zxy-17 有机合成基础课件.ppt

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1、17.1有机合成意义和基本要求17.2碳架的建立17.3选择性控制17.4有机合成路线设计第17章有机合成基础一、有机合成的意义1、有机合成：将结构简单、价格低廉的原料,通过一系列有机反应转化成结构复杂的有用的化合物的过程，称为有机合成。2、有机合成是改造世界的工具：人工合成自然界中存在或不存在的人类需要的化合物。3、合成路线的选择：合成一目标化合物，可有多条路线，但效率不同，需要选择合成路线。17.1合成的意义和要求（1）效率0.75%（2）效率90%（2）优于（1）例如，颠茄酮的合成：二、有机合成要求1、原料便宜易得，反应条件温和，

2、操作步骤少，简便；2、每步转化率高，选择性大，副反应少，产物易分离；3、过程安全，污染小。17.2碳架的建立一、增长碳链的方法二、缩短碳链的方法三、形成碳环的方法四、碳架重排一、增长碳链的方法1.烃化反应（1）活泼亚甲基烃化：丙二酸酯、β-酮酸酯、β-二酮---（2）单官能团化合物烃化：醛、酮、酸、酯、腈等的α-氢活泼，但酸性小，需强碱；醛酮化合物通过烯胺实现。（3）官能团化合物与金属有机化合物的反应：格氏试剂、有机锂等与重键间的反应。（4）雷佛尔马斯雷反应：α-卤代酯、锌粉、醛酮间的反应。（5）迈克加成反应：α,β-不饱和羰基化合物与

3、含活泼α-氢化合物间的反应。（6）偶联反应：金属有机化合物与卤代烃，乌尔曼反应等。2.缩合反应羟醛（酮）缩合：铂金反应：曼尼奇反应：克脑文盖尔反应：胺催化羰基化合物与活泼亚甲基化合物的反应。酯缩合反应：二、缩短碳链的方法1.氧化反应碳—碳重键氧化：芳烃侧链氧化：邻位二醇、二酮、羟基酮的氧化：卤仿反应：2.脱羧反应β—酮酸脱羧：丙二酸脱羧：特殊结构的脱羧酸：3.重排反应霍夫曼酰胺重排：柯提斯重排：易爆炸施密特重排：易爆炸4.缩合反应的逆反应（可逆平衡反应）：三、形成碳环的方法1.形成三元环烯烃卡宾的反应：（CHCl3/NaOH,N2CH2

4、,CH2=C=O等）亲核取代：2.形成四元环亲核取代：[2+2]反应：二卤代物脱卤环化：1,3–二烯电环化反应3.形成五六元环分子内亲电取代,如：分子内缩合反应，（羟醛、酯缩合）分子间缩合二元酸分子内脱羧环化[4+2]反应4.形成七元环以上的大环方法酮醇缩合反应:二元酯在金属钠作用下生成环酮醇六元环扩环反应：分子内羟醛缩合，酯缩合：5.分子内烯烃复分解反应可形成各种环状分子一、化学选择性控制1.选择反应条件17.3选择性控制2.选择试剂3.保护基的应用（1）保护应用的条件：容易引入被保护的分子中，且不影响其它部位的反应性；在后续反应中，

5、与被保护基形成结构稳定,容易除去保护基；（2）羟基的保护：转化成醚；转化成缩醛；转化成酯；转化成硅醚；（3）羰基保护：转化成缩醛，缩酮（4）羧基保护：转化成酯（5）氨基保护:转化成盐转化成酰胺转化成亚胺转化硅烷（7）C=C保护转化成二卤代烷引入保护基是提高化学选择性的方法4.基团活化技术的应用将反应活性低的基团转化成具有相同功能反应活性高的基团。如：多肽的合成，可提高化学选择性（6）炔氢保护：二、区域选择性控制1.选择反应条件2.选择反应试剂5%95%98%2%3.动力学、热力学控制(主要产物)(主要产物)4.导向基团的应用（1）活化导

6、向基团（2）钝化导向基团（3）位阻导向基团三、立体选择性控制1.选择试剂2.手性合成一、逆合成分析两种分析方法顺合成分析：原料→中间物→目标分子逆合成分析：目标分子→中间物→原料1.基本术语目标分子（TM）：合成子等效试剂：17.4有机合成路线设计合成子合成子等效试剂等效试剂连接（con）：重排（rearr）：切断（dis）：官能团转化（三种方式）：官能团相互转化（FGI）：官能团消除（FGR）：官能团添加（FGA）：2.切断策略（1）优先在官能团处切割（2）在杂原子处切割（3）利用分子的对称性切割（4）添加辅助官能团后再切割（5）将目

7、标分子逆推到适当阶段后再切割（6）在支链多处切割3.典型分子的逆合成分析（1）1，2–双官能团化合物例1.的逆合成分析分析（2）1，3–双官能团化合物例2.化合物的逆合成分析分析酰化试剂提供α-H的化合物例3.化合物的逆合成分析分析（3）1，4–双官能团化合物例4.化合物逆合成分析分析例5.化合物的逆合成分析（4）1，5–二羰基化合物例6.化合物逆合成分析分析（5）1，6–双官能团化合物例7.化合物的逆合成分析分析二、合成路线的选择1.汇聚式合成法优先直线式反应总效率：汇聚式反应总效率：2.反应次序合理安排多步反应，反应次序安排遵循下列

8、原则：产率低的尽可能安排在前面（省反应产物，成本低）难反应的尽可能安排在前面价格高的原料尽可能安排在先前面的反应应有利于后面的反应3.反应条件与实验操作反应条件是否易控制：平顶式易控制，尖顶式不易控制最佳条