有机合成简介.ppt

1、有机合成简介,既要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：,简单的原料,复杂的分子,Retrosynthetic Analysis,1957年 Elias J. Corey 提出了他的想法：,The Logic of Chemical Synthesis,简单的原料,复杂的分子,transform,synthesis,反合成分析法 retrosynthetic analysis,Retrosynthetic tree,树根目标分子,树枝原料,Best Choice?,1. 对重要的基础有机反应要能够熟练运用,新化合物的合成,比葫芦画瓢,逆合成分析,2. 学习别人的思路

2、，创造性地借鉴和运用,要求,有机合成的要点,有机化合物的合成,分子骨架的形成,官能团的转换,核心,多步骤有机合成,重新划分有机反应： （1） 官能团的引入与转化； （2） 碳碳键的形成； （3） 官能团的保护和去保护。,多步骤有机合成Multistep Syntheses,目标物的合成中要解决以下几个主要问题： （1）如何构建目标化合物的碳架结构； （2）如何引入目标化合物中的官能团； （3）如何达到高选择性合成（包含立体选择性合成）； 对于多官能团等复杂化合物的合成，为避免不必要的副反应的发生，需要先保护某些官能团，之后再去保护。,官能团的引入： 官能团的转化：,官能团的引入与转化,官能团的

3、转化：,官能团的引入与转化,官能团的转化：,官能团的引入与转化,属于碳-碳键形成反应,基本概念,Aim Aimed Target / Compound Molecule,目标分子，目标化合物，靶分子,切断-合成子 Disconnection-Synthon,切断：将分子中的一个键断开。 符号：,条件：1）是一个成熟反应的逆过程。 2）原料易得。,切断点选择：官能团，如杂原子、羰基、羟基、 双键、苯环,1、有机金属试剂： 1) RLi，RMgX，R2CuLi 与RX反应：合成烃类化合物（增长碳链） RMgX + RX 常使用活泼RX，如苄基型、烯丙型 R2CuLi + RX 可以使用乙烯型RX，

4、反应中构型保持 类似的，炔基负离子与RX反应也是得到增长碳链的炔烃的好方法,碳-碳键形成的反应,2)与羰基化合物反应：合成增长碳链的醇 可以使用醛酮、酯、酰卤等（含环氧） RLi，RMgX，R2CuLi与a，b-不饱和酮反应的特点不同，产物不同,2、芳香烃的F-C反应 F-C烷基化反应存在重排副反应 F-C酰基化反应接羰基还原成亚甲基反应是有效的替换方法,碳-碳键形成的反应,3、缩合反应 羰基化合物a-H反应 可以得到： 1,3-二氧化化合物：b-羟基酮， a,b-不饱和酮 1,5-二氧化化合物： 1,5-二酮（Michael加成结果） 1,2-二氧化化合物： a-羟基酮（苯偶联反应） 1,4

5、-，1,6-二氧化化合物：？,碳-碳键形成的反应,碳-碳键形成的反应,4、建环反应 D-A反应 环加成 电环化 Robinson环合反应 分子内各类反应,请判断下列转化是否能实现，请简述理由。,基团的保护和去保护,基团的保护和去保护,请判断下列转化是否能实现，请简述理由。,基团的保护和去保护,羟基的保护,氨基的保护,氨基的保护,基团的保护和去保护,羧基的保护,基团的保护和去保护,SN2反应的Walden构型转换 消去反应中的反式共平面消去 烯烃顺式加氢、与硼烷的顺式加成 烯烃与溴的反式加成 羰基亲核加成的Cram规则 环加成和电环化的立体化学专一性 碳正离子重排中的反式迁移 Beckmann重

6、排反应中的反式基团迁移,有机合成中的立体问题,（三）理想的合成路线,（1）原料便宜易得，如脂肪族和芳香族的单官能团或双官能团。,（2）总产率高并稳定。要求总产率高，必须：,总收率与合成步序的关系如下：,有机合成的第一步，是设计一条理想的合成路线，它应符合以下原则：,所选反应生成一种或主要生成一种产物，避免选择生成几种产物的反应。,（A）每步收率高：,（B）路线短：,（C）尽量使用平行反应而不是连续的反应,例：,由A，B，C，D，E，F制ABCXDEF，每步收率90。,90,81,72.9,65.6,58.9,（）,90,81,90,81,72.9,（4）操作简便、安全。,（5）设备简单。,（3

7、）生产成本低,除高收率可降低产品的成本外，还应考虑路线中反应前后次序的安排。,数学上下列三步反应的总收率相等:,5090% 90% 90% 90% 50,成本核算,低,高,尽可能把收率低的反应放在前面.,（四）正确合成路线的书写,反应物,试剂,反应条件,主要产物,试剂,反应条件,主要产物,应注意：,（1）不能写成：,试剂,反应条件,主要产物+试剂,（2）几个简单步骤合写必须注明顺序，或分几个箭头写，一个箭头代表一步：,反应物,主要产物,应：,或,不能写成：,例：,*（3）若得到异构体，应写出把它们分离的步骤。,（分离）,官能团转换,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,

8、逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,20醇,20醇,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,判别一个合成路线的优劣及可行性 1、有合理的切断机理； 2、反应步骤尽可能少； 3、每一步的产率尽可能高； 4、反应条件尽可能温和，易于达到； 5、中间产物和最终产物的分离纯化容易进行； 6、起始原料、试剂尽可能廉价易得，反应时间尽可能少。 新理念：绿色、原子经济效率等,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,解题注意事项,（A）必须由指定的化合物制备合成过程中所需的所有化合物，直至产物（无机试剂任选）。,对一有机合成的题，首先要对所

9、给条件进行分析，因为不同的已知条件，所用的反应步骤不同。,（B）由Cn以下某种化合物（如烯、不饱和烃、醇等）合成：,（C）几个碳原子或几个碳原子以下的有机化合物任选：,（D）完成转化 或,指定某种原料（其他有机和无机试剂任选）,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,实例分析1：,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,实例分析1：,实例分析1：醇的逆合成分析,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,实例分析1：,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,最佳合成路线是 B,逆合成分析（Retrosynthe

10、tic Analysis）,实例分析2：烯烃的逆合成分析,利用炔烃达到 双键构型的控制,活化基团,实例分析3：烯烃的逆合成分析,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,问题在于羰基存在下 炔基负离子的形成有困难 需要使用保护方法,实例分析3：烯烃的逆合成分析,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,TM3的合成路线如下：,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,最佳合成路线,实例分析4：烯烃的逆合成分析,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,实例分析5：烯烃的逆合成分析,具体合成路线如下：,实例分析6：羧酸的逆合成分析,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,D-A反应是形成六元环 的重要方法,实例分析7：烷烃的拟合成分析,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,对于烷烃的合成，尝试增加双键是个不错的选择， 需要把握分支点,实例分析8： 1，3-位氧化了的碳架 b-羟基羰基化合物 a，b-不饱和羰基化合物 b-二羰基化合物,逆合成分析（Retrosynthetic Analysis）,主要利用Aldol反应