标化合物的合成可以从α，β-不饱和酮入手，于是得到一个1,4－二酮，因此必须用到我们前面介绍的方法：67整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开2.

－羟基羰基化合物

我们可以再次用烯胺作为烯醇的合成子:68整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开但实际上，这两个试剂结合并不产生原来的化合物，而是一个内酯：这个内酯非常有用。69整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开

如制备左面的目标化合物，先通过官能团转化，可以发现它是一个

－羟基羰基化合物：70整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开显然，这些化合物也将是“不合理的切断〞，然而我们可用不同的方法来回避这个问题，那就是使用一个所谓的“切断〞，而这个“切断〞实际上是把两个羰基连结起来：因为环已烯衍生物可以用Diels-Alder反响制得，所以我们很容易制取范围广泛的各类1,6－二羰基化合物。这样的反响可用臭氧或它的等价物来完成。3.1，6－二羰基化合物的合成71整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开的合成路线72整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开+OOOCOOCOO3HO2CHO2CCOCOOH+H2OTM73整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开74整理ppt有机合成设计

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆开75整理ppt有机合成设计