與有機(jī)合成相關(guān)的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)介紹課件

1與有機(jī)合成相關(guān)的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)介紹

2有機(jī)合成理論與邏輯：1990年諾獎(jiǎng)近代有機(jī)化學(xué)的發(fā)展新型有機(jī)合成方法學(xué)：2001年及2010年諾獎(jiǎng)3１９９０年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)1967年ＥＪCorey提出具有嚴(yán)格邏輯性的“逆合成分析原理”ＥＪCorey指導(dǎo)編制了第一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的程序——OCSS有機(jī)化學(xué)合成模擬軟件5Childhood1928年7月12日出生在馬薩諸塞州的一個(gè)黎巴嫩基督教移民家庭.當(dāng)他八個(gè)月的時(shí)候，父親就死了，他和他的母親，哥哥，兩個(gè)姐姐，阿姨和叔叔生活在一起就讀于天主教小學(xué)和勞倫斯公共高中6Biography1945年，進(jìn)入麻省理工MIT學(xué)習(xí)1948年獲得學(xué)士學(xué)位1951年獲得博士學(xué)位在伊利諾伊大學(xué)香檳分校擔(dān)任一個(gè)全職教授,1959年，進(jìn)入哈佛大學(xué)擔(dān)任教授被公認(rèn)為伍德沃德概念上的學(xué)術(shù)接班人做為輝瑞的有機(jī)合成顧問長(zhǎng)達(dá)50年7Family1961年，和卡萊爾結(jié)婚有3個(gè)孩子和兩個(gè)孫女.現(xiàn)在和他的妻子居住在麻薩諸塞州。8Hoffmman和EJ

Corey的口水仗

人物：RonaldHoffmman（８１年諾獎(jiǎng)獲得者）和EJ

Corey爭(zhēng)論焦點(diǎn)：前線軌道理論和分子軌道對(duì)稱守恒原理即著名的Woodward-Hoffmann定律的原創(chuàng)者之爭(zhēng)著名量子化學(xué)家RonaldHoffmman同Woodward合作提出分子軌道對(duì)稱守恒原理EJCorey是Woodward的學(xué)生10合成工作涉及大環(huán)結(jié)構(gòu)：主要是一些大環(huán)內(nèi)酯和大環(huán)內(nèi)酰胺類如銀杏內(nèi)酯

雜環(huán)結(jié)構(gòu)：主要是一些生物堿和維生素倍半萜類化合物，多環(huán)異戊二烯類化合物

前列腺素類化合物，白三烯類化合物

12Reagents

Corey-Suggs試劑：PCC(pyridiniumchlorochromate)吡啶和CrO3在鹽酸溶液中的絡(luò)合鹽紅橙色固體制劑廣泛使用的羥基保護(hù)劑：二甲基叔丁基硅烷(TBDMS)三異丙基硅烷(TIPS)甲氧乙氧甲基(MEM）14新型有機(jī)合成方法學(xué)有機(jī)合成化學(xué)的基礎(chǔ)核心是新型、高效有機(jī)合成方法學(xué)的研究和發(fā)展。21世紀(jì)這10年來諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)三次與手性催化有機(jī)合成相關(guān)。2001年WSKnowles，Noyori和Sharpless因在發(fā)展催化不對(duì)稱合成研究方面獲獎(jiǎng)；2005年Chauvin，Grubbs和Schrock因在發(fā)展烯烴復(fù)分解反應(yīng)所作出的貢獻(xiàn)而獲獎(jiǎng)；2010年．Heck，Negishi，Suzuki鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)的獲獎(jiǎng)。152001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

瑞典皇家科學(xué)院2001年10月10日宣布，本年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位科學(xué)家，他們是:

美國(guó)孟山都公司威廉S．諾爾斯日本名古屋大學(xué)野依良治美國(guó)斯克里普斯研究所夏普雷斯16

以表彰他們?cè)诓粚?duì)稱催化反應(yīng)研究領(lǐng)域取得的突出貢獻(xiàn)。不對(duì)稱催化氫化反應(yīng)不對(duì)稱催化反應(yīng)不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)諾爾斯發(fā)現(xiàn)野依良治發(fā)展夏普雷斯發(fā)現(xiàn)并發(fā)展拓展（合成手性物質(zhì)）不對(duì)稱雙羥基化反應(yīng)17Biography威廉·S·諾爾斯美國(guó)有機(jī)化學(xué)家來自美國(guó)密蘇里州圣路易斯。1917年出生(美國(guó)公民)。1942年獲哥侖比亞大學(xué)博士學(xué)位，曾任職于美國(guó)圣路易斯Monsanto公司，有類固醇化學(xué)的背景，曾是伍德沃德的助手，推動(dòng)可的松的商品化，1960年代，他開始從事不對(duì)稱合成的研究。野依良治日本有機(jī)化學(xué)家1938年出生于日本兵庫(kù)縣蘆屋市，1967年獲京都大學(xué)博士學(xué)位。1969到1970年在美國(guó)哈佛大學(xué)留學(xué)，1972年33歲時(shí)成為名古屋大學(xué)教授，并擔(dān)任理學(xué)研究科主任至今。K-巴里-夏普雷斯美國(guó)有機(jī)化學(xué)家來自美國(guó)加利福尼亞Scripps研究學(xué)院。1941年出生于美國(guó)賓西法尼亞州費(fèi)城。1968年獲斯坦福大學(xué)博士學(xué)位。1990年起，任美國(guó)Scripps研究學(xué)院化學(xué)教授。18威廉·S·諾爾斯開創(chuàng)均相不對(duì)稱催化合成手性分子的先河1968年，美國(guó)孟山都公司的威廉·S·諾爾斯用（-）-甲基正丙基苯基膦替代威爾金森催化劑中的三苯基膦，并以此為催化劑催化α-苯基丙烯酸，得到一種對(duì)映體過量（ee值）15%的氫化產(chǎn)物。以這一反應(yīng)為基礎(chǔ)，20世紀(jì)70年代初諾爾斯就在孟山都公司利用不對(duì)稱氫化方法實(shí)現(xiàn)了工業(yè)合成治療帕金森病的L-多巴這一手性藥物。

左旋多巴20Sharpless不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)夏普雷斯則獨(dú)辟蹊徑，開創(chuàng)了催化不對(duì)稱氧化反應(yīng)的研究。早在20世紀(jì)70年代，利用四異丙氧基鈦和酒石酸二乙酯反應(yīng)形成的絡(luò)合物為催化劑，氧化試劑為過氧叔丁醇。實(shí)現(xiàn)了烯烴的不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)，這是不對(duì)稱合成研究領(lǐng)域的又一個(gè)里程碑。環(huán)氧化產(chǎn)物的立體化學(xué)是由反應(yīng)中使用的手性酒石酸酯的非對(duì)映體（通常為酒石酸二乙酯或者酒石酸二異丙酯)決定的。21

夏普雷斯又把不對(duì)稱氧化反應(yīng)拓展到不對(duì)稱雙羥基化反應(yīng)。Sharpless不對(duì)稱雙羥基化反應(yīng)目前，不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)和雙羥基化反應(yīng)己成為世界上應(yīng)用最為廣泛的化學(xué)反應(yīng)。近年來，夏普雷斯還發(fā)現(xiàn)了不對(duì)稱催化氧化反應(yīng)中的手性放大及非線性效應(yīng)等新概念，在理論和實(shí)際上都具有重要意義。RL

=體積最大的取代基；RM

=體積中等的取代基；RS

=體積最小的取代基23學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)他們?cè)凇扳Z催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)”研究領(lǐng)域作出了杰出貢獻(xiàn)，其研究成果使人類能有效合成復(fù)雜有機(jī)物。為制造復(fù)雜的有機(jī)材料，需要通過化學(xué)反應(yīng)將碳原子集合在一起，但碳原子非常穩(wěn)定，不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，采用鈀催化解決該問題的一個(gè)思路是使碳活化。目前“鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)”技術(shù)已在全球的科研、醫(yī)藥生產(chǎn)和電子工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。以在此領(lǐng)域有卓越貢獻(xiàn)的科學(xué)家名字命名的有機(jī)反應(yīng)很多。比如Heck反應(yīng)、Negishi反應(yīng)、Suzuki反應(yīng)、Stille反應(yīng)、Kumada反應(yīng)、Sonogashira反應(yīng)、Hiyama反應(yīng)24RichardF.Heck

(理查德·赫克)美國(guó)人，1931年出生于美國(guó)的斯普林菲爾德(Springfield)(81歲)1952年,1954年在美國(guó)加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校獲得學(xué)士和博士學(xué)位隨后，進(jìn)入瑞士蘇黎世聯(lián)邦工學(xué)院作博士后1971年進(jìn)入美國(guó)特拉華大學(xué)(Univ.ofDelaware)工作，于1989年退休?，F(xiàn)為特拉華大學(xué)名譽(yù)教授26AkiraSuzuki

(鈴木章)日本人，1930年出生于日本北海道鵡川町(82歲)1959年在北海道大學(xué)獲得博士學(xué)位1961年留校工作曾在美國(guó)普渡大學(xué)作博士生，在Brown的實(shí)驗(yàn)室做博士后研究有機(jī)有機(jī)硼試劑成果卓著1973年任北海道大學(xué)工學(xué)系教授現(xiàn)在是北海道大學(xué)名譽(yù)教授2728Heck反應(yīng)鈀催化鹵代芳烴、鹵代烯烴或其類似物與乙烯基化合物的交叉偶聯(lián)反應(yīng)稱為Heck反應(yīng)。30

應(yīng)用Heck反應(yīng)合成具有藥物活性的分子Rudolph,S.etal.J.Am.Chem.Soc.

2007,129,6100.抗炎藥萘普生，抗癌藥物紫杉醇，哮喘藥孟魯司特，抗癌藥埃博霉素A（ArchazolidA)，31Heck反應(yīng)研究的發(fā)展1975年，日本化學(xué)家Sonogashira使用亞銅鹽以改進(jìn)反應(yīng)產(chǎn)率，發(fā)現(xiàn)Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)在生物醫(yī)學(xué)上，將熒光染料與DNA堿基偶聯(lián)時(shí)用到的正是Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)。這對(duì)自動(dòng)DNA測(cè)序和闡明人類基因組起到了重要的作用。32Negishi反應(yīng)Negishi反應(yīng)就是有機(jī)鋅、鋯、鋁等化合物在零價(jià)鈀催化下的芳基化、烯基化反應(yīng)。Negishi,E.I.;King,A.O.;Okukado,N.J.Org.Chem.

1977,42,1821.33應(yīng)用實(shí)例實(shí)例一：利用Negishi反應(yīng)進(jìn)行核苷堿基修飾Chacko,A.-M.;Qu,W.C.;Kung,H.F.J.Org.Chem.2008,73,4874.5-氟烷基嘧啶核苷具有生物活性和藥物活性34利用Negishi反應(yīng)合成天然產(chǎn)物那基稀酮A也是一種海洋天然產(chǎn)物，具有很好的藥物活性，采用Negishi反應(yīng)可以高產(chǎn)率的得到該化合物的中間體。35利用Negishi反應(yīng)合成杯芳烴Negishi反應(yīng)可用于杯芳烴的合成中。如采用溴代杯芳烴在原位產(chǎn)生的有機(jī)鋅試劑跟碘代芳烴反應(yīng)，可以得到較高產(chǎn)率的杯芳烴衍生物。Larsen,M.;J?rgensen,M.J.Org.Chem.1997,62,4171.36Negishi反應(yīng)的發(fā)展

Buchwald,S.L.etal.J.Am.Chem.Soc.2004,126,13028.如果有機(jī)鋅試劑上面含有較大位阻的取代基，通常反應(yīng)條件比較苛刻，產(chǎn)率較低，Buchwald等人用發(fā)現(xiàn)了一種含膦配體2，可以使帶有較大位阻基團(tuán)的底物在較溫和的條件下反應(yīng)。采用鐵催化的Negishi偶聯(lián)反應(yīng)，也取得了較好的效果。37Suzuki反應(yīng)1981年，Suzuki和Miyaura將苯硼酸與芳基溴代物反應(yīng)生成了C-C交叉偶聯(lián)反應(yīng)。芳基硼酸與金屬有機(jī)化合物相比，對(duì)熱、空氣、水不敏感，具有廉價(jià)、低毒等優(yōu)點(diǎn)，醛酮、酯、羥基等官能團(tuán)均不受影響。Miyaura,N.;Yang,T.;Suzuki,A.Synth.Commun.

1981,11,513.38Suzuki反應(yīng)鈀催化有機(jī)硼試劑參與的C-C交叉偶聯(lián)反應(yīng)稱為Suzuki反應(yīng)。39應(yīng)用實(shí)例實(shí)例一：氯代芳烴的Suzuki反應(yīng)Glorius,F.etal.Angew.Chem.,Int.Ed.

2003,42,3690.40應(yīng)用Suzuki反應(yīng)合成維生素D3Sato,F.etal.Org,Lett