中科大有机合成-尤田耙教授的ppt

Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
O S O C SR HNO2 CH2OH 【H】 CH2X
X = O C CH3 NH2： ArNH 2 COOHl (Clemmenson)
CH2
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
R‘’MgX
R C N O R''
O CN + R C R'（H）
H
O R''C C + R C R'（H） OH R C C CR'' R'（H）
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
OH OH H R C C C CHO H2 H R NaOEt O H R C C C COOEt H2 R R RCH2CH C CHO
CH2NO2
N N H
为了保证烯醇盐有足够的浓度，必须根据α－H活性大小， 选择合适的碱。
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
电子受体：
δ R X O R C R'（H） δ O R C X（Cl，Br，OTs，等） δ O δ O C O R C N δ δ X＝Cl ，Br， OTs等
O O H3C C C C OEt H3C C C C OEt 或NaOH H H2 NaOEt
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
CH2(CN )2 O NaOH O CH(CN )2 K2CO3 O O H3C C C C CH3 H
H3C C C C CH3 H2 CH3NO2 O + NaOH
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
生成新的 C－C 键的反应： （1）、亲核取代：
CN C C R' RX + R'2CuLi CH（CO2Et）2 RHC C CH2Br + R'MgX H PhCH2Br + R'MgX R R' RCH（CO2Et）2 RHC C CH2R' H PhCH2R' RCN R C C R'
1、碳链的增长：( 现有的反应从机理上分三类) 自由基反应：
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 RX ＋ Li phMgX Rli + Cu R2CuLi
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） 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……）
NH O O
17步，总产率为0.75% . Willstatter (1896) COO CHO NH O COO Cu CHO + NH2CH3 + H2C H2C O Cu COO
COO 总收率90%，（献下17%） （1917，R . Robinson）
Chapter 21
§一、重要性和基本要求
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
O RCH2CO2
PhCHO + RCH2C O
2
PhCH C（COOH）2 O O O
Perkin反应 反
O O + H2C C CCH3 H O
NaOEt
Michael 加成
R'2C O + Ph3P CHR R'2C CHR
Robinson关环 关
Witty 反应
RCH CH CH3 + Br2 CH3 + Br2
NBS
Chapter 21
消除：
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
H2/Pt H X C C H H C C
－HX C C
H2/Pd
X = Cl , Br , I 强碱, X = OH, 强酸
X = N(CH3)3 , N（CH3）2 强碱, O
……………… 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 H3C C CH3 O H3C C OEt2 NaOEt CH2(COOEt )2 O O LDA,THF LDA,THF O H2C C CH3 O H2C C OEt2 CH(COOEt )2 O H2C C CH3 O H2C C OET2
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 红霉素A) (1981) 红霉素 Corey . E . J . (1990) : PGF2α ; PGE2…… Nicolaou . K . C : Taxol (紫杉醇 紫杉醇)(1994). Brevetoxinl 紫杉醇 个别、单一的反应—— 组合起来用于合成某一目标化合物. 学 用
②
R1
SOCl2
R1
H SOCl2 Cl
H
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§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
2、加成反应 ： 烯烃 ＋ 卤素：
RNH2 + CO2 Hoffmann 降解 O NaOH,I2 RCOO + CH3I （2）、卤仿反应：R C CH3
O3/Zn+H2O
（3）、烯的氧化： RCH （4）、酮的氧化：
O
RCHO + R'CHO
CHR'
R C R'
RCOOH + R'COOH KMnO4 ,H O RCOOH R C OR' （R' > R）Baeyer-villiger
（1）、脱羧
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
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
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)。
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§二、合成设计中几个彼此相关的因素
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'
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§二、合成设计中几个彼此相关的因素
OH MnO2 O RCH C C H O
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
氧化程度不同的可以通过氧化－还原反应相互转化：
LiAlH4 RCOOR'
2RCH2CHO
羟醛缩合 酯缩合
OH R' R C C COOEt H H（R''）
2RCH2COOR'
R' R C H（R''） + BrZn CH2COOC2H5
O
Reformatsky 反应
RCHO + CH2（COOH）2 胺
RCH C（COOH）2
Knoevenagel 反应
Chapter 21
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： 1、取代：
① R1 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