合成設(shè)計(jì)原理案例第1頁/共86頁學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法內(nèi)容第2頁/共86頁1.對(duì)重要的基礎(chǔ)有機(jī)反應(yīng)要能夠熟練運(yùn)用新化合物的合成比葫蘆畫瓢逆合成分析跟蹤文獻(xiàn)，盡可能將最新的試劑、反應(yīng)和方法應(yīng)用于自己的研究工作中。3.學(xué)習(xí)別人的思路，創(chuàng)造性地借鑒和運(yùn)用。方法第3頁/共86頁1)1902年，德國化學(xué)家Willstatter(1915年獲Noble化學(xué)獎(jiǎng)）21steps,overallyield0.7%例：顛茄酮的合成第4頁/共86頁1.pH=5Mannich反應(yīng)90％2）1917年，英國化學(xué)家Robinson(1947年獲Noble化學(xué)獎(jiǎng)）第5頁/共86頁目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)剖析骨架分析是結(jié)構(gòu)剖析的核心。結(jié)構(gòu)考察包括對(duì)目標(biāo)分子的分子大小、官能團(tuán)種類、骨架構(gòu)造，立體化學(xué)特征等方面進(jìn)行分析。官能團(tuán)的分析；目標(biāo)物的合成中要解決以下幾個(gè)主要問題：1.如何構(gòu)建目標(biāo)化合物的碳架結(jié)構(gòu)；2.如何引入目標(biāo)化合物中的官能團(tuán)；3.如何達(dá)到選擇性的合成。官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)化；碳－碳鍵的形成；保護(hù)和去保護(hù)。第6頁/共86頁對(duì)于多官能團(tuán)等復(fù)雜化合物的合成，為了避免不必要的副反應(yīng)的發(fā)生，需要先保護(hù)某些官能團(tuán)，之后去保護(hù)。官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)化；碳－碳鍵的形成；第7頁/共86頁官能團(tuán)的除去⑴取代芳烴（—SO3H，—N2+）⑵羰基（還原亞甲基）A.Kishner—Wolff—黃嗚龍反應(yīng):NH2NH2,EtOH/KOH,180℃B.Clemmensen還原法:Zn—Hg，濃HCl⑶羥基（脫水、加氫）官能團(tuán)的引入第8頁/共86頁第9頁/共86頁§8.1合成設(shè)計(jì)邏輯學(xué)§8.1.1常用術(shù)語靶分子：合成的目標(biāo)產(chǎn)物逆合成法：從靶分子的結(jié)構(gòu)出發(fā)，逐步考慮由哪些中間體合成靶分子，再考慮由哪些原料合成中間體。原料→中間體1→中間體2→┅→目標(biāo)產(chǎn)物合成子（Synthon）：通過切斷而產(chǎn)生的一種想象中的碎片，通常是離子或自由基，也可能是反應(yīng)的中間體。

第10頁/共86頁第11頁/共86頁第12頁/共86頁官能團(tuán)互換：宮能團(tuán)添加：第13頁/共86頁第14頁/共86頁第15頁/共86頁分子切斷法所遵循的原則。(一)在靠近分子中部切斷。

第16頁/共86頁第17頁/共86頁(二)切斷要合乎反應(yīng)機(jī)理例：第18頁/共86頁（三）能推導(dǎo)出簡便易得的起始原料。第19頁/共86頁（四）合成反應(yīng)步驟少條件溫和（五）產(chǎn)率高副反應(yīng)少。例：如何切斷？請(qǐng)考慮用威廉森合成法，由有兩種切法：1、2、由于易產(chǎn)生消去，副產(chǎn)烯，相對(duì)穩(wěn)定一些。故1是較合理的。第20頁/共86頁§8.1.2合成路線的評(píng)價(jià)產(chǎn)率高、污染少、原料易得、價(jià)格便宜是評(píng)價(jià)合成路線的基本標(biāo)準(zhǔn)（效率和安全）。(1)反應(yīng)條件溫和、操作簡便，產(chǎn)率高；(2)具有高的化學(xué)、位置和立體選擇性；(3)適應(yīng)性強(qiáng)、適用面廣、實(shí)用性好；(4)原料價(jià)廉易得，有豐富的來源；(5)不產(chǎn)生公害、不污染環(huán)境。溫和的條件就是常溫、常壓、中性介質(zhì)中就能進(jìn)行的條件。

新理念：原子經(jīng)濟(jì)效益第21頁/共86頁

1.反應(yīng)步數(shù)和總收率總收率高、要求路線短。線性合成：

ABCDEF50%50%50%50%50%總收率3%第22頁/共86頁會(huì)聚式合成：

ABC50%50%50%DEF50%50%G總收率12%會(huì)聚程度越高，效率越高。在分步合成中，要合成步驟少，每步收率高。盡可能使用會(huì)聚式合成，而不用連續(xù)逐步反應(yīng)。

盡可能采用半合成路線，從最基本的有機(jī)化工原料開始進(jìn)行合成稱全合成。從現(xiàn)有的產(chǎn)品來合成稱半合成。第23頁/共86頁2.選擇設(shè)備要求低、條件溫和的路線濃混酸混酸水解水解水解混酸第24頁/共86頁§8.2逆合成分析法逆合成分析：目標(biāo)產(chǎn)物原料回推過程中能夠?qū)?fù)雜的分子結(jié)構(gòu)逐步簡化。要求：每步都有合理又合適的反應(yīng)機(jī)理和合成方法；有被認(rèn)可（市場供應(yīng)）的原料；整個(gè)合成要做到最大的簡化，多種合成路線要選定最好的合成路線；在合成中完善所設(shè)計(jì)的各步反應(yīng)條件、操作、選擇性。第25頁/共86頁§8.2.1合成子及其半反應(yīng)組合a合成子：受電子合成子d合成子：給電子合成子e合成子：中性分子r合成子：自由基合成子分子結(jié)構(gòu)：X:-O,-N,-S等合成子:第26頁/共86頁d合成子：給電子合成子合成子負(fù)離子等價(jià)試劑d0CH3SˉCH3SHd1CNˉKCNd2ˉCH2CHOCH3CHOd3ˉC≡CCH3NH2LiC≡CCH3NH2第27頁/共86頁a合成子：受電子合成子合成子正離子等價(jià)試劑a0+PMe2Me2PCla1CH3COCH3a2+CH2COCH3BrCH2COCH3a3第28頁/共86頁§8.2.2單官能團(tuán)和雙官能團(tuán)化合物的變換1.單官能團(tuán)化合物第29頁/共86頁2.1，2－雙官能團(tuán)化合物1.2－二醇α-羥基酮第30頁/共86頁α-羥基酸第31頁/共86頁例：合成第32頁/共86頁(1)β-羥基羰基化合物及α，β-不飽和羰基化合物通式：（1）（2）（3）

（4）3.1，3－雙官能團(tuán)化合物第33頁/共86頁例第34頁/共86頁1，3-二羰基化合物。（一）酯酯縮合成的1，3-二羰基化合物。

OEt與αH縮合第35頁/共86頁試設(shè)計(jì)：第36頁/共86頁（二）酯-酮縮合形成的1，3-二羰化合物。第37頁/共86頁第38頁/共86頁試設(shè)計(jì)合成路線：第39頁/共86頁4.1,4-雙官能團(tuán)第40頁/共86頁5.1,5-雙官能團(tuán)邁克爾加成縮合反應(yīng)。第41頁/共86頁第42頁/共86頁6.1,6-雙官能團(tuán)第43頁/共86頁例：合成合成第44頁/共86頁第45頁/共86頁形成碳環(huán)的反應(yīng)1．小環(huán)的合成⑴分子內(nèi)的烷基化X=鹵代物或磺酸鹽離子。Y=-CN、-COR、-COOR第46頁/共86頁⑵卡賓對(duì)烯的加成⑶[2+2]環(huán)加成2．普通環(huán)（五、六元環(huán)）⑴付-克?；频铱寺磻?yīng)（分子內(nèi)酯縮合第47頁/共86頁⑶分子內(nèi)羥酸縮合。⑷Diels-Alder反應(yīng)（雙烯合成）⑸麥克爾反應(yīng)（Michael反應(yīng)）3．乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯可合成任意環(huán)4．大環(huán)—聯(lián)姻縮合（二酯在金屬Na條件下進(jìn)行分子內(nèi)縮合）第48頁/共86頁第49頁/共86頁例1：合成例2：由

合成例3：由

合成例4：合成例5：以乙酰乙酸乙酯為原料合成第50頁/共86頁例6：由丙二醇合成例7：合成例8以丙二酸為原料合成環(huán)庚基甲酸例9以乙酰乙酸乙酯為原料合成例10合成第51頁/共86頁例1：合成第52頁/共86頁例2：由

合成第53頁/共86頁例3：由

合成第54頁/共86頁例4：合成例5：以乙酰乙酸乙酯為原料合成水解加熱脫羧Zn-HgH2/Ni羥醛縮合第55頁/共86頁例6：由丙二醇合成第56頁/共86頁例7：合成第57頁/共86頁第58頁/共86頁例8以丙二酸為原料合成環(huán)庚基甲酸第59頁/共86頁例9以乙酰乙酸乙酯為原料合成第60頁/共86頁例10合成第61頁/共86頁西替利嗪合成路線圖解第62頁/共86頁羅非可昔合成路線圖解第63頁/共86頁鹽酸阿普洛爾用于治療心絞痛、冠狀脈硬化、高血壓等，其結(jié)構(gòu)為請(qǐng)以和為原料合成鹽酸阿普洛爾，其它原料自定。第64頁/共86頁第65頁/共86頁第一章鹵化反應(yīng)習(xí)題第66頁/共86頁習(xí)題：寫出上式反應(yīng)機(jī)理.第67頁/共86頁MeOH180°C第二章烴化反應(yīng)習(xí)題第68頁/共86頁P(yáng)76P89第69頁/共86頁P(yáng)75P57第70頁/共86頁完成下列反應(yīng)第三章?；磻?yīng)習(xí)題第71頁/共86頁第72頁/共86頁第73頁/共86頁寫出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)試劑和催化劑Ac2O/PyAc2O/H2SO4P141第74頁/共86頁P(yáng)153P128P152P149第75頁/共86頁P(yáng)118P141第76頁/共86頁

Tollens縮合P184

Claisen-SchimidtP180

Claisen-SchimidtP180

DiekmannP158Kneoevenagel反應(yīng)P213第四章縮合反應(yīng)習(xí)題第77頁/共86頁

Perkin反應(yīng)P217

Mannich反應(yīng)P194

Perkin反應(yīng)P217

Aldol縮合P178第78頁/共86頁Micheal加成P202

Reformatsky反應(yīng)P188Darzens反應(yīng)P220酯縮合反應(yīng)P157酯縮合反應(yīng)P157第79頁/共86頁完成下列反應(yīng)

Mannich反應(yīng)P194

wittig反應(yīng)P207第80頁/共86頁寫出下列反應(yīng)的主要反應(yīng)條件

Hoesch反應(yīng)P150P198第81頁/共86頁以為原料合成第82頁/共86