有 机 合 成 Organic synthesis 有机化学 第二十一章 有 机 合 成 Organic synthesis

§一、重要性和基本要求 冠醚的合成冠醚化学：穴状、笼状、套环、配位化 巴基球的合成巴基球化学：碳纳米管，碳纳球…… 由结构简单的基本有机原料结构较复杂的目标化物 重要天然化合物的结构确认； 有机合成是一切有机研究的基础—合成样品，才有可能 进行各种研究 ； 构效关系 理论有机 往往合成一类新化合物，便开辟了一个新的研究领域： 冠醚的合成冠醚化学：穴状、笼状、套环、配位化 合物，生物、药物中的受体理论 巴基球的合成巴基球化学：碳纳米管，碳纳球…… C60，C70……

新药开发： 平均6000个新化合物，才能筛选出一种新药。 “ 化 学 创 造 自己的 研 究 对 象 ” 复杂天然化合物的总合成  代表了有机合成的最高水平 多位诺贝尔奖获得者都是复杂天然化合物总合成的大师: 如： Woodward . R . B (1965) : Vitamin B12 －VB12 (1973) Erythonolide (红霉素A) (1981) Corey . E . J . (1990) : PGF2α ; PGE2…… Nicolaou . K . C : Taxol (紫杉醇)(1994). Brevetoxinl 个别、单一的反应—— 组合起来用于合成某一目标化合物. 学 用

设计合理的合成路线： 许多结构复杂的天然化合物已相继被合成，像海葵毒素 (含68个手性中心)都能立体选择性合成。 (1994 . Y .Kishi)， 为有机化学工业，制药工业提供各种性能和用途的新产品。 设计合理的合成路线： 例：颠茄酮的合成.

1、 步骤少 （多则总产率低、时间、原材料消耗多）； 2、产率高 （副反应少，分离简便）； 3、原料便宜易得 ； 好的合成路线的要求： 1、 步骤少 （多则总产率低、时间、原材料消耗多）； 2、产率高 （副反应少，分离简便）； 3、原料便宜易得 ； 4、反应条件、设备易于实现； 5* 符合绿色化学要求： 原子经济性， 无毒或少 毒，污染尽可能少。

§二、合成设计中几个彼此相关的因素 合成指定结构 功能团种类和位置 的化合物 一、合成合适的碳骨架： 碳骨架 分子构型 合成指定结构 功能团种类和位置 的化合物 分子构型 一、合成合适的碳骨架： 碳链增长—最主要（由小分子 大分子）； 碳链缩短—有时也用到（如大的化合物天然或合成易得）； 成 环—对环状化合物是关键； （重 排）

1、碳链的增长：( 现有的反应从机理上分三类) 自由基反应： 太活泼，难于定向控制— 合成应用少 离 子 反 应 ： 电子受体 电子给体 （亲电） （亲核） 协 同 反 应 ： 环加成的重要方法。

用于形成新的C－C键的反应： （1）、亲核取代： 如： 电子给体（亲核试剂）：碳负离子或潜在的碳负离子都是 金属化合物（由卤代烃，端炔制备） 格氏试剂 RMgBr 烷基锂 RLi 烷基铜锂 R2CuLi 金属炔化物 RC三C- +MgX（+Na）

吸电子基α－位上的 H 在碱存在下 转变成烯醇盐电子给体：

为了保证烯醇盐有足够的浓度，必须根据 α－H活性大小，选择合适的碱。

生成新的 C－C 键的反应： （1）、亲核取代：

（2）、负碳离子对羰基的亲核加成

芳环上的亲电取代：

2、碳链的缩短 （1）、脱羧 （2）、卤仿反应： （3）、烯的氧化： （4）、酮的氧化：

3、成环： （1）、三（四）元环： 3员： 4员：

五员： 六员：

4、重排反应： （1）、Pinacol重排： （2）、Beckmann重排：

二、在分子特定位置上引入所需的官能团 最理想的情况是骨架改变的同时在指定位置引入 官能团，但仍常需要引入、消去或转变官能团。 （Comprehensive Organic Transformations） 1、官能团的转换： 氧化程度相同的官能团可以通过取代相互转化：

氧化程度不同的可以通过氧化－还原相互转化：

2、官能团的引入与消除： 引入：

消除：

三、立体化学控制： 我们已学过的立体选择性反应： 1、重排 2.取代：

3、加成反应 ： 烯烃 ＋ 卤素：

4、消除反应：

4、手性合成： （1）、催化氢化： （2）、催化环氧化：

§三、设计合成路线的方法 （原料  目标化合物（简单化合物，较直观） 目标化合物 原料: 逆合成法（retro synthesis） a优于b

应认真分析比较，选出最合理的路线。 与不合理之分，同样合理也有优劣之差： 逆合成导出的合成路线不止一种， 同一化合物可在不同的地方断开，有合理 与不合理之分，同样合理也有优劣之差： 如： ① b合理，a不合理 ② b优于a 有消除副反应

几类重要化合物的拆开法： 1. β－羟基（或 α 、β不饱和 ）羰基化合物的拆开：

2. 1,3－二羰基化合物的拆开：

3. 1,5－二羰基化合物的拆开：

4. 1,4 或 1,6－二羰基化合物的拆开：

5. α－羟基羰基化合物的拆开

§四. 导向基团和保护基团的应用 一、导向基团：

1、活化导向：

2、钝化也可导向：

3、封闭特定位置来导向：

二、保护基团： 基团保护要满足下列要求： ① 容易引入 ② 与被保护基形成的结构能经受住所要发生反应的条件 ③ 可以在不破坏分子其他部分的条件下除去

不同类化合物的保护方法： 1. 醇（酚）的保护:. (1). 成醚： (2). 成酯： (3).

(4). “保护基团在有机 合成中的应用” 2、胺的保护：

3、醛（酮）的保护： 4、酸的保护：

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