有机合成Organic Synthesis

C + C C C
太活泼，难于定向控制—— 合成少应用 离子反应：
C + C C C
电子受体 电子给体 （亲电） （亲核） 协 同 反 应 ： 环加成的重要方法。
取代 加成
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
用于形成新的C－C键的反应： （1）、亲核取代： 电子给体（亲核试剂）：碳负离子或潜在的碳负离子都是 金属化合物（由卤代烃，端？） C4H9MgBr R2CuLi RCH=CHMgBr phMgX
（2）、Beckmann重排：
NOH H H N O
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
二、在分子骨架特定位置上引入所需的官能团 最理想的情况是在骨架改变的同时在直盯盯位置引入 官能团，但仍然时常需要官能团的引入、消去合相互转变。 （Comprehensive Organic Transformations）
NH O O
17步，总产率为0.75% . Willstatter (1896) COO CHO NH O COO Cu CHO + NH2CH3 + H2C COO 总收率90%，（献下17%） （1917，R . Robinson） H2C O Cu COO
Chapter 21
§一、重要性和基本要求
2、加成反应 ： 烯烃 ＋ 卤素：
+ Br2
②H2O2/OH
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
R C C R'
H2 / Lindlar催化剂 R H H2 / Lindlar催化剂 H R COOR
2、碳链的缩短，有时为满足目标化合物的结构要求
CH2（COOHC2H5）2 NaOEt RX RCH（COOHC2H5）2 H3O －CO2 RCH2COOH
RCOOAg + Br2 O RCNH2 Br, OH
RBr + AgBr + CO2
Hunsdiecher 反应
RNH2 + CO2
Hoffmann 降解
R2 O Br2 + NaOH R1 R2 C NH2 NH2 H H R2 OH R2 Cl R2 R1 H N R1 ③ SN2： Nü + H R2 X Nu R1 H R2
1、取代：
①
R1
②
R1
SOCl2
R1
H SOCl2 Cl
H
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
Br H H Br Br + HOBr OH 稀 KMnO4 或H2O2/OsO4 ①RCO3H ②H2O CH3 ①B2H6 OH OH OH H H OH CH3 H H OH + Br OH
COOH
Chapter 21
五员：
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
CO2Et COOEt COOEt EtO O
Dieckman 反应
六员：
CH3 H2/Ni 压力 CHO CHO CH3
+
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
4、重排反应： （1）、Pinacol重排：
OH OH H O
好的合成路线的要求： 1、 步骤少 （多则总产率低、时间、原材料消耗多）； 2、产率高 （副反应少，分离能化简）；
3、原料便宜易得 （还要加上无毒、少毒）反应条件、设备
易于实现；还应加上绿色化学的考虑： (“原子经济 性”， 污染尽可能少)。
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
碳骨架 有机化合物结构 功能团种类和位置 分子构型 一、合成合适的碳骨架：
1、官RX + Nu Nu = RCH2OH OH , HX RNa + X OR , SR , X = Cl , Br , I , OTs NHR , N3等
RCH2X + H2O
Chapter 21
例：
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
往往是合成了一类新化合物，随之开辟了一类新的研究 领域： 冠醚的合成冠醚化学： 穴状 套环，配位化合物化学、生物、？中的受体理论 笼状
巴基球巴基球化学。（碳纳米管，碳纳米球……） （C60，C70……）
Chapter 21
§、一重要性和基本要求
新药开发： （平均6000个新化合物，才能找到一个真正 成为新药的化合物； ？ 催化剂 “化学创造增加的研究对象” 复杂天然化合物的总合成 代表了有机合成的最高水平 许多诺贝尔奖获得者——复杂天然化合物总合成的大师； 如： WoodWard . R . B (1965) : Vitamin B12 －VB12 (1973) Erythonolide (红霉素A) (1981) Corey . E . J . (1990) : PGF2α ; PGE2…… Nicolaou . K . C : Taxol (紫杉醇)(1994). Brevetoxinl 个别、单一的反应—— 组合起来用于合成某一目标化合物. 学 用
RX ＋ Li Rli + Cu R2CuLi
……………… RC三C- +MgX +Na
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
一些吸电子基α－位上的 H 在碱存在下转变成烯醇
盐型电子给体：
O LDA,THF H3C C CH3 O LDA,THF H3C C OEt2 NaOEt CH2(COOEt )2 O O O H2C C CH3 O H2C C OEt2 CH(COOEt )2 O O O H2C C CH3 O H2C C OET2
合成指定结构的化合物
碳链增长—— 最主要（合成——由小分子 大分子）；
碳链缩短—— 有时也回到； （如果大点的化合物物天然或合成易得的）； 成 环—— 对环状化合物是关键；
（重 排）
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
1、碳链的增长：( 现有的反应从机理上分三类) 自由基反应：
Chapter 21
§一、重要性和基本要求
许多结构复杂的天然化合物都已相继被合成，像海葵霉素 (分子中含68个手性中心！)，都能立体选择性合成。 (1994 . Y . Kishi)，为有机化学工业，制药工业提供各种性能和用途的新 产品。 有机合成：第一步是设计合理的合成路线： 例：颠茄酮的合成.
O X = O C CH3 NH2： ArNH 2 COOH：
CH2X
C O
H2NNH2 / NaOH / 三缩乙醇 或Zn/HCl (Clemmenson)
CH2
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
三、立体化学控制： 要使目标化合物具有指定的构型往往是合成工作中最困难 的部分，必须采取立体选择性反应： 我们已学过的立体有机选择性的反应：
氧化程度不同的可以通过氧化－还原反应相互转化：
LiAlH4 RCOOR'
CrO3 2 RCH2OH
N
RCHO
RCOOH SOCl2 O R C Cl
KMnO4 H
NaBH4 RCH2OH Al（OiP）3 丙酮 NaBH4 RCHO
Lindlar
OH R C R' H
O R C R'
Chapter 21
RCOO + CH3I RCHO + R'CHO
O NaOH,I2 （2）、卤仿反应：R C CH3
O3/Zn+H2O
（3）、烯的氧化： RCH
CHR'
（4）、酮的氧化：
O R C R'
RCOOH + R'COOH KMnO4 ,H O RCOOH R C OR' （R' > R）Baeyer-villiger
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
芳环上的亲电取代：
+ RX AlCl3 R
H3C + H3C OH C CH3 H CH2
H
C（CH3）3
+ CH3
H
CH3 CH CH3
O + R C Cl
O AlCl3 R CH2Cl
+ HCHO + HCl
ZnCl2
Chapter 21
（1）、脱羧
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
NaOEt
H3C C C C OEt H3C C C C OEt 或NaOH H H2
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
CH2(CN )2 NaOH CH(CN )2 K2CO3 O O H3C C C C CH3 H
O O H3C C C C CH3 H2 CH3NO2 O + NaOH
有 机 化 学
Chapter 21 第二十一章
有 机 合 成 Organic Synthesis
尤田耙
Chapter 21
§一、重要性和基本要求
由结构简单的基本有机原料结构较复杂的目标化合物 重要天然化合物的结构确认； 有机合成是一切有机研究的基础——合成样品，才有可 能进行各种研究 ； ？ 理论研究（物理有机）
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
（2）、负碳离子对羰基的亲核加成——最主要的一大类反应
O R C R'（H） O R C Cl R‘’MgX O R C OR' H O R C R'' H OH R C R'（H） R''
R C N O R''
O CN + R C R'（H）