有 机 合 成 Organic synthesis

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

2 §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……

3 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 －VB (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

4 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。 ( 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.

5 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。

6 §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）

7 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。

8 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）

9 吸电子基α－位上的 H 在碱存在下 转变成烯醇盐电子给体：

10 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。

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12 生成新的 C－C 键的反应： （1）、亲核取代：

13 （2）、负碳离子对羰基的亲核加成

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16 芳环上的亲电取代：

17 2、碳链的缩短 （1）、脱羧 （2）、卤仿反应： （3）、烯的氧化： （4）、酮的氧化：

18 3、成环： （1）、三（四）元环： 3员： 4员：

19 五员： 六员：

20 4、重排反应： （1）、Pinacol重排： （2）、Beckmann重排：

21 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：

22 氧化程度不同的可以通过氧化－还原相互转化：

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24 2、官能团的引入与消除： 引入：

25 消除：

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27 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：

28 3、加成反应 ： 烯烃 ＋ 卤素：

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30 4、消除反应：

31 4、手性合成： （1）、催化氢化： （2）、催化环氧化：

32 §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

33 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

34 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：

35 2. 1,3－二羰基化合物的拆开：

36 3. 1,5－二羰基化合物的拆开：

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38 ,4 或 1,6－二羰基化合物的拆开：

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40 5. α－羟基羰基化合物的拆开

41 §四. 导向基团和保护基团的应用 一、导向基团：

42 1、活化导向：

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44 2、钝化也可导向：

45 3、封闭特定位置来导向：

46 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

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

48 (4). “保护基团在有机 合成中的应用” 2、胺的保护：

49 3、醛（酮）的保护： 4、酸的保护：

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