農(nóng)藥化學(xué)合成基礎(chǔ)

農(nóng)藥化學(xué)合成基礎(chǔ)一、有機(jī)化合物官能團(tuán)轉(zhuǎn)換通過醇羥基轉(zhuǎn)換制取鹵代物，是比較經(jīng)典的方法。農(nóng)藥化學(xué)合成常用的鹵化劑有三鹵化磷、五鹵化磷和鹵化亞砜等，醇和酸、酸酐或酰鹵反應(yīng)是制取酯的重要方法，有時此反應(yīng)用來保護(hù)羧基。醇之間、醇與鹵化物之間的縮合反應(yīng)常用于制備醚，此也是羥基的常用保護(hù)方法之一。

在農(nóng)藥化學(xué)合成中，很多目標(biāo)分子的合成是通過原料或中間體的官能團(tuán)之間的轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)的，因此有機(jī)化合物官能團(tuán)轉(zhuǎn)換是農(nóng)藥化學(xué)合成的重要工具之一。1、羥基的轉(zhuǎn)換2021/4/272農(nóng)藥合成中有關(guān)醇、酚的常見官能團(tuán)轉(zhuǎn)換反應(yīng)2021/4/2732、氨基的轉(zhuǎn)換氨基是一個堿性基團(tuán)，也是一個對氧化劑較敏感基團(tuán)，作為親核試劑可與鹵代烴、酰鹵、酸酐等作用。在較低溫度下伯芳胺與亞硝酸在酸性條件下生成重氮鹽的反應(yīng)，在農(nóng)藥化學(xué)合成上具有重要意義。2021/4/2742021/4/2753、含鹵化合物的轉(zhuǎn)換在鹵代烷分子中，鹵素作為一個較好離去基團(tuán)，可與H2O、NH3、OH-、RO-、I-、SH-、CN-、SCN-、NO2等親核試劑發(fā)生親核取代反應(yīng)，完成很多轉(zhuǎn)換。通過鹵代烷與金屬反應(yīng)，可以制得農(nóng)藥化學(xué)合成中重要的有機(jī)金屬試劑。因此，含鹵化合物的官能團(tuán)轉(zhuǎn)換在農(nóng)藥合成中具有一定的應(yīng)用價值。2021/4/2762021/4/2774、醛和酮的轉(zhuǎn)換醛和酮的共同特征是含有活性官能團(tuán)羰基，在農(nóng)藥化學(xué)合成中，利用羰基的活性和其α-位的反應(yīng)性，可以實(shí)現(xiàn)多種合成目的。2021/4/2782021/4/2795、羧酸及其衍生物的轉(zhuǎn)換羧酸及其衍生物是農(nóng)藥化學(xué)合成的重要原料和中間體，通過它們可以實(shí)現(xiàn)很多官能團(tuán)的轉(zhuǎn)換和目標(biāo)物的合成。2021/4/27102021/4/2711二、農(nóng)藥分子中雜環(huán)骨架的形成自20世紀(jì)90年代以來，農(nóng)藥的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入以雜環(huán)化合物為主的時代，雜環(huán)化合物在新農(nóng)藥研發(fā)中的起著重要的作用。近年來開發(fā)的農(nóng)藥新品種，很大比例屬于雜環(huán)化合物。2021/4/27121、呋喃呋喃環(huán)在農(nóng)藥分子中經(jīng)常以苯并呋喃或呋喃酮等形式出現(xiàn)。2021/4/2713逆合成分析Paal-Knorr合成法Feist-Benarry合成法2021/4/27142、噻吩2021/4/27152021/4/27163、吡咯2021/4/2717逆合成分析2021/4/27184、噻唑噻唑結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥占有比較重要地位，經(jīng)常以噻唑或苯并噻唑形式出現(xiàn)。例如第二代煙堿類殺蟲劑代表噻蟲嗪，以及殺菌劑噻菌靈和苯噻硫氰等。2021/4/27192021/4/27205、咪唑咪唑結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥在殺菌劑中占有很重要地位，經(jīng)常以咪唑或苯并咪唑形式出現(xiàn)。例如抑菌唑、多菌靈、腈菌唑等。以咪唑環(huán)形式出現(xiàn)時，咪唑環(huán)的引入往往是以咪唑?yàn)樵?，通過相關(guān)化學(xué)反應(yīng)制得咪唑類殺菌劑。2021/4/2721逆合成分析2021/4/27226、吡啶吡啶在農(nóng)藥化學(xué)合成中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在殺菌劑中。如殺菌劑中吡啶類殺菌劑已經(jīng)形成一個系列類別。2021/4/27232021/4/27242021/4/27257、嗎啉嗎啉在農(nóng)藥化學(xué)合成中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在殺菌劑中，如殺菌劑中嗎啉類殺菌劑已經(jīng)形成一個系列類別。2021/4/27268、嘧啶嘧啶在農(nóng)藥化學(xué)合成中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在殺菌劑中，如殺菌劑中嘧啶類殺菌劑已經(jīng)形成一個系列類別。除草劑中的磺酰脲類除草劑中，許多品種含有嘧啶環(huán)結(jié)構(gòu)。2021/4/27272021/4/2728三、農(nóng)藥合成中官能團(tuán)的保護(hù)農(nóng)藥化學(xué)合成過程中，原料或中間體往往含有一個以上官能團(tuán)，而目標(biāo)物的合成通常只需要分子的某一部位發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)中非反應(yīng)官能團(tuán)干擾預(yù)期反應(yīng)時，合成過程中通?？梢圆捎孟率霾呗浴?021/4/2729(1)使用選擇性試劑。所用試劑只能在特定部位發(fā)生反應(yīng)。實(shí)際上，很多選擇性試劑都難以得到令人滿意的效果。(2)保護(hù)基團(tuán)法。將不希望發(fā)生反應(yīng)的部位即敏感部位保護(hù)起來，在所需反應(yīng)完成之后再將為起保護(hù)作用而引入的保護(hù)基團(tuán)去掉。2021/4/2730比較理想的保護(hù)基團(tuán)一般應(yīng)具備如下條件：①易于引入所保護(hù)分子中的目標(biāo)位置，最好能夠定量反應(yīng)。②保護(hù)基引入后，生成的化合物在后續(xù)反應(yīng)過程中穩(wěn)定，即所保護(hù)的敏感部位不再敏感。③引入的保護(hù)基較容易的在不影響分子其他部位的情況下定量的解脫下來。④保護(hù)基解脫后形成的混合物易于分離。2021/4/27311、羥基的保護(hù)醇羥基可以發(fā)生烴基化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、脫水反應(yīng)，能夠分解Grignard試劑和其他金屬有機(jī)化合物，因此在某些農(nóng)藥化學(xué)合成中為了阻止上述反應(yīng)的發(fā)生，需要將其保護(hù)起來。(1)醇羥基的保護(hù)2021/4/27322021/4/2733(2)酚羥基的保護(hù)2021/4/27342、羰基的保護(hù)在農(nóng)藥化學(xué)合成中，羰基是最容易發(fā)生反應(yīng)的活潑官能團(tuán)之一，可與多種親核試劑發(fā)生親核加成反應(yīng)，常用的保護(hù)方法如下(1)形成縮醛（酮）或其等價物2021/4/27352021/4/2736(2)形成二甲醇縮酮：R2C(OCH3)2

(3)形成二氰乙烯衍生物該類保護(hù)基的特點(diǎn)是形成的保護(hù)結(jié)構(gòu)對酸穩(wěn)定，對堿敏感，脫保護(hù)條件是在堿性介質(zhì)