有机合成化学及实验绪论PPT推荐.ppt

1、以丰富的天然资源如煤、石油、动：以丰富的天然资源如煤、石油、动植物等为原料，加工成有机产品。植物等为原料，加工成有机产品。特点是特点是：产量大，质量要求低，加工相对：产量大，质量要求低，加工相对粗糙，粗糙，工艺简单。工艺简单。应用：合成农药、医药、染料、香料、合成农药、医药、染料、香料、材料等。材料等。0.2 有机合成化学及实验基本知识有机合成化学及实验基本知识0.2.1 基础技术基础技术（1）以有机化学的）以有机化学的C，H，O，N和卤素基本元素为和卤素基本元素为主，发展到周期表中的多种元素，可进行多种类型主，发展到周期表中的多种元素，可进行多种类型的反应。的反应。（2）以羰基反应为中心。）

2、以羰基反应为中心。（3）碳骼的建立和碳与官能团的结合。）碳骼的建立和碳与官能团的结合。（4）氧化态。）氧化态。（5）反应的类型。）反应的类型。骨架和官能团都无变化。例如，第尔斯骨架和官能团都无变化。例如，第尔斯-阿尔德反应：阿尔德反应：骨架不变而官能团变化。例如，呋喃与氨在高温下反应得骨架不变而官能团变化。例如，呋喃与氨在高温下反应得吡咯：吡咯：骨架变化，官能团无变化。例如，骨架变化，官能团无变化。例如，,-不饱和酮与硫叶立不饱和酮与硫叶立 德反应生成环丙烷：德反应生成环丙烷：骨架和官能团都变化。例如，由骨架和官能团都变化。例如，由1,3-环己酮合成长链脂肪二环己酮合成长链脂肪二 元酸，元酸，

3、4-甲基壬二酸：甲基壬二酸：0.2.2 实验技术实验技术实验室安全与记录。实验室安全与记录。常用仪器、装置及合成操作。反应产物的分离、纯化和波谱分析。空气敏感化合物的操作。常用有机溶剂、试剂和气体的纯化。合成反应的评价标准：（1）高的反应产率）高的反应产率（2）温和的反应条件）温和的反应条件（3）优异的反应选择性，包括化学选择性、区域选择性和）优异的反应选择性，包括化学选择性、区域选择性和立体选择性等立体选择性等（4）易于获得的反应起始原料）易于获得的反应起始原料（5）化学计量反应向催化循环反应发展）化学计量反应向催化循环反应发展（6）对环境污染尽量少）对环境污染尽量少0.2.3 基本方法基本

4、方法1.化学选择性化学选择性 化学选择性反应是：试剂对不同官能团的选择性反应。因化学选择性反应是：因为不同的官能团有不同的活性，若反应中所使用的某种试为不同的官能团有不同的活性，若反应中所使用的某种试剂对一个有多种官能团的分子起反应时，只对其中某个官剂对一个有多种官能团的分子起反应时，只对其中某个官能团作用，这种特定的选择性就是化学选择性。化学选择能团作用，这种特定的选择性就是化学选择性。化学选择性反应包括还原和氧化两种。性反应包括还原和氧化两种。例如在双键存在下，三丙基铝还原羰基的反应例如在双键存在下，三丙基铝还原羰基的反应：用用NaBH4还原戊烯酮，在加入还原戊烯酮，在加入CeCl3后，选

5、择性还原羰基而后，选择性还原羰基而不还原烯键：不还原烯键：2.区域选择性区域选择性 区域选择性是指试剂对于一个反应体系的不同部位的进攻区域选择性是指试剂对于一个反应体系的不同部位的进攻，也可以是对两个处于不同位置的完全相同官能团的选，也可以是对两个处于不同位置的完全相同官能团的选择性进攻。区域选择包括环氧化合物的开环，烯烃的氧择性进攻。区域选择包括环氧化合物的开环，烯烃的氧化，环加成，导向基、保护基、活化基的选择等。化，环加成，导向基、保护基、活化基的选择等。3.立体选择性立体选择性 凡在一个反应中，一个立体异构体的产生超过（一般是大凡在一个反应中，一个立体异构体的产生超过（一般是大大超过）另

6、外其他可能的立体的反应。大超过）另外其他可能的立体的反应。分为：顺反异构顺反异构的选择和的选择和对映对映选择及选择及非对映非对映选择等。选择等。0.2.4 有机合成路线设计方法有机合成路线设计方法1.利用原料和中间体等合成利用原料和中间体等合成天然产物天然产物:石油、煤、天然气、松脂等；中间体：化工中间体；天然产物活性成分。-蒎烯是我国松节油中的主要成分，利用它作原料进行一些蒎烯是我国松节油中的主要成分，利用它作原料进行一些化学转化，可以合成芳樟醇、高质量龙脑、光学活性樟脑、化学转化，可以合成芳樟醇、高质量龙脑、光学活性樟脑、二氢月桂烯醇、新檀香等系列产品，产生良好的经济效益。二氢月桂烯醇、新

7、檀香等系列产品，产生良好的经济效益。松节油合成农药增效剂单萜烯基酰亚胺反应如下：龙涎酮（具有强烈的龙涎香和木香的香气）合成如下：2.利用新反应合成利用新反应合成 Wittig反应发现后，迅速成为合成碳反应发现后，迅速成为合成碳-碳双键的重要方法，碳双键的重要方法，在天然产物维生素在天然产物维生素A、前列腺素、昆虫信息素、白三烯等、前列腺素、昆虫信息素、白三烯等精细化学品的合成中得到了广泛应用，并已由磷元素发展精细化学品的合成中得到了广泛应用，并已由磷元素发展到了硫、硒、碲元素等。到了硫、硒、碲元素等。蚊子产卵地的信息素合成：黄耀曾等发现砷叶立德合成共轭的醛、酮、黄耀曾等发现砷叶立德合成共轭的醛

8、、酮、酰胺时条件温和、产率好，于是进而合成酰胺时条件温和、产率好，于是进而合成了一些烯型的天然产物，如：吡啶甲醛了一些烯型的天然产物，如：吡啶甲醛3.特定目标分子的合成特定目标分子的合成 在反合成中目标分子可以拆成哪些部分使合成能在反合成中目标分子可以拆成哪些部分使合成能有效地、简化地进行。此时，应考虑根据目标分有效地、简化地进行。此时，应考虑根据目标分子的结构，可分成主体结构部分和反合成中要变子的结构，可分成主体结构部分和反合成中要变化的部分。并由此找到目标起始物化的部分。并由此找到目标起始物原料。如：原料。FGI：官能团互换；：con：闭环：闭环4.有机合成设计的三步有机合成设计的三步 第

9、一步是对这个分子的结构特征和已知的第一步是对这个分子的结构特征和已知的理化性质进行收集和考察。理化性质进行收集和考察。由此可简化合由此可简化合成问题或者避免不必要的弯路。如角鲨烯成问题或者避免不必要的弯路。如角鲨烯是是30个碳的三萜分子的一个中心对称的化个碳的三萜分子的一个中心对称的化合物：合物：第二步是以上述分析为基础，进而一步一第二步是以上述分析为基础，进而一步一步倒推出合成此目标分子的各种路线和可步倒推出合成此目标分子的各种路线和可能的易得起始原料，既反合成。能的易得起始原料，既反合成。合成中间合成中间使用各种各样的反应来形成分子骨架，改使用各种各样的反应来形成分子骨架，改变分子骨架上的

10、官能团，从而最终获得目变分子骨架上的官能团，从而最终获得目标分子。标分子。第三步是从合成方向上进行审查第三步是从合成方向上进行审查，对合成，对合成树剪裁、取舍，留下最佳路线。树剪裁、取舍，留下最佳路线。三萜三萜0.3有机合成化学的产生和发展有机合成化学的产生和发展 0.3.1 初创期（初创期（19世纪和世纪和20世纪前半叶）世纪前半叶）1856年年Hofmann的助手，的助手，18岁的青年学生岁的青年学生Perkin在英国皇家在英国皇家化学学会试图按照无机反应的方法，用铬酸盐氧化从煤焦油中化学学会试图按照无机反应的方法，用铬酸盐氧化从煤焦油中提取的烯丙基对甲苯胺合成抗疟疾药物奎宁：提取的烯丙基

11、对甲苯胺合成抗疟疾药物奎宁：他没有成功，却意外地得到了色泽能与天然染料茜红和靛蓝媲他没有成功，却意外地得到了色泽能与天然染料茜红和靛蓝媲美的苯胺紫。为从煤焦油制染料的工业创造了一个良好的开端。美的苯胺紫。今天我们有了关于结构的知识，知道烯丙基对甲苯胺与奎宁结今天我们有了关于结构的知识，知道烯丙基对甲苯胺与奎宁结构之间存在巨大差别，因此当年构之间存在巨大差别，因此当年Perkin的实验当然不会成功。的实验当然不会成功。Williams以氢氧化钾作用于不纯的以氢氧化钾作用于不纯的N-乙酰喹啉盐，合成了第一个乙酰喹啉盐，合成了第一个 菁染料。菁染料。1863年，年，Hofmann在柏林大学建立了规模

12、较大有机化学实验室，在柏林大学建立了规模较大有机化学实验室，进行了染料、香料、医药合成研究。研究成果的应用给德国带来进行了染料、香料、医药合成研究。研究成果的应用给德国带来了巨大的利益。了巨大的利益。1871年，德国煤化学工业技术占世界首位。年，德国煤化学工业技术占世界首位。1873年，德国染料工业产量、质量都超过了盛极一时的英国。年，德国染料工业产量、质量都超过了盛极一时的英国。带动了纺织工业（合成纤维）、制药工业（阿司匹林）、油漆工带动了纺织工业（合成纤维）、制药工业（阿司匹林）、油漆工业和合成橡胶工业的发展，形成了几十亿马克的煤化学工业。业和合成橡胶工业的发展，形成了几十亿马克的煤化学工业。到了到了20世纪上半叶，由于现代有机结构理论的初步确立和大世纪上半叶，由于现代有机结构理论的初步确立和大批有机反应的发现，逐渐建立了通过有机化学反应的规律来批有机反应的发现，逐渐建立了通过有机化学反应的规律来进行有机合成的研究。大部分有机人名反应便是在这个时期进行有机合成的研究。大部分有机人名反应便是在这个时期出现的，有机合成工作开始了缓慢的进步。这个时期最有名出现的，有机合成工作开始了缓慢的进步。这个时期最有名的合成例子有血红素、颠茄酮、马萘雌酮。前两个化合物的的合成例子有血红素、颠茄酮、马萘雌酮。前两个化合物的合成者是诺贝尔化学奖的