药物合成原理及第一章精品文档优质PPT.ppt

1、如如Nicolaou等合成大师不断地创等合成大师不断地创造新法合成出一个又一个复杂的天造新法合成出一个又一个复杂的天然产物；然产物；组合化学组合化学（Combinatorial Chemistry）应运而生；离子液体应运而生；离子液体（Ionic Liquids）在有机合成中的新在有机合成中的新近应用和发展；近应用和发展；Schreiber近期提出的近期提出的“纵向合纵向合成分析成分析”（Forward Synthetic Analysis）新概念，大大地补充了新概念，大大地补充了Corey上世纪提出的上世纪提出的“逆合成分析法逆合成分析法”（Retrosynthesis Analysis）的

2、不的不足，进一步促进了药物合成与发展。足，进一步促进了药物合成与发展。化学是中心科学化学是中心科学，与信息、生命、，与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核材料、环境、能源、地球、空间和核科学等八大朝阳科学（科学等八大朝阳科学（Sun-rise sciences）都有紧密的联系，产生了）都有紧密的联系，产生了许多交叉学科。但化学家很谦虚，放许多交叉学科。但化学家很谦虚，放弃交叉学科的冠名权，在社会上造成弃交叉学科的冠名权，在社会上造成化学被肢解的错误印象。化学被肢解的错误印象。Nature在在2001年发表社论说：年发表社论说：“化学的形象被其交叉学科的成功所化学的形象被其交叉学科的成功

3、所埋没埋没”。科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上，中，下游。数学，物理学是上游，化学度分为上，中，下游。数学，物理学是上游，化学是中游，生命、材料、环境等朝阳科学是下游。上是中游，生命、材料、环境等朝阳科学是下游。上游科学研究的对象比较简单，但研究的深度很深。游科学研究的对象比较简单，但研究的深度很深。下游科学的研究对象比较复杂，除了用本门科学的下游科学的研究对象比较复杂，除了用本门科学的下游科学的研究对象比较复杂，除了用本门科学的下游科学的研究对象比较复杂，除了用本门

4、科学的方法以外，如果借用上游科学的理论和方法，往往方法以外，如果借用上游科学的理论和方法，往往方法以外，如果借用上游科学的理论和方法，往往方法以外，如果借用上游科学的理论和方法，往往可收事半功倍之效。化学是中心科学，是上游和下可收事半功倍之效。化学是中心科学，是上游和下游的必经之地，永远不会像有些人估计的那样，将游的必经之地，永远不会像有些人估计的那样，将游的必经之地，永远不会像有些人估计的那样，将游的必经之地，永远不会像有些人估计的那样，将要在物理学与生物学的夹缝中逐渐消亡。要在物理学与生物学的夹缝中逐渐消亡。中心科学还有另一层含义，因为化学与八大朝中心科学还有另一层含义，因为化学与八大朝中

5、心科学还有另一层含义，因为化学与八大朝中心科学还有另一层含义，因为化学与八大朝阳科学都产生交叉学科。这也说明中心科学的重要阳科学都产生交叉学科。这也说明中心科学的重要性。性。化学家非常谦虚，在交叉学科中放弃冠名权。例如例如“生物化学生物化学”被称为被称为“分子生物学分子生物学”，“生生物大分子的结构化学物大分子的结构化学”被称为被称为“结构生物学结构生物学”，“生物大分子的物理化学生物大分子的物理化学”被称为被称为“生物物理学生物物理学”，“固体化学固体化学”被称为被称为“凝聚态物理学凝聚态物理学”，溶，溶液理论、胶体化学被称为液理论、胶体化学被称为“软物质物理学软物质物理学”，量，量子化学被

6、称为子化学被称为“原子分子物理学原子分子物理学”等。又如人类等。又如人类基因计划的主要内容实际上是基因测序的分析化基因计划的主要内容实际上是基因测序的分析化学和凝胶色层等分离化学，但社会上只知道基因学和凝胶色层等分离化学，但社会上只知道基因学，看不到化学家在其中有什么作用。学，看不到化学家在其中有什么作用。再如分子芯片、分子马达、分子再如分子芯片、分子马达、分子导线、分子计算机等都是化学家开导线、分子计算机等都是化学家开始研究的，但开创这方面研究的化始研究的，但开创这方面研究的化学家却不提出学家却不提出“化学器件学化学器件学”这一这一新名词，而微电子学专家马上看出新名词，而微电子学专家马上看出

7、这些研究的发展远景，并称之为分这些研究的发展远景，并称之为分子电子学。内行人知道分子生物学子电子学。内行人知道分子生物学正是生物化学的发展。在这个交叉正是生物化学的发展。在这个交叉领域里化学家与生物学家共同作战，领域里化学家与生物学家共同作战，把科学推向前进。把科学推向前进。报刊上常说报刊上常说20世纪有六大技术：世纪有六大技术：（1）无线电、半导体、计算机和网）无线电、半导体、计算机和网络等信息技术，（络等信息技术，（2）基因重组、克）基因重组、克隆和生物芯片等生物技术，（隆和生物芯片等生物技术，（3）核）核科学和核武器技术，（科学和核武器技术，（4）航空航天）航空航天技术和导弹，（技术和导

8、弹，（5）激光技术，）激光技术，（6）纳米技术。但却很少有人提到）纳米技术。但却很少有人提到包括新药物、新材料、高分子和化包括新药物、新材料、高分子和化肥的肥的化学合成技术。化学合成技术。上述六大技术如果缺少一二个，人上述六大技术如果缺少一二个，人类照样生存，但如没有合成氨和尿素的类照样生存，但如没有合成氨和尿素的技术，世界技术，世界60亿人口有一半要饿死。没亿人口有一半要饿死。没有合成抗生素和新药物，人类平均寿命有合成抗生素和新药物，人类平均寿命要缩短要缩短25年。没有合成纤维、合成橡胶、年。没有合成纤维、合成橡胶、合成塑料，人类生活要受到很大影响。合成塑料，人类生活要受到很大影响。没有合成

9、大量新分子新材料，上述六大没有合成大量新分子新材料，上述六大技术根本无法实现。技术根本无法实现。我们应该理直气壮地大力宣传我们应该理直气壮地大力宣传20世纪世纪有七大技术，有七大技术，第一是化学合成技术第一是化学合成技术。现代有机药物合成化学现代有机药物合成化学（有有机合成化学机合成化学）在生命科学中占据在生命科学中占据极其重要的地位，它的发展将没极其重要的地位，它的发展将没有终点，并将永远不会有终点。有终点，并将永远不会有终点。药物合成化学家所面临的任药物合成化学家所面临的任务是层出不穷的，要承担所面临务是层出不穷的，要承担所面临的重任，的重任，必须：必须：*有深厚的有机合成理论基础有深厚的

10、有机合成理论基础;熟悉并掌握药物合成原理熟悉并掌握药物合成原理;*不断汲取新知识、新信息；不断汲取新知识、新信息；*敢于并善于动手作大量实验，敢于并善于动手作大量实验，积累合成方法与经验积累合成方法与经验;*发现、思考、解决新问题，发现、思考、解决新问题，不断进取。不断进取。德国著名化学家德国著名化学家 Prof.Dr.Dr.h.c.Wolfgang Pfleiderer一、有机药物合成的理论基础一、有机药物合成的理论基础 理论基础包括：理论基础包括：结构理论结构理论和和有机反应有机反应原理原理。结构理论结构理论是基础的基础，因有机分子是基础的基础，因有机分子的结构是体现分子性能的基础，分子性

11、的结构是体现分子性能的基础，分子性能是由其电学效应与立体效应等所决定能是由其电学效应与立体效应等所决定的，这些效应又成为分析、选择、决定的，这些效应又成为分析、选择、决定反应类型的出发点，也是发生或促进反反应类型的出发点，也是发生或促进反应过程的源动力。应过程的源动力。有机反应原理有机反应原理说到底就是化学键的活说到底就是化学键的活化与切断、重建与偶联。化与切断、重建与偶联。有机药物合成化学有机药物合成化学是一门实验是一门实验科学，它所包涵的基夲反应原理科学，它所包涵的基夲反应原理和知识应有以下三个内容：和知识应有以下三个内容：-有机药物分子结构有机药物分子结构；-动态学动态学；-合成反应与方

12、法合成反应与方法。1、药物分子结构药物分子结构仍是基本知识，它使化仍是基本知识，它使化学反应及其机理与分子的微观结构、理学反应及其机理与分子的微观结构、理论相结合，为反应机理提出与化学反应论相结合，为反应机理提出与化学反应的实现提供了依据与保证，所以，在进的实现提供了依据与保证，所以，在进行药物合成时，对目标药物分子的结构行药物合成时，对目标药物分子的结构分析，成为我们提出合成路线、方法、分析，成为我们提出合成路线、方法、策略设计的基础，在这些过程中，结构策略设计的基础，在这些过程中，结构理论和知识的运用是必然的。理论和知识的运用是必然的。2、有机药物化学的、有机药物化学的动态学动态学是包括化

13、学反是包括化学反应时的结构动态变化，能量变化，反应应时的结构动态变化，能量变化，反应速度以及反应的完全程度速度以及反应的完全程度（深广度深广度）等，等，涉及到物理化学理论和知识，又涉及到涉及到物理化学理论和知识，又涉及到有机反应中的规律，综合运用到化学热有机反应中的规律，综合运用到化学热力学、化学动力学、立体化学、催化理力学、化学动力学、立体化学、催化理论和结构化学等方面的基本理论，这是论和结构化学等方面的基本理论，这是一个综合知识的应用过程，可达到实践一个综合知识的应用过程，可达到实践经验进一步提高，使理论更具有指导性。经验进一步提高，使理论更具有指导性。3、药物合成方法药物合成方法是实验结果规律和理论是实验结果规律和理论的总结，有机药物合成方法发展，即不的总结，有机药物合成方法发展，即不断有新方法的诞生，成为有机合成方面断有新方法的诞生，成为有机合成方面的最活跃的领域，有机合成设计己构成的最活跃的领域，有机合成设计己构成一门新的分支