二一 有機(jī)合成

第二十一章有機(jī)合成Organicsynthesis有機(jī)化學(xué)§一、重要性和基本要求

由結(jié)構(gòu)簡單的基本有機(jī)原料結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的目標(biāo)化物重要天然化合物的結(jié)構(gòu)確認(rèn)；有機(jī)合成是一切有機(jī)研究的基礎(chǔ)—合成樣品，才有可能進(jìn)行各種研究；構(gòu)效關(guān)系理論有機(jī)

往往合成一類新化合物，便開辟了一個新的研究領(lǐng)域：冠醚的合成

冠醚化學(xué)：穴狀、籠狀、套環(huán)、配位化合物，生物、藥物中的受體理論巴基球的合成

巴基球化學(xué)：碳納米管，碳納球……

C60，C70……新藥開發(fā)：

平均6000個新化合物，才能篩選出一種新藥。

“化學(xué)創(chuàng)造自己的研究對象”

復(fù)雜天然化合物的總合成代表了有機(jī)合成的最高水平多位諾貝爾獎獲得者都是復(fù)雜天然化合物總合成的大師:如：

Woodward.R.B(1965):VitaminB12－VB12(1973)

Erythonolide(紅霉素A)(1981)Corey.E.J.(1990):PGF2α;PGE2……Nicolaou.K.C:Taxol(紫杉醇)(1994).Brevetoxinl個別、單一的反應(yīng)——組合起來用于合成某一目標(biāo)化合物.

學(xué)用

許多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然化合物已相繼被合成，像海葵毒素(含68個手性中心)都能立體選擇性合成。(1994.Y.Kishi)，為有機(jī)化學(xué)工業(yè)，制藥工業(yè)提供各種性能和用途的新產(chǎn)品。設(shè)計合理的合成路線：例：顛茄酮的合成.

好的合成路線的要求：1、步驟少

（多則總產(chǎn)率低、時間、原材料消耗多）；2、產(chǎn)率高（副反應(yīng)少，分離簡便）；3、原料便宜易得

；4、反應(yīng)條件、設(shè)備易于實(shí)現(xiàn)；5*符合綠色化學(xué)要求：原子經(jīng)濟(jì)性，無毒或少毒，污染盡可能少?！於?、合成設(shè)計中幾個彼此相關(guān)的因素

碳骨架合成指定結(jié)構(gòu)

功能團(tuán)種類和位置

的化合物

分子構(gòu)型一、合成合適的碳骨架：

碳鏈增長—最主要（由小分子大分子）；碳鏈縮短—有時也用到（如大的化合物天然或合成易得）；成環(huán)—對環(huán)狀化合物是關(guān)鍵；（重排）1、碳鏈的增長：(現(xiàn)有的反應(yīng)從機(jī)理上分三類)

自由基反應(yīng)：

太活潑，難于定向控制—合成應(yīng)用少

離子反應(yīng)：

電子受體電子給體（親電）（親核）

協(xié)同反應(yīng)：

環(huán)加成的重要方法。用于形成新的C－C鍵的反應(yīng)：（1）、親核取代：

電子給體（親核試劑）：碳負(fù)離子或潛在的碳負(fù)離子都是金屬化合物（由鹵代烴，端炔制備）如：

格氏試劑RMgBr烷基鋰RLi烷基銅鋰R2CuLi金屬炔化物RC三C-

+MgX（+Na）吸電子基α－位上的H在堿存在下轉(zhuǎn)變成烯醇鹽電子給體：

為了保證烯醇鹽有足夠的濃度，必須根據(jù)α－H活性大小，選擇合適的堿。生成新的C－C鍵的反應(yīng)：（1）、親核取代：（2）、負(fù)碳離子對羰基的親核加成芳環(huán)上的親電取代：2、碳鏈的縮短（1）、脫羧（2）、鹵仿反應(yīng)：（3）、烯的氧化：（4）、酮的氧化：3、成環(huán)：（1）、三（四）元環(huán)：3員：4員：五員：六員：4、重排反應(yīng)：（1）、Pinacol重排：（2）、Beckmann重排：二、在分子特定位置上引入所需的官能團(tuán)最理想的情況是骨架改變的同時在指定位置引入官能團(tuán)，但仍常需要引入、消去或轉(zhuǎn)變官能團(tuán)。

（ComprehensiveOrganicTransformations）1、官能團(tuán)的轉(zhuǎn)換：氧化程度相同的官能團(tuán)可以通過取代相互轉(zhuǎn)化：氧化程度不同的可以通過氧化－還原相互轉(zhuǎn)化：2、官能團(tuán)的引入與消除：引入：消除：三、立體化學(xué)控制：

我們已學(xué)過的立體選擇性反應(yīng)：1、重排2.取代：3、加成反應(yīng)：烯烴＋鹵素：4、消除反應(yīng)：4、手性合成：（1）、催化氫化：（2）、催化環(huán)氧化：§三、設(shè)計合成路線的方法（原料目標(biāo)化合物（簡單化合物，較直觀）

目標(biāo)化合物原料:逆合成法（retrosynthesis）a優(yōu)于b

逆合成導(dǎo)出的合成路線不止一種，應(yīng)認(rèn)真分析比較，選出最合理的路線。

同一化合物可在不同的地方斷開，有合理與不合理之分，同樣合理也有優(yōu)劣之差：如：b合理，a不合理b優(yōu)于a有消