《有机合成设计》PPT课件

《《有机合成设计》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章有机合成设计1．1有机合成设计1．1．1解决合成问题时的几种策略1．1．1．a由原料决定有机合成工作的策略在药物、农药等的研究中，往往需要制备一系列的同系物或合成一系列类似物（只改变分子结构中的某一部分），以便从中筛选出效果最佳的化合物和探求药物的有效基本结构。进行这种类型的工作时，往往是确定了合成目标以后，原料是否容易得到对合成工作起着主要作用。例如，确定了抑制细菌的有效基本结构是磺胺以后，化学家们合成了上千种磺胺的类似物。经药效试验后，确实筛选出了一些药效优良、原料易得的化合物。在这个合成中使用的策略是：起始原料反应目标分子磺胺磺胺吡啶磺胺噻唑磺胺嘧

2、啶磺胺胍1．1．1．b由化学反应决定合成目标的策略有些情况下，在实验室的基础研究工作中会发现一些预料之外的化学反应，或反应产物。这些产物的结构特殊而又与某种天然有机物的结构相似。因此合成有机化学家往往以这个产生特殊结构的反应出发，寻找具有相似结构特点的有意义的目标分子，然后再确定适当的起始原料，从而再确定合成计划。反应目标分子起始原料Johnson在实验室中研究甾族化合物时，除了得到预期产物5外，还得到了6同时Jonson对化合物6的生成机理也提出了合理的解释。他认为乙烯基正碳离子3不仅可以夺取氯负离子，而且可以和其他亲核性基团，如烯键，进行反应。于是得到中间

3、体正碳离子7，7可为非经典正碳离子7′所稳定。而当7′与水反应就得到产物6。在发现这个反应的同时，合成化学家正在研究天然有机化合物长叶烯的全合成。长叶烯和其对映体的结构如下：长叶烯长叶烯对映体如果在化合物1中除去C1上的甲基，而在C3上加入两个甲基的话，经上述反应就可以得到关键中间体9，经过还原，异构化，甲基化等就可以得到长叶烯的对映体。1．1．1．C由目标分子决定有机合成工作的策略—反向合成分析学习有机化学时，一直是沿着起始原料经过特定的化学反应合成特定结构的化合物。但是在很多情况下给我们的信息就是需要合成的目标分子。这时就要求我们应用化学反应作为工具，找出

4、合适的起始原料。这就是应用与过去学习有机化学相反的思维路线去考虑问题。即，反应产物结构起始原料这种分析目标分子的结构，找出起始原料，制定出合成计划的思维方法就是反向合成（antitheticsynthesis）。因此，合成工作的顺序恰与反向合成的方向相反。即目标分子中间体起始原料（双箭头表示“可以从后者得到”；单线箭头表示“可以转变为”）用这种方法来设计简单分子的合成方案还是比较容易的。例如将反向合成应用于复杂结构的有机分子时，由于分子中有许多可以“切断”disconnection）的化学键，于是就可以推导出不同的前体和起始原料，也就得到了不同的合成途径。起始

5、原料（1）起始原料（2）目标分子起始原料（3）起始原料（4）合成树1．1．2进行有机合成设计的几个步骤从“合成树”可以看出，合成一个目标分子可以有很多路线可走。在实际的合成化学研究中，大多数的研究组只能从许多合成途径中选择一条或两条合成路线进行工作。这就需要建立一个准则来衡量这些看起来是合理的途径。进行有机合成设计的几个步骤；1.反向合成：即分析目标分子，反复地割断某些化学键，推导出各前体及起始原料，画出合成树；2.合成方向考察：从合成方向考察每个途径的每一步骤是否可行，是否合理，以及存在着什么问题。3.通盘考虑：列出全过程的化学反应方程式，提出每条途径中最理

6、想的合成步骤，引入适当的控制因素，删除互相冲突的步骤。4.应用下列准则选择最好的合成途径a.成功的可能性；b.经济上是否合理；c.创造性。1．2目标分子的初步观察在着手进行有机合成设计时，首先要做的是对目标分子的初步观察，即对目标分子的结构，特别是对“不寻常”的结构、化学性质、化学转变情况、以及与其它类似化合物间的关系等进行一番考察、了解、分析。1.2.1目标分子的化学性质对有机合成设计的启示有机化学家在分离出一个新的天然有机化合物以后，往往研究这个化合物的酸性、碱性，含有哪些化学元素和哪些官能团，可以发生那些化学变化等。现以奎宁的全合成为例，看前人的工作如何

7、为全合成提供各种有用的信息。Perkin企图合成奎宁，但由于不知道奎宁的结构，当然未能成功，直到1908年Rabe发表了奎宁的正确结构，这才可以说是真正开始了奎宁的全合成。Rabe发现奎宁在酸存在下发生如下的转变：奎宁奎宁辛后来Rabe又发现奎宁辛经次溴酸溴化、脱溴化氢以及还原羰基又可以得到奎宁；因此，奎宁的合成就归结为合成奎宁辛的问题了。；奎宁辛奎宁并且已有人发现奎宁酸酯（I）可以和RCH2COOEt发生缩合反应，缩合物经水解、脱羧后可以得到奎宁辛；当时，（I）的合成方法是已知的，所以合成奎宁问题就归结为合成（II）的问题了。奎宁辛1．2．2目标分子的特殊结

8、构对有机合成设计的启示有些目标分子中可