精細有機合成MinuteOrganicSynthesis第一章緒論

第二章碳碳鍵的形成

第三章成環(huán)反應

第四章逆合成分析和分子的切斷

第五章還原反應

第六章氧化反應

第七章有機合成中的保護基

第八章不對稱合成簡介

第一章：緒論preface

一、有機化學與有機合成有機化學：是研究有機化合物的來源、制備、結構、性能、應用以及有關理論和方法學的科學。有機化合物：含有碳元素的化合物，其它元素包括氫、氧、氮、硫、磷、鹵素及一些金屬元素。其它一些不含碳元素的有機化合物，如硅氧烷等有機硅類化合物。有機化合物特點：組成的元素較少，數量多（達千萬個）。名稱由來：最初是從動植物等有機體中提煉出來的，早期無法人工合成，但目前已經能夠人工合成復雜的有機化合物—有機合成化學。有機化學發(fā)展領域

物理有機化學有機合成化學天然產物化學天然產物合成金屬有機化學不對稱催化綠色化學有機材料化學藥物化學與藥物設計農藥化學化學生物學chemistryofnaturalproducts.physicalorganicchemistryorganicsynthesis是有機化學中最富有活力的分支學科和領域。

天然產物化學有機合成物理有機化學有機化學有機合成化學，是化學最中心的研究與生產任務之一，是新中間體、新藥、新材料、新催化劑等最主要的來源，是化學學科中最活躍、最具創(chuàng)造性的領域，也是整個科學界最活躍的方向。現在，全世界化學工作者每年合成近百萬種新化合物。

迄今人類已知的近2500萬種物質中，絕大多數為有機化合物（約90%以上），90%以上由人工合成。所以，有機合成理所當然地成為合成化學最主要的內容。1．有機合成的概念：有機合成指從原料（通常為元素、無機物或簡單的有機物）經由一系列化學反應制備結構比較復雜的有機化合物的過程。一些復雜的有機化合物降解得到的簡單的有機化合物的過程也屬此類。合成：創(chuàng)造和探索新物質和新轉換?；A合成科學的長遠目標是有能力創(chuàng)造所有自然規(guī)律允許的，而不僅僅是自然界已有的物質、有序化學體系及轉換。二、有機合成的目的和任務三、有機合成的回顧

3.1有機合成的發(fā)展歷程

1828年德國化學家FriedrichW?hler維勒NH4OCN(氰酸銨)NH2–C–NH2(尿素)O△AmmoniumCyanateurea1848年PerkinHoffman煤焦油染料染料工業(yè)巴斯德分離到兩種酒石酸結晶1965年，中國有機化學家合成具有全功能生物活性的蛋白分子牛胰島素，第一次突破了合成一般有機物與合成生物高分子的界限。

R結晶牛胰島素的人工合成

中國科學院上海生物化學所、上海有機化學所、北京大學等單位的學者在王應睞、鄒承魯、鈕經義、汪猷、邢其毅等學科帶頭人的領導組織下，歷經8年的艱苦努力，終于攻克了胰島素A及B鏈的拆合關、A鏈和B鏈的合成關等一道道難關，最終完成了牛胰島素的全合成。

R.B.Woodward---一位不斷向最復雜的天然有機物分子挑戰(zhàn)的人（1）喹啉（7）葉綠素（1960年）（2）利血平（1956年）（8）維生素B12(1973年，15年,一百多人參加）（3）膽甾醇（1951年）(9)紅霉素(262144個異構體之一,49人參加）（4）馬錢子堿（1954年）（5）羊毛甾醇（1954年）（6）四環(huán)素（1963年）1965年,伍德沃德(RobertBurnsWoodward，1917—1979,1965年諾貝爾得主)美國人，人工合成固醇、葉綠素、維生素B12和其他只存在于生物體中的物質。

1990年,科里(E．J．Corey)美國人，1990年,E.J.Corey,創(chuàng)建了一種獨特的有機合成理論—逆合成分析理論反向合成分析在有機合成的理論和方法方面的貢獻極大豐富了有機化學的理論寶庫,有機合成化學已經從科學進入到了科學-藝術的殿堂。Nicolaou.K.C:Taxol(紫杉醇)(1994).

紫杉醇1990年引起關注1962年開始研究短葉紅豆杉生長緩慢的矮小灌木,紫杉醇存在樹皮中,含量平均為0.015%,提取機率為0.01%,據估計,從100年的紅豆杉樹皮中大約提取300mg紫杉醇,僅夠癌癥患者一次用藥的劑量.FDA1992年獲批抗癌藥上市,1400sd/mg卵巢癌,乳腺癌,肺癌,黑素瘤

赤潮毒素：BrevetoxinB發(fā)現有效的方法，用簡單的合成步驟以合理的產量合成所有重要分子，并應用于生產實踐。

4.1面臨的挑戰(zhàn)主要有兩個方面：首先是如何應用和創(chuàng)造各種各樣的選擇反應，以應付合成中隨時會遇到的化學、區(qū)域及立體選擇性要求，從而達到目標分子所指定的構造與構型。反應底物中若存在兩個官能團，發(fā)生反應時只有一個官能團起反應的；或者反應產物中有多個可能產生的結構中只生成一種的反應都被稱為專一性的（specific）反應。若以某一個官能團反應為主或某一種結構產物為主的反應都被稱為選擇性（selective）反應。NaBH4只與反應底物的羰基作用，而烯烴在反應前后無變化，為化學專一性的（chemospecific）反應

幾個產物中以三取代烯烴為主要產物，為位置選擇性（regioselective）反應位置專一和立體專一性的（setereospecfic）反應Br2對烯烴反式加成生成一對消旋產物，是非對映專一性（diastereospecific）反應反應5則是對映選擇性（enantioselective）反應。

合成:化學選擇性位置選擇性立體選擇性

第二方面是如何采用最恰當的策略制定出最合理的合成路線。每個合成目標分子都作為單獨的問題進行個別解決，尚無在實際工作中可以采用的通用原理和步驟。ArtinOrganicSynthesis,NityaAnand,JasjitS.Bindra,1969。TheArtandScienceofTotalSynthesisattheDawnoftheTwenty-FirstCentury,K.C.Nicolaou,DionisiosVourloumis,NicolasWinssinger,andPhilS.Baran,2000。4.2有機合成促進其他相關學科的發(fā)展

4.3有機化學為本課程的基礎：有機物烴烴的衍生物鏈烴環(huán)烴飽和烴不飽和烴脂環(huán)烴芳香烴鹵代烴含氧衍生物醇醛羧酸CH3－CH3CH3–Br–ClCH3–OH–OHCH3-O-CH3CH3–CHOCH3–COOHCH3-C-CH3OCH2＝CH2CH≡CH酮酚醚酯CH3–COOCH2CH3小結：離子型反應親電反應electrophilicreaction親核反應nucleophilicreaction碳正離子carbocation碳負離子carboanion親核試劑nucleophile親電試劑electrophile(2)堿和溶劑的影響常見官能團類型官能團類型官能團烷烴

醚烯烴醛炔烴酮鹵代烴羧酸醇（酚）酯無（碳碳雙鍵）—C≡C—（碳碳三鍵）—X（鹵素）—OH（羥基）R—O—R（醚鍵）—CHO（醛基）>C=O（羰基）—COOH（羧基）—COOR（酯基）有機物類別特征反應烷烴取代反應、熱裂解烯烴、炔烴加成反應、氧化反應、加聚反應苯和苯的同系物取代反應、加成反應、苯的同系物的氧化反應醇脫水反應、消去反應、取代反應、酯化反應、氧化反應、置換反應酚取代反應、氧化反應、縮聚反應、顯色反應、弱酸的酸通性醛氧化反應、還原反應、加成反應、縮聚反應羧酸酯化反應、弱酸的酸通性酯水解反應單糖還原反應（葡萄糖具有醛的性質，發(fā)生氧化反應）二糖水解反應多糖水解反應開展合成實驗5查閱文獻2選定課題1產品的純化和驗證6整理文獻3確定可行方案4五、進行研究工作主要步驟課題背景：了解課題的來龍去脈。有計劃性、目的性，長打算，短安排。具有重大意義：高效、低毒具有經濟價值社會需求量大符合環(huán)保要求1.選定課題充足資料的收集,對課題的相關內容尤其是資料搜索的越詳盡越好?！暗靥菏剿阉鳌北M可能把所有的關于目標化合物的合成方法收集全面。從圖書館,資源網上開展調研。2.查閱文獻將零散的文獻資料分類、綜述、總結、綜合3.整理文獻篩選資料設計一條或幾條合成路線原則：?1、反應步驟盡可能少；?2、每一步的產率盡可能高；?3、反應條件盡可能溫和，易于達到；?4、中間產物和最終產物的分離純化容易進行；?5、起始原料、試劑盡可能廉價易得，反應時間盡可能少。?6、新理念：綠色、原子經濟效率等

4.確定可行方案準備工作：原料、試劑等的定制開展試驗，利用先進手段。例如：正交試驗設計，有機合成進行計算機模擬等等。細心觀察，善于發(fā)現問題，詳細的實驗記錄，學習培養(yǎng)解決問題能力。善于總結，有所提高和改進。5.開展具體的合成實驗工作主要中間體和產品均需經過經過基本物理性質，IR，NMRMS，色譜等盡可能應用現代先進儀器，反映現代化的實驗水平。6.對產品進行純化和驗證ToPlanaGoodSynthesis,YouNeedtoKnowReactionsKnowReactionsKnowReactions

March,AdvancedOrganicChemistry;areactionbibleLaRock,ComprehensiveOrganicTransformations;OrganicTransformations;howtogetfromAtoBFieser&FieserandtheEncyclopediaofReagentsEncyclopediaofReagentsforOrganicSynthesis(EROS);whatistheright(EROS);whatistherightreagentforthejob?Howshouldyouuseit?UnderstandChemicalreactivity

FunctionalgroupinteractionsBecomfortablewithorganicreactionmechanismsandarrowpushingnUnderstandandbeabletoextendprinciplesofConformationStereochemistry六、學習有機合成的方法

張招貴《精細有機合成與設計》，北京：化學工業(yè)出版社2003。AdvancedOrganicChemistry,PartB,4thed.(Carey/Sundberg;Plenum,2001)即：凱里，《高等有機化學》B輯沃倫

《有機合成設計》(英)

丁新騰譯段行信《實用精細有機合成手冊》北京：化學工業(yè)出版社2000。

顧可權《有機合成化學》上海：上海科學技術出版社，1987七、參考書目

嵇耀武《路線設計——有機合成的關鍵》吉林大學出版社1989黃憲《新編有機合成化學》北京：化學工業(yè)出版社，2003K.C.Nicolaouetal,

TheArtandScienceofTotalSynthesisattheDawnoftheTwenty-FirstCe