有機(jī)合成要點(diǎn)

有機(jī)合成設(shè)計(jì)

第二章有機(jī)合成設(shè)計(jì)的根底知識(shí)要既能扎扎實(shí)實(shí)地掌握有機(jī)合成的技術(shù)，又能機(jī)動(dòng)靈活地領(lǐng)會(huì)有機(jī)合成的策略，首先要全面了解有關(guān)有機(jī)合成及路線設(shè)計(jì)的根底知識(shí)。根本知識(shí)包括：有機(jī)合成的要點(diǎn)、有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法，有機(jī)合成反響的選擇性，碳鏈的官能團(tuán)化與官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化以及合成子的理論等。1整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)以周期表為依據(jù)以羰基化合物為中心鍵結(jié)〔bonding〕的方式和鍵的極性對(duì)等性〔Equivalent〕氧化態(tài)反響的種類2整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)以周期表為依據(jù)雖然古老的說法認(rèn)為有機(jī)化學(xué)只是Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ和鹵素的化學(xué)，但現(xiàn)代有機(jī)合成化學(xué)已經(jīng)擴(kuò)充到周期表中各種元素，進(jìn)行各種類型的反響。如硼、硅、磷、硫、砷等元素參與的為中心的元素有機(jī)化學(xué)；鹵代烷中的氟代物，無論是單氟代，還是多氟代都有特殊的性質(zhì)，就形成了有機(jī)氟化學(xué)。有機(jī)金屬化學(xué)〔尤其是過渡金屬的有機(jī)分子絡(luò)合物〕的興起，不僅在有機(jī)化學(xué)和有機(jī)合成化學(xué)方面做出了很大的奉獻(xiàn)，而且在無機(jī)與有機(jī)之間構(gòu)筑了一座廣寬的橋梁。就涉及元素的種類來說，有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)已逐步接近。3整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)以羰基化合物為中心:在眾多有機(jī)基團(tuán)中，羰基是一種很活潑的基團(tuán)。很多有機(jī)反響都涉及這種基團(tuán)。如：醛、酮分子之間的羥醛縮合反響，醛被氧化成羧酸衍生物的反響，醛、酮復(fù)原成醇的反響，醛、酮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的反響等。此類反響在有機(jī)合成中居于樞紐地位。4整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)鍵結(jié)〔bonding〕的方式和鍵的極性根本的鍵結(jié)〔也可叫鍵聯(lián)〕方式有兩類：碳與碳相結(jié)和碳與非碳原子相結(jié)〔即與官能團(tuán)相結(jié)〕。有機(jī)合成化學(xué)中的最根本課題：碳骨架的建立和碳與官能團(tuán)的結(jié)合。有機(jī)合成中考慮鍵結(jié)時(shí)，應(yīng)以邏輯式逆推的方法：將鍵結(jié)拆開〔disconnectionofbonding〕形成兩個(gè)極性局部，再在合成設(shè)計(jì)時(shí)將這兩個(gè)極性局部作為兩個(gè)反響物經(jīng)合成反響發(fā)生鍵結(jié)。例如，要合成Ｃ－Ｎ的鍵結(jié)，就可考慮鍵結(jié)的極性是δ＋C－Ｎδ－〔或是Ｃ＋與Ｎ－〕。前者可以是常見的鹵代烷，而后者可以是常見的胺類。鹵代烷與胺作用形成Ｃ－Ｎ鍵結(jié)。5整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)對(duì)等性〔Equivalent〕這是有機(jī)合成化學(xué)中常用的專用術(shù)語

氰醇類的碳負(fù)離子與碘甲烷作用后，水解得甲基酮類6整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)

合成子是指可用于有機(jī)反響中的合成單位。(對(duì)等性)7整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)氧化態(tài)氧化態(tài)的問題不僅在無機(jī)化學(xué)中很重要，在有機(jī)化學(xué)中同樣很重要。這涉及有機(jī)反響中非常重要的氧化復(fù)原反響。一般說，在有機(jī)化學(xué)反響中一個(gè)分子中某原子的絕對(duì)的氧化態(tài)并不特別重要，但作用過程中氧化態(tài)的變化，即相對(duì)的氧化態(tài)是很重要的。碳原子在各種不同的狀態(tài)下，氧化態(tài)是不同的，是變化的。這是有機(jī)反響本質(zhì)的問題。甲烷、乙烷、乙烯、乙炔中碳的氧化態(tài)是不同的。它們可用復(fù)原〔氫化〕聯(lián)系起來。8整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)氧化態(tài)含氧有機(jī)物中醇、醛、羧酸及其衍生物、碳酸及其衍生物中碳的氧化態(tài)也不相同。元素有機(jī)化合物的氧化態(tài)的不同更為明顯。氮的氧化態(tài)硫的氧化態(tài)磷的氧化態(tài)硅的氧化態(tài)9整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)反響的種類:〔i〕骨架和官能團(tuán)都無變化

10整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)反響的種類:〔ii〕骨架不變，僅官能團(tuán)變

11整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)

反響的種類:

〔iii〕骨架變化和官能團(tuán)不變化12整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)反響的種類:〔iv〕骨架和官能團(tuán)都變化13整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)反響的種類:〔iv〕骨架和官能團(tuán)都變化分子內(nèi)消除14整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

２.1有機(jī)合成的要點(diǎn)反響的種類:〔iv〕骨架和官能團(tuán)都變化蓖麻酸的熱裂解〔由大變小〕15整理ppt格氏反響(GrignardReaction)Grignard反應(yīng)通式：

-

+16整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法要做好有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)，除了對(duì)有機(jī)合成技術(shù)要熟練掌握以外，很重要的是要有科學(xué)的思維方法，即要有邏輯思維。這方面也有一些固定的原那么和成熟的方法。17整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法2.2.1合成路線設(shè)計(jì)的原那么與根本方法〔1〕逆合成法〔Retrosynthesis〕逆合成法是有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的最簡單，最根本的方法。其他一些更復(fù)雜的設(shè)計(jì)方法都是建立在此方法的根底上的，所以我們首先要掌握逆合成法〔有時(shí)也叫做反合成法，antitheticsynthesis〕。整個(gè)思路也可稱為逆〔反〕合成分析。18整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法2.2.1合成路線設(shè)計(jì)的原那么與根本方法〔1〕逆合成法〔Retrosynthesis〕合成是指從某些原料出發(fā)，經(jīng)過假設(shè)干步反響，最后合成出所需的產(chǎn)物。最后產(chǎn)物就是合成目標(biāo)物，或叫“目標(biāo)分子〞〔targetmolecule，TM〕。實(shí)際上。進(jìn)行合成路線設(shè)計(jì)時(shí)是反其道而行之，即從目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)出發(fā)，逐步地考慮，先可由哪些中間體合成目標(biāo)物，再考慮由哪些原料合成中間體。最后的原料就是“起始物〞〔startingmaterial，SM〕。這種方法就是“逆合成〞。19整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法2.2.1合成路線設(shè)計(jì)的原那么與根本方法〔2〕 分子簡化法〔Simplication〕

20整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法2.2.1合成路線設(shè)計(jì)的原那么與根本方法〔2〕 分子簡化法〔Simplication〕

如一個(gè)分子有明顯的對(duì)稱性，在考慮它的合成法時(shí)就應(yīng)充分利用其對(duì)稱性來簡化合成方法。21整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法2.2.1合成路線設(shè)計(jì)的原那么與根本方法〔3〕官能團(tuán)的置換或消去22整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法2.2.1合成路線設(shè)計(jì)的原那么與根本方法〔3〕官能團(tuán)的置換或消去MichaelReactionOCH2CO2EtHH2O2PhSeBr;OCH2CO2EtH23整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕前面已討論到目標(biāo)分子中的極性鍵可以進(jìn)行拆解〔也叫拆開〕成兩個(gè)極性分子。實(shí)際上，這就是考慮逆合成方法時(shí)的主要思路之一。同一目標(biāo)物可以有幾種拆解的方法，就需要加以比較，確定應(yīng)采用何種合成方法。在下例中，逆合成箭頭上標(biāo)志拆解處。這里主要的是①適宜的拆開部位；②鍵極性的方向，就涉及試劑的選用24整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕

25整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕

26整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔i〕會(huì)集法〔Convergence〕

27整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔i〕會(huì)集法〔Convergence〕

28整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕逐步拆解法〔Convergence〕

29整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔ii〕在α-碳的位置上拆開

30整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔ii〕在α-碳的位置上拆開

31整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔iii〕在共同碳原子處拆開

32整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔iii〕在共同碳原子處拆開

33整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

2.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的根本方法〔4〕拆解〔Disconnection〕〔IV〕防止大環(huán)的合成因?yàn)榘藛T以上大環(huán)的化合物不易獲得，而這方面的化學(xué)反響也很少開發(fā)，所以解時(shí)應(yīng)盡量防止形成大環(huán)的合成基。當(dāng)然，隨著大環(huán)化合物研究的進(jìn)展，這個(gè)原那么將會(huì)逐漸被修飾。34整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

合成設(shè)計(jì)的實(shí)例

35整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

合成設(shè)計(jì)的實(shí)例

OMeO15C1/OOHOMe12345C3/C4C5/OOMeMeHOFGexchangeOMeMeO36整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

合成設(shè)計(jì)的實(shí)例

37整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

第三章分子的拆開3.1優(yōu)先考慮骨架的形成3.2分子的拆開法和注意點(diǎn)3.3醇的拆開3.4β－羥基羰基化合物和

α,β－不飽和羰基化合物的拆開3.51,3－二羰基化合物的拆開3.61,5－二羰基化合物的拆開3.7α－羥基羰基化合物的拆開3.81,4－和1,6－二羰基化合物的拆開3.9內(nèi)酯的合成

38整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.61，5－二羰基化合物的拆開以下Michael反響的機(jī)理可以幫助我們記憶：39整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開1．α-羥基酸迄今為止，所有的二基因切斷都是有合理的合成子，這些合成子都在在適當(dāng)?shù)奈恢蒙辖柚倌軋F(tuán)來穩(wěn)定的負(fù)離子和正離子。但是，這種情況并不是一成不變的。如：然而我們得到明顯不合理的合成子COOH，實(shí)際上，這個(gè)合成子是一個(gè)普通的試劑—一個(gè)簡單的一碳負(fù)離子，它能夠與酮發(fā)生加成物方便的轉(zhuǎn)化成為我們需要的目標(biāo)產(chǎn)物。40整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開因此，α－-羥基酸最好以一個(gè)醛和CN-來制?。弘媾c酸或堿的水溶液共沸，就水解得到羧酸或其羧酸鹽。41整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開42整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開2〕H＋43整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開44整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開45整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開α－-羥基酸的合成方法進(jìn)行精心的改變就可以得到一個(gè)合成氨基酸的通法。實(shí)際上，其反響機(jī)理是產(chǎn)生被氰離子所捕獲的亞胺中間體：46整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開氰離子也參加了生成α－羥基酮的特殊反響：這個(gè)負(fù)離子在可和另一個(gè)苯甲醛分子反響，最終給出α－羥基酮：47整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開這個(gè)產(chǎn)物稱為苯偶姻，因此該反響通稱為苯偶姻縮合反響。除氰離子外不再需要堿。48整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開49整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開2．α－-羥基酮的拆開50整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開如在下面各合成實(shí)例中：1〕Na,NH3(l)51整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開在酸性溶液中，二元叔醇會(huì)自動(dòng)形成環(huán)醚。52整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開

+OCHOOHOCOHCH53整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開

54整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開

3．1，2－二醇：制備1，2—二醇的最好方法是將烯烴用OsO4或KMnO4之類的試劑進(jìn)行羥基化反響。烯烴可以從Wittig反響制得。1，2－—二醇可以用以下方式拆開：Wittig反響55整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開

采用上述分析可以方便地制得以下化合物：這種羥基化反響對(duì)雙鍵是順式加成56整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開

57整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開

對(duì)稱二醇化合物可用游離基反響制取。58整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開

一個(gè)與此密切相關(guān)的羰基復(fù)原成鍵反響是酯分子內(nèi)的反響，叫做酮醇縮合，此反響也產(chǎn)生1，2－二氧化的碳架：59整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3.7

－羥基羰基化合物的拆開

60整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開1.1，4－二羰基化合物丙酮基丙酮是最簡單的1，4-二酮，由以下它的合成法中可以體會(huì)出1，4-二酮應(yīng)該怎樣來拆開：61整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開由此可以看出：1，4－二羰基化合物的拆分：酮的α-氫原子可以被氯或溴所取代，反響可用酸或堿催化；在酸催化的反響中可以別離出一鹵代，二鹵代，三鹵代衍生物。而在堿性溶液中那么直接產(chǎn)生三鹵代丙酮衍生物及鹵仿，說明引入的鹵原子會(huì)增加同碳上剩余氫原子的酸性。62整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開CO2EtO+BrO2－乙酰－3－甲基氧代戊酸乙酯的合成路線：63整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開

按照前面介紹的方法，此化合物似乎可以用如下切斷方式進(jìn)行合成：64整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開實(shí)際上，此反響如圖示方式進(jìn)行：得到α，β－環(huán)氧酸酯65整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開那么，我們必須采用某些方法使得酮在起始的縮合反響中扮演親核試劑的角色。一個(gè)有效的方法就是將其變成烯胺：是烯胺進(jìn)攻活潑的α－羰基鹵代物而不是羰根本身。66整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開根據(jù)我們前面的介紹，目標(biāo)化合物的合成可以從α，β-不飽和酮入手，于是得到一個(gè)1,4－二酮，因此必須用到我們前面介紹的方法：67整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開2.

－羥基羰基化合物

我們可以再次用烯胺作為烯醇的合成子:68整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開但實(shí)際上，這兩個(gè)試劑結(jié)合并不產(chǎn)生原來的化合物，而是一個(gè)內(nèi)酯：這個(gè)內(nèi)酯非常有用。69整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開

如制備左面的目標(biāo)化合物，先通過官能團(tuán)轉(zhuǎn)化，可以發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)

－羥基羰基化合物：70整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開顯然，這些化合物也將是“不合理的切斷〞，然而我們可用不同的方法來回避這個(gè)問題，那就是使用一個(gè)所謂的“切斷〞，而這個(gè)“切斷〞實(shí)際上是把兩個(gè)羰基連結(jié)起來：因?yàn)榄h(huán)已烯衍生物可以用Diels-Alder反響制得，所以我們很容易制取范圍廣泛的各類1,6－二羰基化合物。這樣的反響可用臭氧或它的等價(jià)物來完成。3.1，6－二羰基化合物的合成71整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開的合成路線72整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開+OOOCOOCOO3HO2CHO2CCOCOOH+H2OTM73整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開74整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)

3．81.4－和1，6－二羰基化合物的拆開75整理ppt有機(jī)合成設(shè)計(jì)