重大有机18有机合成设计.ppt

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1、有机合成路线设计（一）有机合成及其目的（1）何为有机合成（2）有机合成的目的（二）有机合成与创新精神的培养（三）理想的合成路线（四）正确合成路线的书写（五）有机合成路线的设计（一）有机合成及其目的有机合成可以说是有机反应及其组合的应用：有机反应各自适用一类化合物的合成；有机反应的组合是由几步至多步过程，完成某一指定有实用价值或有理论意义的有机物的合成。（1）何为有机合成（2）有机合成的目的（A）验证有机物，特别是天然产物的结构；（B）人工合成和生产有实用价值的化合物；（C）进行理论研究：（D）研究有机反应：来自理论的启示，如环丁二烯、环辛四烯的合成；验证理论，如环状共轭多

2、烯的合成；研究反应机理和立体化学而设计的有机物的合成。有机反应的改进和扩展；新型有机反应的发现。（二）有机合成与创新精神的培养合成化学是化学学科的核心，是改造世界、创造社会最有利的手段。合成制备化学总是处于科技前沿。生命科学研究进入分子水平，面临各种生物大分子和小分子合成。材料科学的发展首先必然是新材料的合成与制备。能源科学、信息科学等研究工作将涉及许多结构奇妙性能特殊的新物质。环境科学化工生产绿色化，环境友好反应需在合成制备的反应上有新的创造。可以说，世界上所有科技发展离不开合成制备化学，合成制备化学提供并保证它们的物质基础。诺贝尔化学奖中，有16次是颁给合成了有价值的

3、新有机化合物的化学家。合成化学是改造世界、创造社会最有利的手段，合成制备化学总是处于科技前沿。有机合成的掌握，是培养创新精神的主要内容之一。（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：0.0030.521.10.12.835.43.116.859.250709015步10步5步总收率（％）每步平均收率（％）（C）尽

4、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％。（％）908172.965.658.9（％）9081908172.9（4）操作简便、安全。（5）设备简单。（3）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:50％×90%×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

5、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）(a)碳-碳键的形成大多数生成碳-碳键的合成反应是极性的，即，某一试剂的电负性的碳原子，与另一试剂的电正性的碳原子结合，形成一个新的碳-碳共价键。负碳离子：电子供给体合成子（亲核试剂）。正碳离子：电子接收体合成子（亲电试剂）。(1)有机合成路线的设计包括几方面问题：目标分子碳骨架的建立。官能团的转换。立体化学的选择和控制。（A）目标分子碳骨架的建立。官能团的保护（五）有机合成路线的设计电子供电体电子接受体高级炔Grignard试剂醇，依C=O结构而定增二个碳伯醇炔醇增一个碳

6、的羧酸碳-碳键的形成产物叔醇电子供电体电子接受体产物Wittig试剂烯氰基负离子比R′X增一个碳原子的：α-羟基腈增一个碳碳-碳键的形成（续）电子供电体电子接受体产物碳-碳键的形成（续）烷基苯付氏烷基化反应芳酮付氏酰基化反应例：以≤C4的有机物为原料合成分析：α-羟基羧酸例：以苯、≤C4的有机物为原料合成1，6-二苯基-1，3，5-己二烯分析：合成：例：以≤C4的有机物为原料设计合成分析：合成：应用醛、酮、酯等化合物的的反应：1）羟醛缩合β-羟基醛、酮2）Claisen酯缩合3）酯与醛（酮）间的缩合4）乙酰乙酸乙酯合成法5）丙二酸酯合成法例：由“三乙”、丙二酸二乙酯以及≤

7、C4的有机物为原料设计合成：分析：合成：“三乙”+ClCH2COOEt分析：合成：分析：合成：（两个电中性的非自由基合成子）（b）成环反应①小环（3-4元）：由1，2-或1，3二卤代烷与丙二酸酯进行二次烷基化。②普通环（5-7元）：Diels-Aider反应（周环反应）Dieckmann缩合（分子内的Claisen酯缩合反应）常用来合成五、六元环化合物。例：完成转变分析：β-羟基酮五元环酮Dieckmann缩合合成：（c）减碳反应Hofmann反应卤仿反应烯的臭氧化还原水解脱羧反应芳烃侧链的氧化例：以丙酮为唯一有机原料合成分析