有机合成完整版

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1、有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,1,有机合成,主讲：苟绍华 副教授 2011年2月,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,2,1.嵇耀武.有机合成路线设计技巧.科学出版社,1984 2.李长轩.有机合成设计.河南大学出版社,1995 3.S.Warren.Designing Organic Syntheses,1978 4.S.Warren,丁新腾译.有机合成切断法探讨.上海科学技术文献出版社,1986 5.R.K.Mackie D.M.Smith.Guidebook to Organic Synthesis,1982 6.R.O.C.

2、Norman.Principles of Organic Synthesis,1978 7.W.Carruthers.Some Modern Methods of Organic Sythesis,1986 8.R.K.麦凯 D.M.史密斯等 陈韶等译.有机合成指南.科学出版社,1988 9.陈慧宗 孔淑青.有机合成原理及路线设计.兵器工业出版社,1998 10.巨勇，席婵娟，赵国辉.有机合成化学与路线设计.清华大学出版社，2007 11.徐家业. 高等有机合成M. 北京: 化学工业出版社,2005 12.樊能廷. 有机合成事M.北京：北京理工大学出版社，1992,主要参考书,有机合成多媒体

3、西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,3,常用文献查找网站,1. www.orgsyn.org. 2. . 3. http:/pubs.acs.org/ 4. http:/ 5. http:/www.rsc.org/ 6. http:/ 7. SCI finder,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,4,第一章 绪论,1.1有机合成的任务 有机合成： 是利用化学方法将单质、简单的无机物或简单的有机物制备成 比复杂的有机物的过程。 有机合成工业： 基本有机合成工业（重有机合成工业）：由石油和天然气制得七种基本原料，乙烯、丙烯、丁烯、苯、甲苯、二甲苯和甲烷等；

4、 精细有机合成工业：合成药物、染料、农药、香料等。 特点： a.产品产量较少，品种较多，质量要求很高； b.产品在合成过程中操作比较复杂、细致。,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,5,精细化工产品的分类：1984年精细化工年鉴将精细化工产品分为35类，它们是： 医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、粘合剂、香料、化妆品、表面活性剂、合成洗涤剂及肥皂、印刷用油墨、增塑剂、稳定剂、橡胶助剂、感光材料、催化剂、高分子凝聚剂、石油添加剂、食品添加剂、兽药和饲料添加剂、纸浆和纸化学品、金属表面处理剂、塑料助剂、汽车用化学品、芳香消臭剂、工业杀菌防霉剂、脂肪酸、稀土金属化合物

5、、精细陶瓷、健康食品、有机电子材料、功能高分子、生命体化学品和生化酶。 其中，有12类比较重要，它们是：黏合剂、生化酶、农药、医药、功能高分子、香料、涂料、催化剂、化妆品、表面活性剂、感光材料和染料。,第一章 绪论,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,6,我国将精细化工产品分为18类： 1.医药和兽药；2.农药；3. 粘合剂；4.涂料；5.染料和颜料；6.表面活性剂和合成洗涤剂；7.塑料、合成纤维和橡胶用助剂；8.香料；9.感光材料；10.试剂和高纯物；11.食品和饲料添加剂；12.石油用化学品；13.造纸用化学品；14.功能高分子材料；15.化妆品；16.催化剂；

6、17.生化酶；18.无机精细化学品。,第一章 绪论,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,7,1.2 有机合成的发展和成就 发展：1773年首次从尿中得到纯的尿素 1805年由鸦片中取得第一个生物碱吗啡 1828年，魏勒（F. wohler）由无机物氰酸铵（NH4OCN）的热分解制得有机物尿素，从而揭开了有机合成的帷幕。 1845年，柯尔伯（F. Kolbe）合成了醋酸。 1854年，柏赛罗（M. Berthelot）合成了油脂。 有机化合物数量的发展： 1880年 12,000种 1910年 150,000种 1940年 500,000种 1961年 1,750,0

7、00种 目前 1000万种,第一章 绪论,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,8,第一章 绪论,成就： 1）人工合成具有生物活性的结晶牛胰岛素：1965年9月，人工合成该化合物取得成功。这是世界上第一个合成的结晶蛋白质，具有生物活性。历时六年九个月。 2）B12的合成：在维生素B12的全合成中，其关键中间体钴别酸有9个不对称碳原子，全合成需95步，如按理论计算，应有512个异构体。参加B12合成工作的化学家超过百人，历时十一年，终于在1973年获得成功。 3）现在人们已不但能合成出存在于自然界的有机物，而且还能根据理论研究的需要和实际应用的要求，以高超的合成技巧合成

8、出自然界所没有的有机物。例如，高张力的棱柱烷，立方烷，以及八元环、十元环，甚至十六元环的化合物的合成。 4）近年来，电化合成、光化合成（包括激光的应用）、辐射合成、催化合成（包括新型络合物催化、酶催化、相转移催化）、仿生合成等均已成为十分活跃的研究领域。电子计算机运用于有机合成程序的设计十分引人瞩目，并已取得可喜的进展。,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,9,第一章 绪论,1.3开始学习有机合成之前应具备的知识 本课程的主要目的在于为有机合成设计提出一套分析的办法。因此，同学们必须在有机化学方面有适当的基础训练，通晓大多数基本有机反应且能写出其反应机理。,有机合成

9、多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,10,第二章 逆合成法,逆合成法（Retrosynthesis）: 指的是在设计合成路线时，应从产物向回推出原料。 2.1为何要使用逆合成法？ 譬如你想合成下列化合物： 例1：,（1）,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,11,若（1）从未有人合成过，你怎样设计出一种合成路线呢？你不知道原料是什么，你唯一所知道的只是你所要合成的分子目标分子的结构，这时除了由产物回推出原料外，没有其他可以采用的办法。,第二章 逆合成法,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,12,逆合成法中使用的术语：

10、1）切断：一种分析法。这种方法就是将分子的一个键切断使分子转变成为一种可能的原料。这是一个化学反应的逆过程，用符号和一条曲线穿过被切断的键来加以表示。 2）FGI：即官能团互换（Functional Group Interconversion）.把一个官能团换写成另一个官能团，以使切断成为可能的一种方法。这又是一个化学反应的逆过程。用上写有FGI的符号来表示。 3）试剂：一种化合物，它能在所计划的合成中起反应，以便给出中间体或目标分子。它是合成子的合成等价物。 4）合成等价物：一种能起合成子作用的试剂。合成子常由于其本身太不稳定而不能直接使用。 5）合成子：在切断时所得出的概念性的分子碎片，通

11、常是个离子（有些人对于一个合成等价物也用合成子这个名词）。 6）目标分子：打算加以合成的分子。通常写上TM字样并附以框格编号以资鉴别。,第二章 逆合成法,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,13,2.2 原料的选择 原则：1）易得；2）价廉 下列各类化合物是比较容易购买到的（参见化工产品手册 ） 烷烃 ：C1-10、C12、C14、C16、C18、C20 烯烃 ：C2-10直链；C6、C8、C12的环状烯烃 炔烃 ：C2 卤代烃：C1-4 Cl、C1-10 Br、C1-3 I 醇： 直链C1-12、C14、C16、C18；支链C3-5、C7、C8；环状C5-7、C1

12、2 胺： C1-5、C8、C12 醛 ： C1-8、C10 酮 ： C3-8 链状；C5、C6、C12 环状 羧酸及其衍生物 ：C1-8、C10、C12、C14、C16、C18 环醚：,第二章 逆合成法,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,14,第二章 逆合成法,2.3 合成路线的书写 1）在每一步中只表示出反应的主要产物； 2）试剂。催化剂和反应条件写在箭头上面； 3）若不写温度和压力的数值，则表示在常温常压下进行反应； 4）使用任何无机化合物不必写出它的制法； 5）常用的有机化合物不必写出它的制法； 6）为节约时间，可把两步或几步较简单的反应合为一步，同时要指出

13、进行各步反应的次序。例： 可以写为： 7) 如得到几种异构体，应写出把它们分离出来的步骤，合成几种异构体的反应尽可能不要使用。,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,15,第二章 逆合成法,2.4 逆合成法使用实例： 例1试设计 的合成路线 1) 分析：,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,16,第二章 逆合成法,2）合成：,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,17,目标分子的结构剖析(Targic molecular),考察TM的结构特性,分子大小-判明是否有对称性,减少反应步骤,官能团分析,骨架的构造 -结构

14、剖析的核心,立体化学特征,种类和性质,形成方法和引入的先后次序,敏感基团后引入,若敏感基团先引入,官能团保护,等价基团替代,开链骨架的分枝 或拐弯处,环的种类、大小、连接方式,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,18,反向合成法基本概念,(1) 合成元 (合成子)与合成等效剂 (2) 切断、连接、重排 (3) 官能团的 转化(互变/添加/消除) (4) 反合成子 (5) 合成树,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,19,（1）合成元 (合成子systhon),合成子是有机合成反应中的基本单位,是反合成分析中转化所得的结构单元,类型:,具有亲电性或能接受电子,具有亲核性或能给电子,自由基,中性分子,合成等效剂:与合成子相对应的具有等同功效的稳定化合物,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,20,偶姻反应,有机合成多媒体 西南石油大学化学化工学院（SCCE.SWPU）,21,(2)切断(dis)、连接(con)、重排(rearr) disconnection connection rearrangement,有机合成多媒体