现代有机合成5z
浅谈现代有机合成的最新进展
浅谈现代有机合成的最新进展摘要简要介绍现代有机合成的新概念和新方法,从有机合成的新溶剂、微波在有机合成中的应用以及具体的有机合成实例三个方面,综述有机合成新技术、新方法的情况。
关键词有机合成;新技术;微波;无溶剂;进展有机合成是指利用化学方法将原料制备成新的有机物的过程。
现代的有机合成不但能合成自然界存在的结构复杂而多样的有机物,而且能合成大量的自然界中没有的具有独特功能性分子的物质。
有机合成化学发展很快,有关新试剂、新方法、新技术、新理念不断涌现。
1现代有机合成新概念1.1原子经济化原子经济化的概念是美国著名有机化学家B.M.Trost于1991年首先提出的,并将它与选择性归结为合成效率的2个方面。
高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使之转化到目标分子中,达到零排放。
原子经济化反应有两大优点:一是最大限度地利用原料;二是最大限度地减少了废物的生成,减少了环境污染。
原子经济化反应符合社会发展的需要,是有机合成的发展方。
原子经济化是现代有机合成追求的一个重要目标,也是绿色合成的一个重要指标。
原子经济化原则引导人们在有机合成的设计中经济地利用原子,避免使用保护或离去基团,减少或消除副产物的生成。
当前,提高有机合成原子经济化的主要途径有:开发高选择性和高效的催化剂;开发新的反应介质和试剂,提高反应选择性。
总的来说主要在合成路线和反应条件上做文章。
1.2绿色有机合成绿色化学是化学学科发展的必然选择,是知识经济时代化学工业发展的必然趋势。
绿色有机合成的研究正围绕着反应、原料、溶剂、催化剂的绿色化而展开,而包括基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程在内的生物技术、微波技术、超声波技术以及膜技术等新兴技术也将大大促进绿色有机合成的发展。
实现有机合成的绿色化,一般从以下方面进行考虑:开发、选用对环境无污染的原料、溶剂、催化剂;采用电化学合成技术;尽量利用高效的催化合成,提高选择性和原子经济性,减少副产物的生成;设计新型合成方法和新的合成路线,简化合成步骤;开发环保型的绿色产品;发展应用无危险性的化学药品等。
现代有机合成第5章
另外,一种称为“ate”complex的中间体的转化和重排也是合成烯烃的 重要方法。
使用消除反应的例子也是多种多样的,Conforth等设计了下列方法获 得角鲨烯 (squalene)。
在这些内容开始之前,我们还想分析一下合成策略中的“汇聚 式合成”(convergent synthesis)所带来的立体化学组合问题。将分 子M1和M2连接在一起时,有16种可能的组合。下表中:N为非手性 底物,反应发生在非手性位置;N*为手性底物,反应发生于非手性 位置;P为非手性底物,反应发生在潜手性位置;P*为手性底物,反 应发生在潜手性位置。
我们以带有一个手性的底物∑*和试剂E产生两个产物∑*—E和∑*—为例进 行自由能与选择性之间关系的讨论。如果∑*—E比∑*— 稳定,反应中一系 列物种的能量则可以用图5.1表示,反之,可以用图5.2表示。
现代有机合成化学
第五章 不对称合成
但是不论哪一种情况,过渡态[∑*—E]≠的能量比另一种过渡态[∑*— ]≠ 低是不可改变的。因此,如果反应由动力学控制,那么产物∑*—E的形成在a和 b两种情况下均是有利的。反应如果受热力学控制,两种情况就不一样了,第一 种情况下∑*—E仍为主要产物;第二种情况中∑*— 就成了优势产物。因此, 对于第二种情况,通过一定的实验条件控制是有可能分别得到两种非对映体中 的某一种。
对于一个结构较为复杂的目标分子来说,反应的选择性自然是相 当重要的。选择性的结果自然与底物结构有着重要的关系,如何引入 分子中的第一个手性中心则更是重要。近年来许许多多的策略和方法 被用来满足对映纯化合物的合成。从广义上,不对称合成包括对映体 拆分、手性源方法和立体选择性反应等,在本章中,我们将集中分析 通常指的狭义的不对称合成,即立体选择性反应。立体选择性反应又 可以分成三个主要大类:
《现代有机合成》PPT课件
O O
R COCl +
R'
C(COOC2H5)2 H
R COCl +
R'
C(COOCH2Ph)2 H
O COOH
CH2Ph
HO COOH
O O
O
HO HO
R CO R' C(COOC2H5)2
OH-
O
O
绿 原 酸
OH OH
R C CH2R' O H2 / Pd-C
(除R'=H)
R CO
(甲酯衍生物) R' C(COOCH2Ph)2 (乙酯衍生物—叔丁酯)
18,19-双去甲孕甾酮
C H 2
C H 3O
O C H 3O
O
C H 2 O sO 4/H IO 4
C H 2C H 2O Ts O
C H 2 O Ts
O
OTs
CH3O
CH3O
精选ppt
13
O O
M gBr
H2O
OAc
O
OAc
O
OAc
O M gB r
OH
HO O
O _ OH O
OAc
CH3I O
N H N H 2
N
O C 2 H 5 O 2 N
O C 2 H 5 F e ,H C l H 2 N
N N H 2
N
O C 2 H 5N H 4 O H O C 2 H 5
C H 3C H (O H )C O O H
N H 2
O C 2H 5
H H 3C C O O H
H 2N
精N 选ppt
O H
O O
O
现代有机合成
现代有机合成技术简介报告姓名:田雅明学号:2009291029学院:化学化工学院专业:应用化学近百年来,有机化学对人类文明进程的巨大推动作用与卓越的贡献是不争的事实,而有机合成技术的长足发展又为有机化学的不断创新和其多样性、选择性以及经济性等方面提供了坚实的保障。
有机合成是综合应用各类有机反应及其组合、有机合成新方法、新技术、有机合成设计及策略以获得目标产物的过程。
有机合成既与材料、生命、环保、能源四大支柱学科密切相关,也与我们社会的现代文明和日常生活密切相关。
尤其在当今,新材料和新药物的需求、资源的合理开发和利用、减少或消除环境污染等可持续发展问题为有机合成提出了更高的要求。
早期的有机合成主要是合成自然界中已存在的但含量稀少的有机化合物。
后来根据结构与性质关系的规律性和实际需求,进一步合成了自然界不存在的、新的、具有理论和实际价值的有机化合物。
所以,有机合成今后的任务将不再是盲目追求更多新化合物的合成,而是去设计合成预期的、有特异性能或有重大意义的有机化合物。
有机合成的发展趋势可以概括为两点: 其一是合成什么,包括合成在生命、材料学科中具有特定功能的分子和分子聚集体;其二是如何合成,包括高选择性合成、绿色合成、高效快速合成等。
“如何合成”是合成化学家主要关注的问题。
另外,有机合成的迅猛发展是缘由其它学科的需求,反过来有机合成也有力地促进了其它学科的进步。
应该说,与有机合成关系最密切的学科是材料科学、生命科学和环境科学,当然能源、信息等其它科学也还是直接或间接相关的。
其中环境科学中的绿色化学问题与有机合成密切相关。
绿色化学当今已不仅为学术界,而且也为社会上广为知晓的名词。
在国际上有专门的刊物“Green Chemistry”,在美国有专门的奖项。
绿色化学包括多方面的内容,但仔细分析这些内容就可以发现,其核心是有机合成。
目前,绿色有机合成是十分重要的课题,又是十分艰难的课题,尤其是可以工业化的、理想的绿色有机合成。
现代有机合成方法与技术
现代有机合成方法与技术
现代有机合成方法与技术是有机化学的关键领域之一,它是指使用化学反应和技术制备有机化合物的方法。
这些方法可以用于制备药物、材料、化学品和其他有机化合物。
以下是现代有机合成的几种方法和技术:
1. 催化反应:催化剂可以促进反应速率并控制反应选择性,使得有机合成更加高效和可持续。
例如,交叉偶合反应、氢化反应等。
2. 新型反应剂:新型反应剂可以开发新的反应途径,使得有机合成更加多样化。
例如,金属有机化合物、有机催化剂等。
3. 绿色化学:绿色化学是一种可持续的有机合成方法,利用可再生和环保的反应剂和溶剂,减少对环境的损害。
例如,使用水为溶剂代替有机溶剂、使用生物质资源代替石油化学品等。
4. 微反应技术:微反应技术利用微流控技术和微芯片技术,将反应器缩小到微米级别,使得反应更加快速和高效。
这项技术在药物研究和高通量合成方面大有用处。
5. 新型配体和手性催化剂:新型配体和手性催化剂可以实现高效、高选择性的
不对称合成,用于制备手性药物和材料。
例如,手性金属有机催化剂、天然产物手性配体等。
6. 生物法合成:生物法合成利用生物催化剂和酶催化反应,实现有机合成。
该方法具有高选择性、高效率、无污染等优点,在药物合成和工业生产中应用广泛。
总之,现代有机合成方法和技术不断创新和发展,为有机化学的发展和应用提供了广阔的发展空间。
现代化学中的有机合成技术
现代化学中的有机合成技术有机合成是一项极其重要的化学领域,它是指通过化学反应将简单的化合物转化为更复杂的化合物,从而创造新的有用材料和化学品。
在许多不同的领域,包括药物、材料科学和医学研究,有机合成技术都起着非常重要的作用。
有机合成技术在现代化学工业中非常流行,因为它可以创造出新的、具有特殊性质的化学品,在许多有用的领域中起着非常重要的作用。
化学家们通过对不同的反应条件进行研究和测试,能够创造出各种各样的化学品,从医药到能源再到农业,都有可能从有机合成技术中受益。
最常见的有机合成方法是串联化学反应,即先进行一系列化学反应,然后使用原材料进行合成化学品。
反应的成功与否也受到多种因素的影响,如反应物的纯度、温度、催化剂的种类及反应时间等等。
目前,有机合成技术越来越高效、准确和可靠。
为此,许多专业的化学家和研究机构广泛开展有机化学研究与实验,不断探索新的有机合成方法。
一种常用的有机合成技术是卡宾化反应。
这种反应机制中,中间体卡宾可以与氧、氮或碳等化合物反应,形成新的化学物质。
具有特殊性质的特殊卡宾,如金属氧化物卡宾,在有机合成理论研究和实践中也有广泛的应用。
另外,新型催化剂也是目前有机合成技术的一个热点研究方向。
相对传统的催化剂而言,这些新型催化剂可以为常规的碳碳或碳氢键形成新的键,而不需要更加严酷的温度和压力条件。
这项技术的突破对于理解有机反应、合成材料以及制造新型药物的研究有着重要的价值。
此外,新型的光催化和电催化也正在成为目前有机合成研究的热点。
尤其是光催化技术,在一定的光照下,可以使氨水和苯酚产生新的化学反应,形成一种材料,这项技术可望推动有机合成技术向更先进领域发展。
总之,有机合成技术是现代化学中非常重要的一环,为诸多领域的发展提供了必需品和便利手段,目前这一领域正处于不断创新的高速发展中。
未来,随着科学技术的发展和新型材料的不断推出,有机合成技术将更加广泛应用于实际生产,成为推动人类整个化学领域发展的重要组成部分。
现代有机合成方法与技术
现代有机合成方法与技术
现代有机合成方法与技术是指通过化学反应在实验室或工业生产
中合成有机化合物的方法和技术。
随着化学的发展和进步,现代
有机合成方法与技术得到了极大的发展和创新。
以下列举了一些
常见的现代有机合成方法与技术:
1. 金属催化反应:如铂、钯、铜等金属催化下的氢化、氧化、氨化、烯烃与烯烃的偶联等反应,具有高效、高选择性和底物范围
广的特点。
2. 环化反应:包括常见的合成环状化合物的方法,如氧化硅法、
磷化硅法、氰化法等,可以合成各种环状化合物。
3. 偶联反应:如格氏反应、Suzuki反应、Heck反应等,可以将碳-
碳键或碳-氮键等形成新的键连接两个或多个分子。
4. 碳氢键功能化反应:如分子间芳香基的碳氢键活化反应,通过
金属催化作用,将芳香化合物中的碳氢键功能化为官能团,实现
目标化合物的合成。
5. 能源节约合成:如超临界流体、微波辐射等条件下的有机合成,可以节省能源、缩短反应时间,并且还可以改善反应的选择性和
产率。
6. 生物催化法:利用酶或生物催化剂催化有机反应,具有温和反
应条件、高选择性和底物范围广等特点。
7. 无机合成法:利用无机化学合成有机化合物,如Grignard试剂、化学还原法等。
现代有机合成方法和技术的最新进展
现代有机合成方法和技术的最新进展摘要> 本文针对有机合成的发展现状与趋势对现代极具发展前景的有机合成方法及技术进行了综述, 同时结合各种技术的发展状况及最新进展与突破, 对其前景作了简要概述。
=关键词> 非均相反应, 绿色有机合成, 波促进的有机合成, 不对称合成, 有机光化学合成1 非均相反应1. 1 相转移催化反应以往对于非均相条件下的有机合成反应往往不容易进行, 或存在反应速度慢、效果差、反应不完全等缺点。
但是, 相转移催化这一有机合成方法的出现, 很好的克服了这一难题。
1. 2 固相有机合成近年来随着各种类型树脂的发明, 固相有机合成技术凭借其高转化率操作简便等优势有了突飞猛进的发展。
2 绿色有机合成2. 1 高效、无毒的溶剂和助剂2. 1. 1 非传统溶剂有机溶剂因其对有机物具有良好的溶解性。
但有机溶固相合成的剂的较高的挥发性和毒性成为有机合成造成污染的主要原因。
因此新型绿色反应介质代替有机溶剂成为绿色化学研究的重要方向。
目前, 水、超临界流体、离子液体、仿酶化学和含氟溶剂作为反应介质的有机合成在不同程度上已取得了一定的进展。
2. 1. 2 无溶剂有机合成研究发现, 在固态下能够进行的有机反应大多数较溶液中表现出高的反应效率和选择性。
无溶剂有机合成具有高选择性、高产率、工艺过程简单和不污染环境、能耗少和无爆炸性等优点。
2. 2 绿色催化剂据统计, 在化学工业中, 80%以上的反应只有在催化剂作用下才能获得具有经济价值的反应速率和选择性。
新的催化材料是创造新催化剂的源泉, 也是提高原子经济性、开发绿色合成方法的重要基础。
近年来, 绿色催化剂的研究主要有绿色固体酸碱催化剂、分子筛催化剂、生物酶催化剂等。
2. 3 绿色合成原料原料选择是绿色化学的决定性步骤。
2. 4 设计高效合成方法2. 4. 1 一锅反应、串联反应合成一锅合成就是将一个多步反应或多次操作至于/ 一锅0完成, 过程不需分离许多中间产物。
现代有机合成方法与技术
现代有机合成方法与技术现代有机合成方法与技术是有机化学领域中一个重要的研究方向,它涉及到有机化合物的设计、合成和应用等方面。
随着科技的不断发展和化学工业的迅猛发展,人们对于高效、经济、环保和可持续的有机合成方法的需求越来越大。
因此,现代有机合成方法与技术的研究成为人们关注的焦点之一。
现代有机合成方法与技术的研究主要包括以下几个方面:1. 催化有机合成:催化剂可以加速反应速度、提高产率和选择性,是有机合成中的关键技术之一。
催化有机合成方法包括金属催化、酶催化、光催化和电催化等。
其中,金属催化方法广泛应用于碳-碳键和碳-氧键的合成,酶催化主要应用于手性有机合成中,光催化和电催化则是近年来兴起的研究热点,可以实现无需传统的高温高压条件下的合成反应。
2. 新型反应开发:为了提高合成效率和减少环境污染,研究人员通过不断开发新的有机反应来满足需求。
如多组分反应、串联反应、多组份反应、单电子转移反应等。
这些反应在特定的条件下,可以实现多个反应步骤的一次性完成,从而大大提高合成效率。
3. 绿色合成:绿色合成是现代有机合成方法与技术研究的重要方向之一。
绿色合成强调合成过程中对环境的友好性,包括采用环境友好的溶剂、催化剂和反应条件,减少废物的生成以及回收和再利用废物等。
绿色合成不仅可以减少对环境的负面影响,还可以提高合成过程的经济效益。
4. 自由基反应:自由基反应在现代有机合成中扮演着重要角色。
自由基反应具有反应条件温和、适应性广泛、反应底物丰富等优点。
近年来,自由基反应在手性合成、多组分合成等方面得到广泛应用。
5. 理论计算辅助有机合成:随着计算机技术的发展,理论计算在有机合成中的应用越来越广泛。
理论计算可以帮助有机化学家预测反应的可能性和选择性,优化反应条件,设计新的反应路线,从而节省实验时间和成本。
总之,现代有机合成方法与技术的研究对于有机化学和化学工业的发展具有重要意义。
通过不断开发新的合成方法和技术,可以提高有机合成的效率、降低成本、减少对环境的污染,为新药物的研发和化工工艺的改进提供可靠支持。
现代有机合成
阳年发 2009年2月
Chapter 1 Retrosynthesis 第一章 逆合成法
逆合成法:指是在设计合成路线时, 从产物向回推出 原料。
1.1. The Reason of Using Retrosynthesis 1.1 使用逆合成法的理由
合成时,使原料按一定的顺序进行一系列的反应,最后生成具有指定结 构的产物,这种按顺序进行的一系列反应就构成了合成的路线,例: 甲一→乙一→丙一→丁 原料 产物 合成路线 设计逆合成路线时,却要“反其道而行之”,即应该由 原料: 丁←一丙←一乙←一甲 产物 原料 逆合成路线 这个顺序正好和合成法相反,因此称为逆合成法。 产物逐步回推出
学习的艰苦性:现在有普遍应用价值的合成反应已在200个以 上。有一些反应应用范围很窄。
H O Zn + CH3CHBrCO 2Et CH3CHBrCO 2Et CH3CH2CO 2H Path a
OH
CN
CH3OH H2SO 4 CO 2CH3
N C H + O Path b
Section 1. Forming Skeleton at First 2.1 优先考虑骨架的形成
2
H C
2
1.2.4
官能团和骨架都有变化
酸性催化剂
Section 3. The selection of the material 1.3 原料的选择
O
O
N 2 H C
2
但骨架大小的变化在合成上常常更为重要,如:
H O
O H C 正庚醛 H H O n o i t a n e g o r y P H H
O b
H O 2 H C 2 H C H H O C 3 H C
现代有机合成新技术
现代有机合成新技术
现代有机合成领域一直在不断发展和创新,涌现出许多新技术和方法。
以下是一些现代有机合成的新技术:
1. 点击化学:点击化学是一种高效的合成方法,通过在化合物之间进行高度特异性的反应,快速构建复杂的有机结构。
它可以用于药物合成、材料科学等领域。
2. 可持续合成:可持续合成注重使用环境友好的反应条件和可再生原料,以减少废物产生和能源消耗。
绿色合成和催化技术的发展是实现可持续有机合成的重要方向。
3. 金属有机催化:金属有机催化是一种利用金属化合物作为催化剂来促进有机反应的技术。
它可以提供高效、选择性和多样性的反应途径,对于合成复杂有机分子具有重要意义。
4. C-H键活化:C-H键活化是一种在有机分子中直接将C-H键转化为新的化学键的方法。
这种技术可以避免使用预功能化的底物,减少反应步骤,提高合成效率。
5. 生物催化:生物催化利用酶或微生物催化剂来促进有机合成反应。
它具有高效、特异性和环境友好等优点,可以用于制备药物、特殊化学品和精细化学品等。
6. 光化学合成:光化学合成利用光能激发分子发生化学反应。
光化学反应具有高选择性、无需使用强氧化剂或还原剂等优点,可以用于合成天然产物和功能分子。
7. 单分子合成:单分子合成是一种逐步构建分子的方法,通过控制反应分子的位置和反应条件,一步步构建出目标分子的结构。
这些新技术的出现和发展为有机合成领域带来了更高的
效率、选择性和环境友好性,推动了新药物、新材料和化学品的合成与研究。
现代有机合成
现代有机合成摘要:有机合成是综合应用各类有机反应及其组合、有机合成新技术【1】、有机合成设计及策略以获得目标产物的过程。
有机合成既与材料、生命、环保、能源四大支柱学科密切相关,也与我们社会的现代文明和日常生活密切相关。
尤其在当今,新材料和新药物的需求、资源的合理开发和利用、减少或消除环境污染等可持续发展问题为有机合成提出了更高的要求。
近年来绿色化学【2】、洁净技术、环境友好过程已成为合成化学追求的目标和方向。
可见21世纪有机合成所关注的不仅仅是合成了什么分子,而是如何合成,其中有机合成的有效性、选择性、经济性、环境影响和反应速率将是有机合成研究的重点,尤其是绿色有机合成的研究【3】。
关键词:有机合成绿色化学绿色合成有机合成是指利用化学方法将原料制备合成新的有机物的过程。
它是一个极富创造性的领域。
早期的有机合成主要是合成自然界中已存在的但含量稀少的有机化合物。
后来根据结构与性质关系的规律性和实际需求,进一步合成了自然界不存在的、具有理论和实际价值的有机化合物。
绿色化学研究过程中应遵循12条原则:1.防止污染优于治理污染2.注重原子经济性3.无害化学合成4.设计安全化学品5.使用安全溶剂和助剂6.设计能源经济性反应7.使用可再生原料8.尽量避免不必要的衍生步骤9.催化剂优于化学计量试剂10.降解设计11.预防污染中的实时分析12.防止意外事故的安全工艺。
以这十二条原则为准则,化学家们不断寻求实现绿色合成的方法、技术与途径。
比如:采用无毒、无害的高效催化剂、采用无毒、无害的溶剂、反应方式的改变、采用高效合成法、固态反应、利用可再生的生物质资源等。
微波有机合成技术是近年来发展起来的一种新型有机绿色合成新技术。
他不但能使不能发生的化学反应能进行,而且也能使有些化学反应的效率大大提高。
1.开发“原子经济性[5]”反应:合成效率是当今化学合成关注的焦点。
合成效率包括两个方面:一个是选择性,另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化到产物中去了。
现代有机合成方法与技术 第二版 课后答案
现代有机合成方法与技术第二版课后答案第一章:引论1.1 有机合成的概念和意义有机合成是指人们利用有机化合物的化学性质和反应规律合成新的有机化合物的过程。
有机合成在药物研发、材料科学、农药开发等领域有着重要的应用价值和意义。
1.2 有机合成的基本原则有机合成的基本原则包括: - 化学反应的顺序性和高立体选择性 - 高效反应条件和反应体系的绿色化 - 利用合成策略提高合成效率和产率第二章:现代有机合成方法概论2.1 核磁共振波谱(NMR)的应用核磁共振波谱(NMR)是一种无损检测有机化合物结构的技术。
通过对样品施加外部磁场,测量样品中氢、碳等核自旋共振现象,可以得到有机化合物的结构信息。
2.2 质谱(MS)的应用质谱(MS)是一种利用质谱仪测量有机化合物分子中离子质量和相对丰度的技术。
质谱可用于确定化合物的分子量、结构以及分析探测。
第三章:碳-碳键的构建3.1 化合物的合成与转化有机合成中,一种常用的策略是通过将一个化合物转化为另一种化合物来实现目标化合物的合成。
这种转化可以通过一系列的反应步骤来完成。
3.2 碳-碳键的构建方法碳-碳键的构建是有机合成中的重要环节。
常用的构建方法包括: - 烷基金属试剂的加成反应,如Grignard反应 - 烷基碱金属试剂和卤代烃的偶联反应,如Negishi偶联反应 - 碳碳键的自由基反应,如微波辐射下的自由基反应第四章:碳-氢键的活化与功能化4.1 碳-氢键的活化碳-氢键的活化是指将碳-氢键上的氢原子替换成其他基团。
常用的碳-氢键活化方法包括: - 利用过渡金属催化剂进行的活化反应,如C-H键的氧化4.2 碳-氢键的功能化碳-氢键的功能化是指在化合物中的碳-氢键上引入新的官能团。
常用的功能化方法包括: - 傅里叶变换红外光谱(FTIR)的应用 - 纳米粒子催化反应的应用第五章:其他碳键的构建5.1 碳-氮键的构建碳-氮键的构建是有机合成中的重要环节。
常用的构建方法包括: - 亲电取代反应,如亲电氟化反应 - 过渡金属的催化反应,如钯催化的还原脱氧反应5.2 碳-氧键的构建碳-氧键的构建是有机合成中的重要环节。
现代有机合成方法的发展及应用研究
现代有机合成方法的发展及应用研究随着科技的不断进步和化学领域的发展,现代有机合成方法得到了广泛的研究和应用。
有机合成是一门研究有机化合物合成及其反应机理的学科,它在药物合成、材料科学、农药制造等方面具有重要的应用价值。
本文将重点介绍现代有机合成方法的发展和应用研究。
一、传统有机合成方法的演变在科技进步的推动下,有机合成方法也得到了重大突破与演变。
最早的传统有机合成方法主要采用经典的加成反应、酯化反应、醇醚反应等途径。
然而,这些传统方法在某些情况下存在不足之处,如反应条件苛刻、反应废物产生多等。
二、现代有机合成方法的出现及其特点近年来,随着化学反应的深入探索和理论的不断完善,许多新型的、高效的现代有机合成方法应运而生。
这些方法不仅减少了反应废物的生成,还提高了反应的效率和选择性。
以下是几种常见且有代表性的现代有机合成方法:1. 催化剂法催化剂法是指在反应中引入催化剂,通过其作用来促进反应进行。
这种方法减少了能量消耗和副产物的生成,并且可以在较低的温度和压力下进行反应。
例如,铁催化剂在Suzuki反应中的应用,不仅提供了高活性的催化剂,而且产率高。
2. 基于金属的有机反应金属有机反应是一种利用过渡金属作为催化剂的合成方法。
这些金属催化剂具有高度的活性和选择性,可以构建复杂的有机分子骨架。
例如,铑催化的不对称氢化反应,可以制备高立体选择性的有机化合物。
3. 生物催化法生物催化法是指利用酶或微生物作为催化剂进行有机合成反应。
这种方法具有高效、高选择性的特点,并且对环境友好。
利用生物催化法可以合成天然产物、药物等有机分子。
例如,利用酵素催化合成的氨基酸和糖类具有高立体选择性和高产率。
4. 反应工程法反应工程法是指通过合理设计反应条件、反应器等来提高有机合成反应的效率。
通过合理选择催化剂、溶剂、温度和反应时间等,可以使得反应体系更加稳定,降低能量耗费和催化剂的使用量。
这种方法在大规模工业合成中具有重要意义。
现代有机合成
后来Narula等[65]于20世纪80年代又修改了上述解释,提出下面的分析:
他指出,当R和R3均为烷基时,syn产物是优势产物;而当R1特别庞大 时,anti产物则成为优势产物。因此,Kishi等[66]曾用TMS代替R1位置获 得anti选择性。除了过酸外,还有以vo(acac)2为催化剂,以TBHP为氧化 剂的氧化体系[67]也能在这类底物上取得很好的效果。前者是通过氢键,
Corey等[51]在环己烯酮体系中利用分子中已有的手性中心对优势过渡 态的影响,同样获得极好的非对映选择性。
Roush等[52]在下例非环底物上也获得好结果,反应中离双键最近的甲 氧基与金属离子没有配位作用,其立体选择性通过Felkin过渡态获得。
另外,还有一种被称为“导向性”亲核加成反应。这种概念在很多 类型反应中均有应用。例如,下列反应就是由烷氧负离子导向的1,4—加 成[53]。
如果上述例子是“1,2诱导”的结果,那么Evans等[56]对下列底物的硼氢 化就该属于“1,3诱导”的结果。
四氧化锇(OsO4)对环状或非环状烯丙醇醚的双羟基化一般都能取代满意的 选择性结果。Kishi等[57]在研究中发现环状底物新产生的羟基与原先的羟基为 trans关系;而非环化合物中这种关系又往往为a接近为主,特别对于构象锁定 的环己烷体系。这种情况很普遍,不再举例。另外,配位控制也能进一步 促进立体控制能力。下例是Evans等[60]的工作,由此可见上述道理。
此外,还有一种来自外部的立体控制方式。例如下例[61]樟脑烷体系, 用不同溶剂体系来控制烯醇的构型,从而控制产物的立体化学。
而且,有时这些因素都得不到利用。于是人们又创造出一种策略, 即前文曾提及的非手性辅基方法。Nakada等[48]将醛基上的氢原子 换成TMS基团增强底物的空间因素,这样的底物与丁基锂加成时非 对映选择性可达99%。
现代有机合成教案
1、教案保存完好整洁、无破损、缺页、卷角、污染等。
(10分)2、书写整齐、图表规范、板书设计科学合理。
(15分)3、教学环节齐全,能体现教学全过程,对课堂教学有很好的指导作用。
(15分)4、教学目的明确,重点、难点突出,教材分析透彻,语言准确,切合教材和学生实际。
(15分)5、教案中既能体现传授知识的科学性、系统性,又能体现教学方法的灵活性,体现让学生乐于学习、主动探究的原则。
(15分)6、以学生为主体,突出自主性、合作性、探究性学习方式,体现课改的基本理念。
(15分)7、能恰当合理的使用现代教育技术手段。
(15分)教案目录1 教案编写总则2 教案13 教案24 教案35 教案46 教案57 教案68 教案79 教案810 教案911教案1012教案1113 教案1214 教案1315 教案1416 教案1517 教案162005~2006 学年第一学期学院、系化学化工学院化学系课程名称现代有机合成化学专业、年级、班级 2002级化学专业1-3班,xx人主讲教师向建南教授湖南大学教案编写说明教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。
任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标,以教学大纲为依据,在熟悉教材、了解学生的基础上,结合教学实践经验,提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。
教案可以按每堂课(指同一主题连续1~4节课)设计编写。
教案编写说明如下:1、编号:按施教的顺序标明序号。
2、教学课型表示所授课程的类型,请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。
3、题目:标明章、节或主题。
4、教学内容:是授课的核心。
将授课的内容按逻辑层次,有序设计编排,必要时标以“*”、“#”、“?”符号分别表示重点、难点和疑点。
5、教学方式、手段既教学方法,如讲授、讨论、示教、指导等。
教学媒介指教科书、板书、多媒体、模型、标本、挂图、音像等教学工具。
6、讨论、思考题和作业;提出若干问题以供讨论,或作为课后复习时思考,亦可要求学生作为作业来完成,以供考核之用。
wurtz反应机理
wurtz反应机理Wurtz反应机理Wurtz反应是一种有机合成方法,可以将两个卤代烷基化合物通过一个金属元素(如钠、钾)催化反应,生成一个碳-碳键。
这一反应机理首次由法国化学家Charles-Adolphe Wurtz于1855年发现并命名。
Wurtz反应机理的核心步骤是通过金属元素将两个卤代烷基化合物连接起来。
这一过程可以分为三个关键步骤:金属化、消去和重组。
金属化步骤是将金属元素与卤代烷基化合物反应,生成有机金属中间体。
以钠为例,钠与卤代烷基化合物反应,生成有机钠盐。
这一步骤可以通过以下反应式表示:2R-X + 2Na -> 2R-Na + 2X(其中R表示烷基,X表示卤素)。
接下来是消去步骤,即将有机金属中间体中的金属原子去除。
这可以通过加入醇或水来实现。
醇或水中的羟基离子可以与有机金属中间体中的金属原子发生反应,生成相应的醇或醚化合物。
这一步骤可以通过以下反应式表示:2R-Na + 2ROH -> 2R-O-R + 2NaOH(其中R表示烷基,ROH表示醇)。
最后是重组步骤,通过加热或其他条件,将生成的醇或醚化合物分解为相应的烷基化合物。
这一步骤可以通过以下反应式表示:2R-O-R -> R-R + 2H2O。
总结一下,Wurtz反应机理可以归纳为以下三个步骤:金属化、消去和重组。
通过这一反应机理,可以将两个卤代烷基化合物连接起来,形成一个碳-碳键。
这一反应在有机合成中具有重要的应用价值,可以用于合成各种有机化合物,如烃、醇和醚等。
值得注意的是,Wurtz反应机理中使用的金属元素需要谨慎选择,因为一些金属元素具有较高的活性,可能导致副反应的发生。
此外,反应条件的选择也对反应的效果有重要影响,如反应温度、反应时间和反应溶剂等。
Wurtz反应机理是一种重要的有机合成方法,通过金属元素催化反应,可以将两个卤代烷基化合物连接起来,生成一个碳-碳键。
这一反应机理在有机合成中具有广泛的应用,可以用于合成各种有机化合物。
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OCHCOOR CH3 OCHCOOR CH3
CH3 C HO H COOH ROH H+ HO
CH3 C PTSC H COOR H3C SO 2O
CH3 C H COOR
L-乳酸
CH3 C H3C SO 2O H COOR H
RO OH
CH3 C
脱保护
CH3 O OR H C O COOR OH
氰氟草酯
高氟毗禾灵
O
N
O O O
O
喹禾糠酯
Cl
N
APP类除草剂
芳氧苯氧丙酸类(APP)
X
A
O
B
R1 O C COOR R2
Y
CH3CO HON CH3C H2N
OK + XCHCOOR CH3
CH3CO
OCHCOOR CH3
H2NOH H3O +
Beckman OCHCOOR CH3CONH Rearrange CH3 NaNO 2 OCHCOOR HOSO 3N N H2SO 4 CH3 HO OCHCOOR CH3
第五章 5.1
官能团引入和转换 取代反应
5.2
5.3
加成反应
氧化和还原
5.1 取代反应
芳环上的取代
E
A
亲电取代:
----苯环上氢
亲核取代
----苯环上卤素等
常规的取代: 傅氏烷基化 傅氏酰基化 磺化 卤代 硝化
亲电取代
注意苯环上氢被替换为烃基或酰基:
R
O R
亲核取代
--苯环上卤素等被取代
SOCl2
O Cl
NH2
NH O
LiAlH4
NH
另一种多取代的控制
CH3
CHO
CHCl2
CH3 Cl2
CH2Cl
Cl2
CHCl2
1
2
Cl2
CCl3
3
立体化学问题
例:
CH3-(+)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸酯
F N C O OCHCOOCH2CH2CH2CH3 CH3
Cl CF3 N O O H O OCH3 CH3
5.3
氧化和还原
立体化学问题1
2.环的骈联
COOR
5.2
例:
加成反应
OH O O
OH CHO HO COOH HO
_
+
CO2H
_ CN
CH2O
+
H
CHO
OH CH2O CHO K2CO3 CHO OH KCN OH CN
OH H2O OH COOH HCl
OH
O
O
颠茄碱 Willstatter 1896年 21步 0.75%
OCH3 d
b c
a b c
NO2
a
Cl
Cl CH3O +
O N
H3CO Cl O N+ 慢 O Cl
O–
Cl
OCH3 NO2
Cl
亲核取代
1,芳环上
2,饱和碳上 3,立体化学问题
O
多取代的控制问题
以前的例子:
NH
NH
NH2 + Br
NH2 RBr
NHR RBr
NR2 +
N R3Br
+
-
O COOH
Cl
OH
例:
OH O Cl O NH2 NH Cl
+
NH2CONH2
OH O O NH2 NH Cl
+
NH2CONH2
另一种方法:
NH2
NaNO2,HCl
N2Cl
HO
Cl
Cl N
OH N
Na2S2O4 , 2H2O
Cl
OH NH2
Cl
NO2
OH
KOH , H2O 甲醇
Cl Cl
NO2
d
"for his researches on plant pigments, especially chlorophyll"
叶绿素
维尔斯塔特是德国有机化学权威,叶绿素晶体结构的发现者。 1872年8月13日出生于德国,犹太人。从小喜欢栽花种树,希望 把植物的一切搞清楚。 进入慕尼黑大学后,在贝耶尔实验室当助手,得到贝耶尔的 严格培训,对生物碱(如古柯碱、颠茄碱、莨菪碱、托品酸、芽 子碱)进行深入研究,并合成了甜菜碱。他和助手化了20年时间 对叶绿素进行净化提纯,得到了纯净的叶绿素,并确定了它的化 学成份和晶体结构。出版了“叶绿素研究”一书(1913年)。后 来又对花色素进行研究,阐明了花色不同是由于酸碱条件不同而 引起的,又确定了纤维素、淀粉的通式等,由于以上这些出色的 工作,于1915年获诺贝尔化学奖。 为逃避希特勒对犹太人的迫害,他离开德国逃亡到瑞士。 1942年8月3日因心脏病发作在瑞士逝世,终年70岁。