有机合成基础课件

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1、Chapter 5第五章第五章有机合成基础及绿色合成有机合成基础及绿色合成有机合成基础（有机合成基础（）Chapter 171 、有机合成的意义、有机合成的意义2 、有机合成基本要求、有机合成基本要求3、有机合成设计中考虑的相关因素、有机合成设计中考虑的相关因素4、有机合成路线设计、有机合成路线设计有机合成基础主要内有机合成基础主要内容容Chapter 17有机化学的三大领域有机化学的三大领域 天然有机：天然有机：天然产物的分离、鉴定、和结构的测定天然产物的分离、鉴定、和结构的测定; 物物理理有有机机：用用物物理理化化学学的的方方法法来来研研究究有有机机化化合合物物的的结结构构和和反反应机理等

2、问题应机理等问题; 有机合成：有机合成： 结构简单结构简单基本有机原料基本有机原料 结构复杂结构复杂目标化合物目标化合物 将结构简单、价格低廉的原料将结构简单、价格低廉的原料, ,通过一系列有机反应转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。化成结构复杂的有用的化合物的过程，称为有机合成。Chapter 17(1) 有机合成是有机化学研究的基础有机合成是有机化学研究的基础 每合成一类新化合物，随之开辟了一类新的研究领域；每合成一类新化合物，随之开辟了一类新的研究领域； 巴基球巴基球巴基球化学（碳纳米管，碳纳米球巴基球化学（碳纳米管，碳纳米球）C60，C70） 冠醚的合

3、成冠醚的合成冠醚化学冠醚化学1.有机合成的意义有机合成的意义:Chapter 17（2）有机合成是改造世界的工具）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。人工合成自然界中存在或不存在的人类需要的化合物。尿素的合成尿素的合成 （1828年，德国化学家年，德国化学家 Wohler）Chapter 17新药开发新药开发 平均平均6000个新化合物，才能找到一个真正成为新药个新化合物，才能找到一个真正成为新药的化合物；的化合物；青霉素青霉素1929年年A. Fleming发现发现1945年确定结构年确定结构1957年年J. C. Sheeman合成合成Chapter 1

4、7托品酮托品酮- -Tropinone ( (颠茄酮颠茄酮) )，阿托品等医药中间体。阿托品等医药中间体。Willstatter 1896年年 21步步总产率总产率0.751915年年Noble 奖奖Chapter 17 合成结构独特分子合成结构独特分子十二面体烷十二面体烷C20Paquette 1982年合成Chapter 17富勒烯富勒烯 笼状碳环（分子中无笼状碳环（分子中无H H）化合物）化合物Chapter 17WoodWard . R . B : Vitamin B12 VB12 (1973) 重要天然化合物的结构确认和合成。重要天然化合物的结构确认和合成。Chapter 17复杂天

5、然化合物的总合成复杂天然化合物的总合成 代表了有机合成的最高水平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：如：Fischer Emil(1902) :葡萄糖和嘌呤衍生物；葡萄糖和嘌呤衍生物；Woodward R. B. (1965) : Vitamin B12 VB12 (1973) Erythonolide (红霉素红霉素A) (1981) 许多结构复杂的天然化合物都已相继被合成，像海葵霉素许多结构复杂的天然化合物都已相继被合成，像海葵霉素(分子中含分子中含68个手性中心！个手性中心！)，都能立体选择性合成

6、，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，为有机化学工业，制药工业提供各种性能和用途的新产品。产品。Chapter 17Chapter 172.有机合成要求有机合成要求产率高产率高 （副反应少，每步的反应产率越高越好）；（副反应少，每步的反应产率越高越好）；步骤少步骤少 （多则总产率低、时间、原材料消耗多）；（多则总产率低、时间、原材料消耗多）；原料便宜易得原料便宜易得 （还要加上无毒、少毒）反应条件、设（还要加上无毒、少毒）反应条件、设备易于实现；还应加上绿色化学的考虑备易于实现；还应加上绿色化学的考虑 (“原子经济性原子经济

7、性”，污染尽可能少，污染尽可能少)。颠颠茄茄酮酮的的合合成成Chapter 17 增长碳链的方法增长碳链的方法增长碳链的方法增长碳链的方法 缩短碳链的方法缩短碳链的方法缩短碳链的方法缩短碳链的方法 形成碳环的方法形成碳环的方法形成碳环的方法形成碳环的方法 碳架重排碳架重排碳架重排碳架重排3.3.有机有机合成设计中考虑的相关因素合成设计中考虑的相关因素碳碳碳碳架架架架的的的的建建建建立立立立合成指定结构的化合物合成指定结构的化合物 碳骨架碳骨架 功能团种类和位置功能团种类和位置 分子构型分子构型3.1 3.1 3.1 3.1 碳架的建立碳架的建立碳架的建立碳架的建立Chapter 17从反应机理

8、上分三类从反应机理上分三类自由基反应：自由基反应：太活泼，难于定向控制太活泼，难于定向控制 合成上应用少合成上应用少离离 子子 反反 应应 ： 协协 同同 反反 应应 ： 环加成的重要方法环加成的重要方法从反应类型分：从反应类型分：亲核取代、亲核加成、亲电取代、亲电加成亲核取代、亲核加成、亲电取代、亲电加成等等1.增长碳链的方法增长碳链的方法3.1 3.1 碳架的建立碳架的建立Chapter 17（1 1）通过亲核取代反应引入烃基）通过亲核取代反应引入烃基 亲核试剂亲核试剂-碳负离子或潜在的碳负离子碳负离子或潜在的碳负离子活泼亚甲基烃化：活泼亚甲基烃化：丙二酸酯、丙二酸酯、-酮酸酯、酮酸酯、

9、-二酮等二酮等. . 1.1.烃基化反应烃基化反应Chapter 17烯胺在烯胺在有机合成中的应用有机合成中的应用Chapter 17金属有机化合物：金属有机化合物：（2 2）通过亲核加成反应引入烃基）通过亲核加成反应引入烃基金属有机化合物与羰基，氰基的加成反应；金属有机化合物与羰基，氰基的加成反应；金属有机化合物与环氧化合物的开环反应；金属有机化合物与环氧化合物的开环反应；金属有机化合物与卤代烷的偶联反应；金属有机化合物与卤代烷的偶联反应；雷福尔马茨基（雷福尔马茨基（Reformatsky）反应）反应迈克尔加成反应迈克尔加成反应Chapter 17用于制用于制1，2 ，3 醇及酮等。醇及酮等

10、。Chapter 17雷福尔马茨基（雷福尔马茨基（Reformatsky）反应）反应BrZnCH2R亲核性比亲核性比Grignard试剂小，不活泼试剂小，不活泼-羟基酸酯的水解- -卤代酸卤代酸首先与首先与锌锌粉反应生成粉反应生成有机锌化合物有机锌化合物。有机锌化合物有机锌化合物与与醛酮醛酮的加成产物水解后可得到的加成产物水解后可得到-羟基酸羟基酸Chapter 17 把烯醇型负离子（或把烯醇型负离子（或含含活泼亚甲基活泼亚甲基化合物），如化合物），如CH2(COOC2H5)2、C6H5CH2CN、RCH2NO2等，在等，在强碱强碱（如（如NaOH、C2H5ONa）作用下与）作用下与、-不不饱

11、和醛酮共轭加成饱和醛酮共轭加成作用作用称为称为迈克尔反应迈克尔反应。反反应应特特点点催化剂催化剂: 强碱强碱产产 物物: 1,5二羰基化合物二羰基化合物过过 程：程：1,4-加成（表面上若加成（表面上若3.4-加成）加成）反应物反应物:有活性亚甲基化合物有活性亚甲基化合物、-不饱和醛酮、酯、腈等不饱和醛酮、酯、腈等HY + C=CC=O YC-C=C-OH YC-C-C=O碱碱重排重排1234-通式通式:+H迈克尔加成反应迈克尔加成反应Chapter 17CH3CH2CH2MgBr + CH3C CHCH3C C MgBr + CH3CH2CH3CH2=CHCH2XCH3C CCH2CH=CH

12、2制备高级炔烃制备高级炔烃（3）偶联反应）偶联反应（4）与维蒂希试剂反应）与维蒂希试剂反应Chapter 17（5）芳烃亲电取代反应）芳烃亲电取代反应Chapter 172. 缩合反应缩合反应 羟醛（酮）缩合：羟醛（酮）缩合： 铂金反应：铂金反应： 安息香缩合安息香缩合安息香缩合安息香缩合 曼尼奇反应：曼尼奇反应： 酯缩合反应：酯缩合反应：Chapter 17羟醛缩合：羟醛缩合：在在稀碱稀碱的作用下含的作用下含-H的醛酮，发生的醛酮，发生缩合缩合生成生成-羟基醛或酮羟基醛或酮，称为，称为羟醛缩合羟醛缩合反应。反应。+CH3CH=CH CHOH2O2-丁烯醛丁烯醛OH-CH3CH CH CHOH

13、OH-羟基醛羟基醛CH3CO+HCH2CHOH+-交叉羟醛缩合反应：交叉羟醛缩合反应：克莱森克莱森-施密特反应施密特反应 芳醛与含有芳醛与含有-H的的的酮之间的交叉缩合生成的反应的酮之间的交叉缩合生成的反应Chapter 17含有含有-H的醛、酮，与甲醛和氨的醛、酮，与甲醛和氨(伯胺、仲胺伯胺、仲胺)之间发生的缩合之间发生的缩合反应，称为反应，称为Mannich反应。该反应可看成是氨甲基化反应：反应。该反应可看成是氨甲基化反应： -氨基酮容易分解为氨氨基酮容易分解为氨(或胺或胺)和和,-不饱和酮，所以不饱和酮，所以Mannich反应提供了一个间接合成反应提供了一个间接合成,-不饱和酮的方法。例

14、不饱和酮的方法。例如：如： 曼尼希曼尼希(Mannich)反应反应Chapter 17铂金反应铂金反应铂金反应铂金反应 芳香醛与酸酐在碱的催化下，发生亲核芳香醛与酸酐在碱的催化下，发生亲核芳香醛与酸酐在碱的催化下，发生亲核芳香醛与酸酐在碱的催化下，发生亲核加成反应，然后脱去一分子水，生成加成反应，然后脱去一分子水，生成加成反应，然后脱去一分子水，生成加成反应，然后脱去一分子水，生成,-不饱和芳酸的不饱和芳酸的不饱和芳酸的不饱和芳酸的反应反应反应反应Chapter 17安息香缩合安息香缩合安息香缩合安息香缩合-在氰离子在氰离子(-CN)催化下，两分子催化下，两分子苯甲醛缩合生成安息香的反应。苯甲

15、醛缩合生成安息香的反应。(R= , , )Chapter 17具有具有 -活泼氢的酯，在碱的作用下，两分子酯相互作用，活泼氢的酯，在碱的作用下，两分子酯相互作用，生成生成-羰基酯，同时失去一分子醇的反应。羰基酯，同时失去一分子醇的反应。酯缩合酯缩合 (Claisen酯缩合酯缩合)反应反应1、克莱森缩合反应克莱森缩合反应酯的酯的- -H不活泼，缩合需用强碱不活泼，缩合需用强碱RONa2、交叉酯缩合、交叉酯缩合（一个酯无-H才有制备意义） 3、分子内酯缩合（、分子内酯缩合（ Dieckmann缩合）缩合）4、酮、酮 酯酯 缩缩 合（合（制备-二酮化合物）Chapter 17增加一个增加一个C C增

16、加二个增加二个C C乙乙酰乙酸乙乙酸乙酯和丙二酸二乙和丙二酸二乙酯从碳数增长的个数分：从碳数增长的个数分：Chapter 17任意增任意增长Chapter 17Chapter 172.缩短碳链的方法缩短碳链的方法 1） 氧化反应氧化反应 碳碳碳重键氧化：碳重键氧化： 芳烃侧链氧化：芳烃侧链氧化： 邻位二醇、二酮、羟基酮的氧化：邻位二醇、二酮、羟基酮的氧化： 卤仿反应：卤仿反应：Chapter 17卤仿反应卤仿反应烯的氧化烯的氧化酮的氧化酮的氧化Chapter 17 2.脱羧反应脱羧反应 酮酸脱羧：酮酸脱羧： 丙二酸脱羧：丙二酸脱羧： 特殊结构的脱羧酸：特殊结构的脱羧酸： 3.重排反应重排反应

17、霍夫曼酰胺重排：霍夫曼酰胺重排： 柯提斯重排：柯提斯重排：易爆炸易爆炸 施密特重排：施密特重排：易爆炸易爆炸 4.缩合反应的逆反应缩合反应的逆反应（可逆平衡反应）：（可逆平衡反应）：Chapter 173 形成碳环的方法形成碳环的方法1.形成三元环形成三元环烯烃与卡宾的加成反应烯烃与卡宾的加成反应亲核取代反应亲核取代反应Chapter 17 2.形成四元环形成四元环 亲核取代：亲核取代： 二卤代物脱卤环化：二卤代物脱卤环化： 2+2反应：反应： 1,3 二烯电环化反应二烯电环化反应Chapter 173.形成五六元环形成五六元环 分子内亲电取代分子内亲电取代 分子内缩合反应（羟醛、酯缩合）分子

18、内缩合反应（羟醛、酯缩合） 分子间缩合分子间缩合 二元酸分子内脱羧环化二元酸分子内脱羧环化 4+2反应反应Chapter 172 CH2(CO2Et)22 EtO-BrCH2CH2CH2BrCH(CO2Et)2CH(CO2Et)22 EtO-H+I2OH-Chapter 174.形成七元环以上的大环方法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： 烯烃的复分解反应5.分子内烯烃复分解反应可形成各种环状分子分子内烯烃复分解反应可形成各种环状分子Chapter 173.2 3.2 在分子骨架特定位置上引入所需的官能团在分子骨架

19、特定位置上引入所需的官能团A.A.官能团的转换官能团的转换 在骨架改变的同时在指定位置引入官能团，在骨架改变的同时在指定位置引入官能团，但时常需要官能团的引入、消去和相互转变。但时常需要官能团的引入、消去和相互转变。 (1). (1). 氧化程度相同的官能团可通过取代反应相氧化程度相同的官能团可通过取代反应相互转化：互转化：Chapter 17(2)(2)氧化程度不同的可通过氧化还原反应相互转化氧化程度不同的可通过氧化还原反应相互转化Chapter 17Chapter 17(3)(3)形成形成叁键(4)(4)形成双形成双键Chapter 17B.B.官能团的引入与消除官能团的引入与消除引入：引

20、入： 碳碳卤键的形成的形成Chapter 17Chapter 17Chapter 17 碳氧碳氧键的形成的形成a a醇醇 COH COHChapter 17Chapter 17bArOH 异丙苯氧化法；氯苯水解法；磺化碱异丙苯氧化法；氯苯水解法；磺化碱 熔法；重氮盐水解法。熔法；重氮盐水解法。c醚醚 COCChapter 17d d醛、酮醛、酮偕（偕（xiexie) )二卤代烃水解二卤代烃水解 烃的氧化烃的氧化芳烃的酰基化芳烃的酰基化醇的脱氢或氧化醇的脱氢或氧化 羧酸的还原羧酸的还原乙酰乙酸乙酯合成酮类乙酰乙酸乙酯合成酮类Chapter 17e羧酸羧酸腈的水解腈的水解格氏试剂与格氏试剂与CO2

21、CO2作用，水解作用，水解醛、醇、取代芳烃、烯烃的氧化醛、醇、取代芳烃、烯烃的氧化羧酸衍生物的水解羧酸衍生物的水解甲基酮的氧化（卤仿反应）甲基酮的氧化（卤仿反应）丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯合成羧酸丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯合成羧酸Chapter 17官能团的官能团的消消除除 取代芳烃取代芳烃（SO3H，N2+） 羰基（还原亚甲基）羰基（还原亚甲基）A.KishnerWolff黄呜龙反应黄呜龙反应 : : NH2NH2, EtOH/KOH, 180B.Clemmensen 还原法还原法: : ZnHg，浓，浓HCl 羟基（脱水、加氢）羟基（脱水、加氢）Chapter 17Chapter 17Ch

22、apter 17 增长碳链的方法增长碳链的方法 缩短碳链的方法缩短碳链的方法 形成碳环的方法形成碳环的方法有机有机合成设计中考虑的相关因素：合成设计中考虑的相关因素：1 碳架的建立碳架的建立复习：复习：2 在分子骨架特定位置上引入所需的官能团在分子骨架特定位置上引入所需的官能团3 选择性控制选择性控制Chapter 173.3 有机合成反应中的选择性控制有机合成反应中的选择性控制选择性选择性化学选择性化学选择性区域选择性区域选择性立体选择性立体选择性几何异构体形成的选择性几何异构体形成的选择性分子手性结构形成的选择性分子手性结构形成的选择性 反应的选择性反应的选择性是指一个反应可能在底物的不同

23、部是指一个反应可能在底物的不同部位或方向进行，而形成几种产物时的位或方向进行，而形成几种产物时的选择程度选择程度。Chapter 171 1 1 1 化学选择性控制化学选择性控制化学选择性控制化学选择性控制 化学选择性化学选择性是指反应试剂对反应物中是指反应试剂对反应物中不同官能不同官能团团或处于不同环境的或处于不同环境的相同官能团相同官能团中的一个官能团中的一个官能团反应的程度。反应的程度。控制化学选择性控制化学选择性选择反应条件选择反应条件 选择试剂选择试剂选择试剂选择试剂保护基的应用保护基的应用保护基的应用保护基的应用基团活化技术的应用基团活化技术的应用基团活化技术的应用基团活化技术的应

24、用Chapter 17（1）选择反应条件）选择反应条件Chapter 17（2） 选择试剂选择试剂Chapter 17保护应用的条件：保护应用的条件： 容易引入所需保护的分子中容易引入所需保护的分子中 与被保护基形成的结构与被保护基形成的结构稳定稳定,能经受住所要发生反应的条件能经受住所要发生反应的条件 可以在不破坏分子其他部分的条件下除去可以在不破坏分子其他部分的条件下除去保护基保护基（1）羟基的保护：）羟基的保护：（2）羰基保护）羰基保护：（3）羧基保护）羧基保护：（4）氨基保护）氨基保护:（6）C=C保护保护（5）炔氢保护：）炔氢保护： 引入保护基是提高化学选择性的方法引入保护基是提高化

25、学选择性的方法（3）保护基的应用）保护基的应用Chapter 17常见常见化合物的保护方法：化合物的保护方法：A A、醇（酚）、醇（酚）: :醇羟基变成醚（或酯）来保护醇羟基变成醚（或酯）来保护, ,酚羟酚羟 基变成苯甲醚来保护基变成苯甲醚来保护。(1)(1)成醚成醚Chapter 17(2)(2)成酯成酯 (3)(3)缩醛化缩醛化 二氢吡喃二氢吡喃四氢吡喃基醚四氢吡喃基醚Chapter 17B B、胺、胺 转化成盐转化成盐 转化成酰胺转化成酰胺 转化成亚胺转化成亚胺Chapter 17C C、醛（酮）：通过缩醛（或酮）来保护、醛（酮）：通过缩醛（或酮）来保护 D D、酸、酸Chapter 1

26、7例例1 1： Chapter 17例例2 2：由由HOCH2CCH合成合成HOCH2CCCOOCH3Chapter 17例例3 3： Chapter 17 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 (4) 基团活化技术的应用基团活化技术的应用Chapter 172 2 2 2 区域选择性控制区域选择性控制区域选择性控制区域选择性控制 区域选择性区域选择性是指在一个反应中试剂作用于底物可是指在一个反应中试剂作用于底物可能有能有两种或多种取向两种或多种取向，生成两种或多种构造（位置），生成两种或多种构造（位置）异构体，但反应产物却以异构体，但反应产物

27、却以一种构造（位置）异构体一种构造（位置）异构体为主的反应为主的反应为区域选择性反应为区域选择性反应。Chapter 17控制区域选择性控制区域选择性选择反应条件选择反应条件 选择试剂选择试剂选择试剂选择试剂动力学、热力学控制动力学、热力学控制动力学、热力学控制动力学、热力学控制导向基团的应用导向基团的应用导向基团的应用导向基团的应用Chapter 17（1）选择反应条件）选择反应条件（2）选择反应试剂）选择反应试剂5%95%98%2%Chapter 17（3 3）动力学、热力学控制）动力学、热力学控制(主要产物主要产物) (主要产物主要产物)Chapter 17(4) 导向基团的应用导向基团

28、的应用 合成路线设计中常用导向基：合成路线设计中常用导向基：NHNH2 2，SOSO3 3H HChapter 17A A、活化导向、活化导向Chapter 17B B、钝化导向、钝化导向Chapter 17C C、位阻导向位阻导向( (封闭特定的位置来向导封闭特定的位置来向导) )Chapter 17Chapter 17Chapter 17例：由氯苯合成例：由氯苯合成2,6-2,6-二硝基苯胺二硝基苯胺Chapter 173 3 3 3 立体选择性控制立体选择性控制立体选择性控制立体选择性控制 同一反应物在相同的条件下与同一反应物在相同的条件下与同一试剂反应同一试剂反应，得到不同，得到不同的

29、立体异构体的产物时，其中一种立体异构体占优势，称为立的立体异构体的产物时，其中一种立体异构体占优势，称为立体选择性，这种反应称为体选择性，这种反应称为立体选择性反应。立体选择性反应。 要使目标化合物具有指定的构型往往是合成工作中最困要使目标化合物具有指定的构型往往是合成工作中最困难的部分，须采取立体选择性反应。难的部分，须采取立体选择性反应。Chapter 17A A、取代：、取代：（1）选择试剂）选择试剂Chapter 17B B、加成反应、加成反应 Chapter 17C C、消除反应、消除反应顺式消除Chapter 17 立体专一性是指立体专一性是指不同立体异构体的底物不同立体异构体的底

30、物，在，在相同条件下相同条件下与同一试剂反应，与同一试剂反应，分别得到不同的立体异构体的产物。这种反分别得到不同的立体异构体的产物。这种反应称为应称为立体专一性反应立体专一性反应。例：例：Chapter 17注意：注意： 立体专一性反应立体专一性反应必然是必然是立体选择性反应立体选择性反应，但立体选，但立体选择性反应不一定立体专一性反应。择性反应不一定立体专一性反应。Chapter 17ee % = R - SR + Sx 100%（2）手性合成）手性合成 反应物分子的一个对称结构单元，用一个试剂转反应物分子的一个对称结构单元，用一个试剂转化成一个不对称的结构单元，产生不等量的对映体化成一个不

31、对称的结构单元，产生不等量的对映体的反应，称为的反应，称为不对称合成，不对称合成，又称为又称为手性合成手性合成。 不对称反应效率表示：不对称反应效率表示： 用产物的对映体过量百分数用产物的对映体过量百分数ee表示表示 。Chapter 17催化加氢催化加氢Chapter 17手性试剂手性试剂(S)-(-)-2,2(S)-(-)-2,2- -双二苯基膦基双二苯基膦基- -1 ,1-1 ,1-联萘联萘(S)-(-)-2,2-BINAPChapter 17J. AM. CHEM. SOC. 2005, 127, 516-517Chapter 17练习：练习：Chapter 17（2）Chapter

32、17（3）Chapter 17有机有机合成设计中考虑的相关因素：合成设计中考虑的相关因素：（1）碳架的建立碳架的建立碳架的建立碳架的建立小结：小结：（2）在分子骨架特定位置上引入所需的官能团在分子骨架特定位置上引入所需的官能团在分子骨架特定位置上引入所需的官能团在分子骨架特定位置上引入所需的官能团（3）选择性控制选择性控制选择性控制选择性控制化学选择性控制化学选择性控制化学选择性控制化学选择性控制区域选择性控制区域选择性控制区域选择性控制区域选择性控制立体选择性控制立体选择性控制立体选择性控制立体选择性控制 Chapter 17 1. 1. 1. 1. 化学选择性控制化学选择性控制化学选择性控

33、制化学选择性控制 2. 2. 区域选择性控制区域选择性控制3.3. 立体选择性控制立体选择性控制立体选择性控制立体选择性控制（1）选择反应条件）选择反应条件（2 2）选择试剂）选择试剂（3）保护基的应用）保护基的应用（4 4）基团活化技术的应用）基团活化技术的应用（1 1）选择反应条件）选择反应条件（2 2）选择反应试剂）选择反应试剂（3 3）动力学、热力学控制）动力学、热力学控制 选择性控制选择性控制选择性控制选择性控制(4) (4) 导向基团的应用导向基团的应用（2 2）手性合成）手性合成（1 1）选择试剂）选择试剂Chapter 174 有机合成路线设计1. 逆合成分析2 . 合成路线的

34、选择3. 典型合成举例Chapter 171 逆合成分析逆合成分析两种分析方法两种分析方法顺合成分析：顺合成分析： 原料原料中间物中间物目标分子目标分子逆合成分析：逆合成分析： 目标分子目标分子中间物中间物原料原料Chapter 171.逆合成分析法中逆合成分析法中常用术语常用术语目标分子（目标分子（TM）：最终要合成的分子；通常用）：最终要合成的分子；通常用TM表示。表示。合成子：在切断时所得出的简单的，并非真实存在的，概念性的合成子：在切断时所得出的简单的，并非真实存在的，概念性的分子碎片或结构单元，通常是个离子；分子碎片或结构单元，通常是个离子；合成等效剂：一种能起合成子作用的试剂。合成

35、子常由于合成等效剂：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；其本身太不稳定而不能直接使用；切断切断（dis）：）： ：一种分析法，这种方法是将分子中的一个键：一种分析法，这种方法是将分子中的一个键切断使目标分子转变成为一种可能的原料；切断使目标分子转变成为一种可能的原料；连接（连接（con） 重排（重排（rearr） 官能团互换：把一个官能团换写成另一个官能团，以使切官能团互换：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；断成为可能的一种方法；Chapter 17合成子合成子合成子合成子等效试剂等效试剂等效试剂等效试剂Chapter 17连接（连

36、接（con）：）：重排（重排（rearr）：）：切断（切断（dis）：）：Chapter 17官能团转化（三种方式）：官能团转化（三种方式）：官能团相互转化（官能团相互转化（FGI）：）：官能团消除（官能团消除（FGR）：）：官能团添加（官能团添加（FGA ）：）：Chapter 172.切断策略切断策略（1）优先在官能团处切割）优先在官能团处切割（2）在杂原子处切割）在杂原子处切割Chapter 17（3）利用分子的对称性切割）利用分子的对称性切割（4）添加辅助官能团后再切割）添加辅助官能团后再切割Chapter 17（5）将目标分子逆推到适当阶段后再切割）将目标分子逆推到适当阶段后再切割（

37、6）在支链多处切割）在支链多处切割Chapter 172 合成路线的选择合成路线的选择1.汇聚式合成法优先汇聚式合成法优先直线式反应直线式反应总效率：汇聚式反应汇聚式反应 总效率：Chapter 172.反应次序合理安排反应次序合理安排多步反应，反应次序安排遵循下列原则：多步反应，反应次序安排遵循下列原则：产率低的尽可能安排在前面（省反应产物，成本低）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前面的反应应有利于后面的反应Chapter 173.反应条件与实验操作反

38、应条件与实验操作反应条件是否易控制：平顶式易控制，尖顶式不易控制平顶式易控制，尖顶式不易控制最佳条件最佳条件最佳条件最佳条件效效率率效效率率4.合成路线的选择合成路线的选择 逆合成分析，有多种切割方法、形成多种路线，选择的路线尽可能满足以上三条Chapter 173 典型合成举例典型合成举例Chapter 17Chapter 17Chapter 17 （4 4）Chapter 17 （5 5）Chapter 17 （6 6）Chapter 17Chapter 17（8 8）Chapter 17Chapter 17例例1010Chapter 17Chapter 17例例11 11 以苯及以苯及C

39、4C4以下的有机物为原料合成以下的有机物为原料合成Chapter 17 逆合成分析逆合成分析 Chapter 17 合成合成 检查检查 从头到尾检查反应条件是否都标出来从头到尾检查反应条件是否都标出来Chapter 17例例12. 12. 以以C C4 4以下的有机物及苯为原料合成以下的有机物及苯为原料合成Chapter 17 逆合成分析逆合成分析 比较比较 方法方法b优于方法优于方法a，活泼亚甲基引入两个烷基，活泼亚甲基引入两个烷基 效率低效率低.Chapter 17合成合成检查检查 从头到尾检查反应条件是否都标出来。从头到尾检查反应条件是否都标出来。Chapter 17例例13.13.苯和

40、苯和C C2 2以下有机物为原料合成以下有机物为原料合成Chapter 17 逆合成分析逆合成分析 Chapter 17 合成合成 Chapter 17Chapter 17例例14.14.设计合成下列化合物设计合成下列化合物Chapter 17 逆合成分析逆合成分析 Chapter 17合成合成Chapter 17例例15.15.试设计化合物试设计化合物的合成路线的合成路线 逆合成分析逆合成分析 Chapter 17合成合成Chapter 17例例16 16 试设计合成下列化合物试设计合成下列化合物Chapter 17 逆合成分析逆合成分析 Chapter 17Chapter 17 合成合成 Chapter 17例例17.17.设计化合物设计化合物的合成路线的合成路线 逆合成分析逆合成分析 Chapter 17Chapter 17合成合成Chapter 17Chapter 17基本要求：基本要求： 1.1.掌握有机合成设计的基本原则。掌握有机合成设计的基本原则。2.2.熟练掌握官能团的转化。熟练掌握官能团的转化。3.3.掌握基本骨架的构成方法。掌握基本骨架的构成方法。4.4.熟悉立体化学控制。熟悉立体化学控制。教学重点：教学重点： 1.1.基本骨架的构成基本骨架的构成 2. 2.官能团的转化官能团的转化教学难点：教学难点： 立体化学控制立体化学控制Chapter 17