25 第二十五章 有机合成.ppt

1、第二十一章,有 机 合 成 Organic synthesis,有机化学,一、重要性和基本要求,由结构简单的基本有机原料结构较复杂的目标化物 重要天然化合物的结构确认； 有机合成是一切有机研究的基础合成样品，才有可能 进行各种研究 ；,构效关系 理论有机,往往合成一类新化合物，便开辟了一个新的研究领域：,冠醚的合成冠醚化学：穴状、笼状、套环、配位化 合物，生物、药物中的受体理论,巴基球的合成巴基球化学：碳纳米管，碳纳球 C60，C70,新药开发： 平均6000个新化合物，才能筛选出一种新药。 “ 化 学 创 造 自己的 研 究 对 象 ” 复杂天然化合物的总合成 代表了有机合成的最高水平 多位

2、诺贝尔奖获得者都是复杂天然化合物总合成的大师: 如： Woodward . R . B (1965) : Vitamin B12 VB12 (1973) Erythonolide (红霉素A) (1981) Corey . E . J . (1990) : PGF2 ; PGE2 Nicolaou . K . C : Taxol (紫杉醇)(1994). Brevetoxinl 个别、单一的反应 组合起来用于合成某一目标化合物. 学 用,许多结构复杂的天然化合物已相继被合成，像海葵毒素 (含68个手性中心)都能立体选择性合成。 (1994 . Y .Kishi)， 为有机化学工业，制药工业提供

3、各种性能和用途的新产品。,设计合理的合成路线： 例：颠茄酮的合成.,好的合成路线的要求： 1、 步骤少 （多则总产率低、时间、原材料消耗多）； 2、产率高 （副反应少，分离简便）； 3、原料便宜易得 ； 4、反应条件、设备易于实现； 5* 符合绿色化学要求： 原子经济性， 无毒或少 毒，污染尽可能少。,二、合成设计中几个彼此相关的因素,碳骨架 合成指定结构 功能团种类和位置 的化合物 分子构型,一、合成合适的碳骨架： 碳链增长最主要（由小分子 大分子）； 碳链缩短有时也用到（如大的化合物天然或合成易得）； 成 环对环状化合物是关键； （重 排）,1、碳链的增长：( 现有的反应从机理上分三类)

4、自由基反应： 太活泼，难于定向控制 合成应用少 离 子 反 应 ： 电子受体 电子给体 （亲电） （亲核） 协 同 反 应 ： 环加成的重要方法。,用于形成新的CC键的反应： （1）、亲核取代： 电子给体（亲核试剂）：碳负离子或潜在的碳负离子都是 金属化合物（由卤代烃，端炔制备） 如： 格氏试剂 RMgBr 烷基锂 RLi 烷基铜锂 R2CuLi 金属炔化物 RC三C- +MgX（+Na）,吸电子基位上的 H 在碱存在下 转变成烯醇盐电子给体：,为了保证烯醇盐有足够的浓度，必须根据 H活性大小，选择合适的碱。,生成新的 CC 键的反应：,（1）、亲核取代：,（2）、负碳离子对羰基的亲核加成,芳

5、环上的亲电取代：,2、碳链的缩短,（1）、脱羧,（2）、卤仿反应： （3）、烯的氧化： （4）、酮的氧化：,3、成环：,（1）、三（四）元环：,3员：,4员：,五员：,六员：,4、重排反应：,（1）、Pinacol重排：,（2）、Beckmann重排：,二、在分子特定位置上引入所需的官能团 最理想的情况是骨架改变的同时在指定位置引入 官能团，但仍常需要引入、消去或转变官能团。 （Comprehensive Organic Transformations）,1、官能团的转换： 氧化程度相同的官能团可以通过取代相互转化：,氧化程度不同的可以通过氧化还原相互转化：,2、官能团的引入与消除：,引入：,

6、消除：,三、立体化学控制：,我们已学过的立体选择性反应：,1、重排,2.取代：,3、加成反应 ：,烯烃 卤素：,4、消除反应：,4、手性合成： （1）、催化氢化：,（2）、催化环氧化：,三、设计合成路线的方法,（原料 目标化合物（简单化合物，较直观） 目标化合物 原料: 逆合成法（retro synthesis）,a优于b,逆合成导出的合成路线不止一种， 应认真分析比较，选出最合理的路线。,同一化合物可在不同的地方断开，有合理 与不合理之分，同样合理也有优劣之差： 如：,b合理，a不合理,b优于a,有消除副反应,几类重要化合物的拆开法：,1. 羟基（或 、不饱和 ）羰基化合物的拆开：,2. 1,3二羰基化合物的拆开：,3. 1,5二羰基化合物的拆开：,4. 1,4 或 1,6二羰基化合物的拆开：,5. 羟基羰基化合物的拆开,四. 导向基团和保护基团的应用,一、导向基团：,1、活化导向：,2、钝化也可导向：,3、封闭特定位置来导向：,二、保护基团：,基团保护要满足下列要求： 容易引入 与被保护基形成的结构能经受住所要发生反应的条件 可以在不破坏分子其他部分的条件下除去,不同类化合物的保护方法：,1. 醇（酚）的保护:.,(1). 成醚：,(2).