高等有机合成固相有机合成

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有机合成化学固相有机合成高等有机合成

概述

合化1001班主讲：于振宁小组人员：王玮宁锐马庆超

王小磊崔恩峰于振宁

有机合成化学固相有机合成高等有机合成

布鲁斯·梅里菲尔德(R.B.Merrifield)博士是世界著名的生物化学家,是Merrifield固相法的创始人。他由于发明了固相多肤合成法而荣获1984年度

诺贝尔化学奖。科学界对梅里菲尔德给予了众多的荣誉。1984年,梅里菲尔德由于固相蛋白质化学合成方法的建立而独享了该年度的诺贝尔化学奖。瑞典皇家科学院在授予诺贝尔奖时对他的成就评价为梅里菲尔德固相化学方法在多肽和蛋白质化学领域带来了一场革命,没有梅里菲尔德的

研究,今天一些几天就可以完成的实验或过程可能花费几年甚至几十年。

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固相合成技术(olid-phaeynthei)就是把底物或催化剂锚合在某种固

体载体上，再与其他试剂反应；生成的化合物连同载体过滤、淋洗，与试剂及副产物分离，这个过程能够多次重复，可以连接多个重复单元或不同单元，最终产物通过解脱试剂从载体上解脱下来，固相合成采用过量的反应试剂使反应进行完全，所以即使反应不完全(20%~30%)也可以进行，并

且通过简单过滤就能分离纯化产物。1963年Merrifield发明了多肽的固

相合成法，为有机合成史揭开了新的一页。固相有机合成反应产物分离、提纯方法简单，环境污染小，是一种较理想的合成方法。近年来，随着对连接分子和切割方法研究的不断深入以及各种新型树脂的发明，固相有机合成技术得到了迅速的发展和广泛的应用，成为目前有机化学的重要领域之一。因此，研究固相有机合成具有重大的理论意义和实践意义，为发展绿色化学与技术开拓了新途径。认真是能力，规范是水平

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固相有机合成(olid-phaeorganicynthei,简称SPOS)涉及的主要反应是将反应物或催化剂键合于高分子载体上，应用所需的反应试剂与键合于高分子载体上的反应物进行反应，最后选择适当的试剂将目标产物从树脂上断裂下来。

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固相有机合成适用范围：多肽、核酸、非天然大分子化合物、杂环化合物、天然有机化合物等。固相有机合成有以下特点：(1)后处理简单：反应完毕后只须通过过滤和用溶剂冲洗过量的试剂和未反应原料即可达到分离纯化目的方法简便而且减少了环境污染；(2)“稀释原理”的应用：交联度高而负载低的树脂(衍生官能<0.8mmolg-1)中反应中心相对分离，相当于在浓度较低的体系中进行反应，可减少一些副反应发生；(3)易于实现自动化：多组分平行合成(multipartparallelynthei)与组合库的建立都离不开合成方法自动

化。

可以合成大分子化合物，产物不需要分离纯化，收率高，可以实现自

动化合成操作。认真是能力，规范是水平

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固相合成中的载体一般是高分子树脂，其特点：(1)对试剂和溶剂具

有化学惰性，具有一定的机械稳定性，能够经受多次混合震荡操作，不受

明显损坏，如不发生机械性碎裂等。(2)不溶解但有一定的溶胀性。溶剂

分子渗入树脂中，树脂体积膨胀，内表面增大，变成类似凝胶状，使反应

位置能暴露于试剂中，利于化学反应的进行。(3)载体上又活性基或经过

化学修饰可引入活性基，能够与反应底物相连接，并且连接具有一定牢固性，不受后续反应过程的影响。(4)载体与底物连接后，要能够在合成中

间选择性地部分切下以检测反应程度，最后还要从载体上全部解脱下产物。目前，用于有机小分子的固相合成最常用的固相载体有交联聚苯乙烯、聚

酰胺树脂、TentaGel树脂等。另外塑料、棉花以及玻璃等其他材料也被

用作固相合成的载体。这些高分子材料常被制成80~200µ的粒度均m匀的

小球以供使用。认真是能力，规范是水平

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固相有机合成方法(1)多头合成法(multipinynthei)(又称多针法)

(2)茶叶袋法(teabagmethod)1985年Houghten等创立了茶叶袋法。

该法设计了带微孔(φ=74μm)的聚乙烯小袋(15mm某20mm)作为固相树脂

的容器，装入固相载体——树脂珠。反应时反应物试剂及各种溶剂可自由

穿透，而树脂珠则出不来，恰如泡入水中的茶袋

(3)光定向平行合成法(light-directedparallelynthei)

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固相有机反应的类型1.亲核、亲电取代反应

(1)固相条件下的亲核取代反应(2)固相条件下的亲电取代反应认真是能力，规范是水平

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2.亲核加成

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3.缩合反应

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4.Wittig及其相关反应

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5.氧化还原反应(1)氧化反应

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(2)还原反应

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例:多肽的固相合成:1963年，美国生物化学家R.B.Merrifield发展

了一种新的合成方法-多肽固相合成法。这是多肽合成化学的一个重大突破。它的最大特点是不必纯化中间产物，合成过程可以连续进行，从而为

多肽合成自动化奠定了基础。现在广泛应用的"蛋白质自动合成仪"就是在

这个基础上发展起来的。

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总结和展望近年来，固相有机合成反应取得了长足的发展，固相有机

反应由于其反应产物分离提纯比经典的方法简单，环境污染较少而倍受青睐。可以预见随着新型载体连接分子和切割试剂的不断出现将会有更多的反应类型。固态有机反应，由于没有溶剂分子的介入，反应的体系

不同于溶液中，造成了反应部位的局部高浓度，提高了反应效率。同时在

固态下，反应分子有序排列，可实现定向反应，提高反应的速率与收率、

选择性和空间效率。总之，固态合成是实现绿色生产的一条理想通道，其

发展前景是诱人的。然而，并不是所有的有机反应都能在固体状态下进行，一些有机反应在固态状态下是易爆的。在此情况下，为了提高反应速率，

使用溶剂是必要的。对有机合成反应来说，选择最好的反应条件是非常重

要的。对于那些在固体状态下反应进行比较温和的反应，固态反应是较好

的选择。而对于那些在固体状态下反应强烈的反应，不使用有毒溶剂的液

相反应是较好的方法。但是从实验室走向规模化生产还须在理论上和实际

上继续探索。

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