第一章 有机合成概述(3课时)
《有机合成》 讲义
《有机合成》讲义一、有机合成的定义与重要性有机合成，简单来说，就是从简单的、容易得到的原料出发，通过一系列化学反应，构建出具有复杂结构和特定功能的有机化合物。
它的重要性怎么强调都不为过。
首先，在医药领域，许多药物的核心成分都是通过有机合成制备出来的。
比如我们常见的抗生素、退烧药等，没有有机合成技术，就无法大规模生产这些救命的药物。
其次，在农业中，农药和化肥的有效成分也常常依赖有机合成。
这对于提高农作物的产量和质量至关重要。
再者，有机合成在材料科学中也发挥着关键作用。
从高性能的塑料到先进的电子材料，都离不开有机合成的功劳。
二、有机合成的基本原理要进行有机合成，我们需要了解一些基本的原理。
反应类型：有机化学反应种类繁多，常见的有加成反应、取代反应、消除反应、氧化还原反应等。
每种反应都有其特定的条件和规律。
官能团的转化：官能团是有机化合物中具有特定化学性质的原子或原子团。
在有机合成中，通过对官能团的巧妙转化，可以实现化合物的构建和修饰。
选择性：包括化学选择性、区域选择性和立体选择性。
化学选择性是指在多种可能的反应中，只发生其中一种或几种；区域选择性是指在分子内不同位置的相同官能团发生反应的选择性；立体选择性则是指反应生成特定立体构型产物的能力。
三、有机合成的策略在进行有机合成时，需要有清晰的策略。
逆合成分析：这是一种非常重要的思维方法。
从目标化合物出发，逐步逆向推导，将其拆解为较简单的前体，直到得到可以直接获取的原料。
通过这种方法，可以规划出合理的合成路线。
切断法：根据目标分子的结构特点，选择合适的化学键进行切断，从而找到合成的关键步骤。
合成子：将目标分子分解成具有反应活性的片段，即合成子，然后通过合适的反应将它们连接起来。
四、有机合成中的反应条件控制反应条件对有机合成的成败起着关键作用。
温度：不同的反应需要在特定的温度范围内进行，温度过高或过低都可能导致反应失败或产生副产物。
溶剂：合适的溶剂可以促进反应的进行，提高反应的选择性和产率。
有机合成 PPT课件
• 共51步
自问世以来，有机合成为人类的发展、文明的 进步起到了巨大的推动作用。
1.2 有机合成的发展简介
• 阶段1 产生
• 1828年 Wohler 合成尿素
HOCN + NH3 H2O
OO
• 香豆素的合成开创了香料工业
• 阶段2 初期阶段的复杂天然产物的全合成 E. Fischer完成的(+)-葡萄糖的合成
• 官能团的复杂性， 立体化学控制 • 代表19世纪末有机合成的最高水平 • 获得1902年诺贝尔化学奖
(+)-葡萄糖
• 托品酮的合成
1) 1903年，德国化学家 Willstatter 合成了托品酮
如果说Woodward 一生奋斗的成就是将有机合 成作为一种艺术展现在世人面前，那么Corey 则是 将有机合成从艺术转变成为科学的一个关键人物。 他的逆合成分析是现代有机合成化学的重要基石， 推动了20世纪70年代以最难的合成 海葵毒素的合成
分子式：C129H223N3O54，分子量2680，64 个手性中心 •哈佛大学Kishi 小组于1989年合成成功 •“有机合成的珠穆朗玛峰” --------20世纪有机合成工作的标志
He was awarded the Nobel Prize in Chemistry in 1990 ‘for development of the theory and methodology of organic synthesis’.
Selected Synthesis by the Corey Group
2 C10H13N + 3 "O" K2CrO4
有机合成PPT精品文档
2、逆合成分析法
又称逆推法，其特点是从产物出发， 由后向前推，先找出产物的前一步原料 （中间体），并同样找出它的前一步原料， 如此继续直至到达简单的初始原料为止。
实现途径有两条：①是涉及到碳骨 架的变化②是碳骨架不变，只是官能团 的改变。
3 、顺推、逆推法结合运用
先用“顺推法”缩小范围和得 到一个大致结构，再用“逆推法” 来确定细微结构。
【学以致用——解决问题 一】 只用乙醇一种有机物(无机物可以任选), 合成:
CH2OH CH2OH
请同学们设计合成过程
10
加深练习：
只用乙醇一种有机物(无机物可以任选),
合成: COOCH2 COOCH2
请同学们说出其过程
11
CH3CH2OH
HOOC HOOC
CH2 CH2
O HC HC
O
②
COOCH2 COOCH2
2）尽量选择步骤最少的合成路线——以保证较高的产率。 3）满足“绿色化学”的要求。 4）操作简单、条件温和、能耗低、易实现 5）尊重客观事实，按一定顺序反应。
原料 顺 中间产物 顺 产品
逆
逆
34
二、有机合成的常见题型
1 给定原料、指定目标分子，设计合 成路线。
2 只给定目标分子，选择原料，设计 合成路线。
辅助原料
辅助原料
辅助原料
目标化合物
7
思考：
Cl
如何由 CH3CHCH3
制取
？ OH OH
CH2CHCH3
尝试设计合成路线
8
思考与交流： (1).引入碳碳双键的方法：
醇类消去、卤代烃消去、三键加成
(2).引入卤素原子的方法：
烷烃取代、烯烃或炔烃加成、醇的取代
有机合成概述
• 2.熟悉和掌握对各类、多种有机反应旳后处理、纯化和构造确证和质 量检测；
• 3.具有有机合成路线设计旳罗辑思维和策略（战略），对各步有机反 应旳选择和先后排列 利用自如。
• 下面就托品酮旳三条合成路线阐明合成路线设计旳主要性：
• (1) Willstatter R. M. (1923年诺贝尔化学奖)在1903完毕一条托品酮旳 全合成，其全合成21步之多。
酶化学法、不对称合成法和酶模拟法； • 7）测试措施，IR、UV 、HNMR、CNMR、二维和三维NMR、GC-Mass、
LC-Mass、元素自动分析仪和X-衍射仪等化合物构成和构造旳分析； • 8）人工智能，计算机辅助旳有机合成路线旳设计。
• 2.有机合成与其他学科旳交叉融合 • 1）与生命学科旳结合 • 2）与材料学科旳结合 • 3）与环境学科旳结合
o-Iodoxybenzoic acid 邻碘酰苯甲酸
1,1-DIHYDRO-1,1,1-TRIACETOXY-1,2-BENZOIODOOXOL3(1H)-ONE , Dess-Martin periodinane
(1,1,1-三乙酰氧基)-1,1-二氢-1,2-苯碘酰-3(1H)-酮
有机合成课件
第四章 第五章
②引入卤原子(—X)
烷烃、苯的取代 烯烃、炔烃与HX、X2的加成
醇与HX的取代
③引入羧基(—COOH)
醛的催化氧化 酯的水解(酸性)
④引入双键或三键：醇及卤代烃的消去。
(2)官能团的消除
①消除C＝C、C≡C或苯环：加成反应。
②消除羟基(—OH)：消去反应、催化氧化、酯化反应。
③消除醛基(—CHO)：加成反应、催化氧化。
子中官能团的相互转化，官能团的转化主要有下列几种形
式：
(1)引入新的官能团 (1)引入新的官能团
烯烃与水的加成 醛、酮与氢气的加成 ①引入羟基(—OH) 卤代烃的水解 酯的水解 醛的催化氧化
课件制作：韶关市田家炳中学高二化学备课组 制作时间：2010-2-22 9
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(12)银氨溶液，加热：醛基的氧化。 (13)新制Cu(OH)2加热：醛基的氧化。
课件制作：韶关市田家炳中学高二化学备课组 制作时间：2010-2-22 8
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第四章 第五章
二、有机物的合成
1．有机合成题的设计 依据有机物之间的相互转化，而根本的转化是有机物分
④消除卤原子(—X)：消去反应、水解反应。
课件制作：韶关市田家炳中学高二化学备课组 制作时间：2010-2-22 10
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第四章
(3)官能团的衍变 ①官能团的连续衍变：
卤代烃
→伯醇→醛→羧酸→酯 →仲醇→酮
→叔醇→不被CH2＝CH2→
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第四章 第五章
2．反应条件与发生的反应类型 (1)光照：烷烃的取代，苯环侧链上的取代。 (2)铁作催化剂：苯环上的取代。 (3)酸性高锰酸钾溶液：不饱和烃的氧化，伯醇、仲醇的 氧化，苯的同系物的氧化。
《有机合成》课件
O
CH3—C—CH3 + H2
催化剂 Δ
OH
CH3—CH—CH3
水
（3）卤代烃的水解 C2H5—Br + NaOH △ C2H5—OH + NaBr
（4）酯的水解
CH3COOC2H5
+
H2O
稀H2SO4 △
CH3COOH
+
C2H5OH
官能团种类、数目、位置变化
官能团种类变化:
水解
氧化
氧化
CH3CH2—Br
△
（4）
B NaOH乙醇 △
制
备
OOCCH3
Br2（5）
（8）浓硫酸△ （7）NaOH水
D
C
（6）H2
Br
Br
CH3COOH
△
催化剂
OOCCH3
HO
OH Br
Br
E
试判断A-D各物质的结构简式及(4)、(5)两步的反应条件：
有机合成应遵循的原则 （1）起始原料要廉价、易得、低毒、低污染。 （2）步骤最少的合成路线，步骤少，则产率高。 （3）合成路线要符合满足“绿色、环保”的要求。 （4）操作简单、条件温和、能耗低、容易实现。 （5）尊重客观事实，按照一定顺序和规律引入官能团。
如：以乙烯为原料合成草酸二乙酯
草酸二乙酯分子中含有两个酯基，按照酯化反应的规律，我 们将酯基断开，可以得到草酸和两分子的乙醇。说明目标化 合物可由两分子的乙醇和一分子草酸通过酯化反应得到。
O
C——OC2H5 C——OC2H5
O
2 C2H5OH +
O C—— OH C—— OH
O
根据我们学过的知识，羧酸可以由醇氧化得到， 草酸的前一步的中间体应该是乙二醇。
《有机合成初步》 讲义
《有机合成初步》讲义一、有机合成的概念有机合成是指从较简单的化合物或单质经过化学反应制备较复杂的有机化合物的过程。
简单来说，就是通过一系列的化学转化，将易得的原料变成我们想要的目标分子。
在日常生活和工业生产中，有机合成有着广泛的应用。
从药物研发到材料科学，从农业化学品到香料和食品添加剂，有机合成在各个领域都发挥着至关重要的作用。
二、有机合成的重要性1、满足人类需求药物的合成可以治疗疾病，拯救生命；新材料的合成可以改善我们的生活质量，如更轻便、更耐用的材料用于制造交通工具和电子产品。
2、推动科学发展有机合成的研究促进了化学理论的发展，让我们对分子结构和反应机理有更深入的理解。
3、创造经济价值许多有机合成产品具有巨大的商业价值，为企业和国家带来丰厚的经济效益。
三、有机合成的基本思路1、逆合成分析法这是有机合成中常用的一种策略。
从目标分子出发，通过合理的切断，将其转化为较简单的前体，然后逐步向前推导，直到得到容易得到的起始原料。
例如，要合成一个复杂的酯类化合物，我们可以先将其切断为醇和羧酸，然后再分别考虑醇和羧酸的合成方法。
2、官能团的转化在有机合成中，常常需要对官能团进行转化。
比如将羟基转化为醛基、酮基，或者将碳碳双键转化为羟基等。
不同的官能团有着不同的化学性质，了解这些性质是进行官能团转化的关键。
3、碳骨架的构建构建合适的碳骨架是有机合成的重要任务之一。
可以通过加成反应、消除反应、取代反应等多种方式来实现。
比如，通过醇的脱水反应构建碳碳双键，或者通过卤代烃与金属钠的反应构建碳链等。
四、有机合成中的常见反应1、加成反应包括烯烃与卤素、氢气等的加成，炔烃的加成等。
加成反应可以在分子中引入新的官能团或者增加碳链的长度。
2、取代反应如卤代烃的水解、醇与羧酸的酯化反应等。
取代反应常用于官能团的替换和位置的改变。
3、消除反应醇的脱水、卤代烃脱卤化氢等都属于消除反应。
消除反应可以减少官能团的数量，改变分子的结构。
有机合成完整版课件PPT
中202约1/3/1070%以上是有机化合物。
5
第四节 有机合成
2021/3/10
6
用化学方法人工合成物质
复写自然物质
HO
O O
HO
HO
OH
2021/3/10
7
用化学方法人工合成物质
修饰自然物质
解热镇痛药物——阿司匹林 难溶于水。
修饰
COONa
阿司匹林的钠盐，易溶于水，
CH3CH2Br合成CH3COOCH2CH3
4.有机合成的任务 （1）目标化合物分子碳链骨架的构建 （2）官能团的转化和引入
2021/3/10
13
5、有机合成的设计思路:
6、关键：
设计合成路线，即碳骨架的构建、官能团的引
入和转化 。 2021/3/10
14
【知识复习】
1、有机反应的类型
1）取代反应:甲烷、苯、醇的卤代,苯的硝化、 磺化，醇与活泼金属反应，醇的分子间脱水，酯 化反应，酯的水解反应等。
11
3.有机合成的过程
基础原料
副产物 中间体1
副产物
中间体2
目标化合物
辅助原料
辅助原料
辅助原料
有机合成过程示意图
这种按一定顺序进行的一系列反应就构成了合成路线
2021/3/10
12
【合作探究2】
观察探讨1中基础原料和目标产物的结构发生了 哪些变化？思考有机合成的任务是什么？
②卤代烃水解 水
C2H5Br +NaOH △ C2H5OH + NaBr
③醛/酮加氢
催化剂
CH3CHO +H2 Δ CH3CH2OH
④酯的水解
稀H2SO4
《有机合成》课件 (共48张PPT)
精选版课件ppt
28
例1
CH3 C CH2 CH3
CH2 C COOH CH3
精选版课件ppt
29
Br Br
CH3 C CH2 CH3 C CH2
CH3
CH3
OH OH CH3 C CH2
CH3
OH O CH3 C C H
CH3
精选版课件ppt
CH2
C COOH CH3 30
副产物
副产物
基础原 料
CHOH
精选版课件ppt
21
用化学方法人工合成物质
HO
O O
HO
HO
OH
精选版课件ppt
22
叶绿 素分 子的 结构
式
精选版课件ppt
23
维 生 素
B12 的 化 学 结 构
精选版课件ppt
24
用化学方法人工合成物质
• 修饰 • 自然 • 物质
解热镇痛药物——精选阿版司课件匹ppt林
25
CH3
2.醛.酮加氢气
催化剂
CH3CH=O+H2 Δ
CH3CH2OH
催化剂
(CH3)2C=O+H2 Δ (CH3)2CHOH
3.卤代烃水解
CH3CH2Cl
+H2O
NaOH
△
CH3CH2OH
H2SO4
4.酯的水解 CH3COOCH2CH3+H2O Δ 精选版课C件pHpt 3COOH+CH3CH2O7 H
-X的引入
8
-C=C-或-C=O的引入 官能团
引入
1.醇与卤代烃的消去反应
1）某些醇的消去引入C=C
CH3CH2OH
《有机合成》教案
《有机合成》教案第一章：有机合成的基本概念1.1 有机合成的定义1.2 有机合成的目的和意义1.3 有机合成的方法和分类1.4 有机合成的基本步骤第二章：有机合成的策略与设计2.1 有机合成的策略2.2 有机合成的设计原则2.3 有机合成的路线设计2.4 有机合成的优化与评价第三章：有机合成的反应类型3.1 加成反应3.2 消除反应3.3 取代反应3.4 缩合反应第四章：有机合成的常用试剂与催化剂4.1 有机合成的常用试剂4.2 有机合成的常用催化剂4.3 试剂和催化剂的选择原则4.4 试剂和催化剂的安全使用第五章：有机合成的实验操作技术5.1 有机合成的实验操作步骤5.2 有机合成的实验操作技巧5.3 有机合成的实验操作注意事项5.4 有机合成的实验操作案例分析第六章：有机合成的实例分析6.1 常见有机化合物的合成实例6.2 有机合成实例的解析与评价6.3 有机合成实例的改进与优化6.4 有机合成实例的综合应用第七章：有机合成的绿色化学7.1 绿色化学的基本概念7.2 绿色化学在有机合成中的应用7.3 绿色化学在有机合成设计的原则和方法7.4 绿色化学在有机合成中的挑战与发展第八章：有机合成的现代技术8.1 有机合成的现代技术概述8.2 有机合成的现代技术方法和原理8.3 有机合成的现代技术应用实例8.4 有机合成的现代技术发展趋势第九章：有机合成的安全与环保9.1 有机合成中的安全问题9.2 有机合成中的环保问题9.3 有机合成安全与环保的法规和标准9.4 有机合成安全与环保的实践措施10.1 实验报告的基本要求10.2 实验报告的内容与结构10.4 实验报告的案例分析与评价第十一章：有机合成的案例研究11.1 重要有机化合物的合成案例11.2 有机合成案例的策略分析11.3 有机合成案例的实验操作步骤11.4 有机合成案例的研究意义与影响第十二章：有机合成的工业应用12.1 有机合成在制药工业中的应用12.2 有机合成在材料科学中的应用12.3 有机合成在食品工业中的应用12.4 有机合成在其他领域中的应用第十三章：有机合成的科研前沿13.1 有机合成领域的最新研究动态13.2 有机合成新技术和新方法的发展13.3 有机合成在解决实际问题中的应用13.4 有机合成研究的未来趋势第十四章：有机合成的教学与实践14.1 有机合成教学的内容与方法14.2 有机合成实验的教学设计14.3 有机合成教学的案例分析14.4 有机合成教学的实践与反思第十五章：有机合成的未来发展15.1 有机合成在科学研究中的作用15.2 有机合成在国民经济中的地位15.3 有机合成面临的问题与挑战15.4 有机合成的可持续发展与展望重点和难点解析重点解析：1. 有机合成的基本概念、目的和意义，以及方法和分类。
《有机合成》 讲义
《有机合成》讲义一、有机合成的定义与重要性有机合成是指从较简单的化合物或单质经化学反应合成有机物的过程。
这是有机化学中最具挑战性和创造性的领域之一。
有机合成的重要性不言而喻。
首先，它为我们提供了各种各样的药物，从常见的感冒药到治疗癌症等严重疾病的特效药。
没有有机合成，我们难以想象如何获得这些拯救生命的药物。
其次，在农业领域，有机合成帮助我们生产出高效的农药和化肥，提高农作物的产量和质量。
再者，有机合成在材料科学中发挥着关键作用，为我们带来高性能的塑料、纤维和涂料等。
此外，它还在香料、食品添加剂等方面有着广泛的应用。
二、有机合成的基本原理1、官能团的转化官能团是决定有机化合物性质的关键部分。
常见的官能团包括羟基、羰基、羧基、氨基等。
通过化学反应，将一种官能团转化为另一种官能团，是有机合成中的重要策略。
例如，将醇羟基氧化为羰基，或者将羧酸转化为酯。
2、碳骨架的构建构建合适的碳骨架是有机合成的核心任务之一。
可以通过诸如亲核取代、亲电加成、消除反应等多种途径来实现。
例如，通过格氏试剂与羰基化合物的反应来增长碳链。
3、反应的选择性选择性包括化学选择性、区域选择性和立体选择性。
化学选择性是指在复杂的分子体系中，只让特定的官能团发生反应；区域选择性是指在有多个反应位点时，控制反应只在特定的位置进行；立体选择性则是控制反应生成特定立体构型的产物。
三、有机合成中常用的反应1、氧化反应常见的氧化剂有高锰酸钾、重铬酸钾等。
例如，高锰酸钾可以将醇氧化为醛或羧酸。
2、还原反应如使用氢气和催化剂将羰基还原为醇羟基，或者用金属钠和乙醇将硝基化合物还原为胺。
3、加成反应包括亲电加成和亲核加成。
例如，烯烃与卤化氢的亲电加成反应。
4、取代反应如卤代烃与醇钠的取代反应。
5、缩合反应如醛酮的缩合反应，生成更复杂的分子。
四、有机合成的设计策略1、逆向合成分析从目标分子出发，逐步拆解成较简单的前体，通过合理的反应步骤来实现合成。
2、切断法选择合适的化学键进行切断，得到合成所需的原料。
有机合成 课件
① 醇 (酚)的取代，② 烯烃 (炔烃)的加成， ③ 烷烃 (苯及苯的同系物)的取代。
(3)引入羟基的方法 ① 烯烃与水的加成 ，②卤代烃的水解，③ 酯的水解 ， ④ 醛的还原 。 [特别提醒] (1)有机合成要按一定的反应顺序和规律引入官能团， 不能臆造不存在的反应。 (2)有机合成过程中要注意官能团的保护。
[特别提醒] (1)有机合成应尽量选择步骤最少的合成路线，步骤越 少，最后产率越高。 (2)绿色合成的主要出发点：有机合成中的原子经济性、 原料的绿色化、试剂与催化剂的无公害性等。
1．下面是有机合成的三个步骤：①对不同的合成路线进 行优选；②由目标分子逆推原料分子并设计合成路线；③观察 目标分子的结构。其中正确的顺序是什么？
有机合成
1．有机合成的概念 有机合成指利用简单、易得的原料，通过 有机反应 ， 生成具有特定结构和功能的有机化合物。 2．有机合成的任务 通过有机反应构建目标化合物的 分子骨架 ，并引入或转 化所需的官能团。
3．有机合成的过程
4．官能团的引入 (1)引入碳碳双键的方法
① 卤代烃的消去 ，② 醇的消去，③ 炔烃的不完全加成 。
催化剂 如 HCCH＋HCl ―△―→ H2C===CHCl。 (3)醛、酮的加成，如 CH3CHO＋H2―△― Ni→CH3CH2OH。
3．常见的氧化反应中，官能团的引入或转化 (1)烯烃的氧化，如
一定条件 2CH2===CH2＋O2――――――→2CH3CHO。
(2)含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化，如
提示：逆合成分析法可表示为：目标化合物⇒中间体⇒基 础原料。故正确的顺序为③②①。
2．如何确定最佳合成路线？ 提示：当有几条不同的合成路线时，就需要通过优选的 方法来确定最佳合成路线：(1)必须考虑合成路线是否符合化 学原理，产率是否高，副反应是否少，成本是否低，原料是 否易得；(2)合成操作是否安全可靠等；(3)是否符合绿色合成 的思想。
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还原为“氢化青蒿素”
•青蒿素的结构鉴定及人工合成为结构改造工作打下了理论基础 屠呦呦 研究员于2011年获得拉斯克奖-被誉为“诺贝尔奖风向标” 的一个奖项。
Tamiflu or
oseltamivir
2005年10月禽流感恐慌席卷全球。达菲（奥司他韦）因其 对禽流感的疗效而成为明星药物 2009年的H1N1新流感亦曾经使用奥司他韦作治疗。 2013年H7N9 型禽流感，可用达菲做早期治疗。
Elias James Corey
有机合成化学的宗师级人物。在有机合成发展史 上被公认为伍德沃德概念上的学术接班人。他的鼎盛 时期被称为有机合成史上的“科里时代”，把有机合 成请下神坛的人物。
他的最大贡献在于将“伍德沃德创立的合成艺术 变为合成科学”，归纳并系统化了有机合成方法，提 出逆合成分析理论，使得合成设计变成一门可以学习 的科学，而不是带有个人色彩的绝学。
中美合资云南汉德生物技术有限公司， 1999年9月10日到2001年11月， 在两年多时间里，汉德公司先后生产了111公斤纯度在98％以上的紫 杉醇，除了13.1公斤被云南林业公安局扣押外，其余全部出口到了美 国，价值2个多亿。
N
HH N HO
C
CH3O
N 奎宁
CH3O CH3O
OO N
马钱子碱
1960年
1973年
Vitamin B12
历时15年，一百多人参加
1981年
18个手性中心，可能的光学异构体218(262144个异构体之一， 49人参加）。
Elias James Corey
艾里亞斯·詹姆斯·科里，。
完成了一百多种复杂天然产物的全合成，例如：前列腺素，多醚，生物碱，B-内酰胺 （重要的抗生素），大环内酯（另外一种重要抗生素），海葵毒素，卟啉、 长叶松萜烯(longifolene)等。
药物设计的手段，根据靶酶晶体结构的三维结构有 针对性地设计了高效低毒专一性强的神经氨酸酶抑 制剂。
b、有机合成工作者在科研中的任务和目的
天然产物全合成：在实验室内用人工的方法来复制 自然界的产物， 用以证明它的结构或足量地获得； 根据人们的需要来改造分子结构或创造出全新的结 构； 发展更加高效、绿色的试剂、催化剂及有机合成方 法。
有机化学的开端始于有机合成。
有机合成
官能团化
有
立体化学
机
价键理论
化 学
反应机理 有机波谱
金属有机化学
古老而年轻； 伴随整个有机化学的发展而发展； 合成方法和理论化学的发展导致 更高的合成目标； 新的合成目标导致新反应、新方 法和新理论测出现；再提出更有 挑战性的合成目标； 如此周而复始，螺旋式上升。
异构体可能是有效的，
而另一个异构体可能
是无效甚至是有害的。
被“反应停”夺去胳膊的孩子们
1992年，美国FDA发布了手性药物指导原则。要求所有在美国上 市的消旋体类新药，生产者均需提供报告，说明药物中所含的对 映体各自的药理作用、毒性和临床效果。欧共体国家及日本、加 拿大等国随后也规定了类似的法规。
青蒿素
生物模拟材料
• 例：通过对于糜蛋白酶中羟基与咪唑基等多功能基 团协同作用的研究，人们合成了相应的模拟酶，其 活性比天然糜蛋白酶的活性高10倍。
2
N NH
2
CHOH CH2 CH2COOH
有机导体和超导材料
• ——已经发现的有机导体中，绝大多数都是杂环化 合物
• ——第一个有机导体是四硫代富瓦烯 • ——第一个有机超导材料是四硒化合物
达菲的合成
生产达菲的主要原料——莽草酸，90%来自中国内地。
八角（茴香） 在八角的甲醇提取物中能含有超过10%的莽草酸
Roche synthesis 瑞士罗氏公司
Gilead Science’s synthetic route
奥司他韦是基于结构的合理药物设计的成功案例， 在这种药物的研发过程中大量应用了计算机辅助
四、几个重要有机合成术语
全合成（total synthesis） 绿色有机合成 (green synthesis) 不对称有机合成（asymmetric synthesis）
C-C 键形成反应 (C-C bond forming)
C-H 键活化反应（C-H bond activation)
全合成（total synthesis）和半合成：对一个复杂的从天然 产物中分离得到的有机物，用简单的有机底物进行多步反应合 成它的过程叫全合成；而采用结构相对复杂的另一种天然产物 作为起始原料去合成该有机物的过程，称为半合成或半全合成。 从自然界提取得到关键中间体，然后通过后续的化学
S
S
SS
Se Se
PF6 Se Se
2
储能材料
• 通过某些杂环分子的扩环和缩环反应，将太 阳能储存起来。
• 例：吡唑衍生物在光照下发生缩环反应，生 成环丙烷取代的重氮化合物，后者可储能
832J/g
工程高分子材料
• ——最早的杂环高聚物：聚酰亚胺 • ——多种杂环高分子材料具有优良的耐高温、
耐酸碱、耐氟化物和电绝缘性能 • 例：
他完成的全合成有： 1.奎宁 (1944年） 2.利血平（1956年） 3.胆甾醇（1951年） 4.马钱子碱（1954年） 5.羊毛甾醇（1954年） 6.叶绿素（1960年） 7.四环素（1963年） 8.维生素B12（1973年） 9.红霉素（1981年）
1944年
1954年
CH2=CH H
修饰完成的全合成称为半全合成。
紫杉醇
紫杉醇简介
• 紫杉醇：二萜类化合物
• 最早由太平洋红豆杉Taxus brevifolia的树皮
中分离 • 广泛用于治疗十几种癌症 • 目前主要来源于红豆杉属植物
• 红豆杉
主要原料植物 国家一级保护野生植物，全球十大濒危物种之一
• 生长缓慢 分布有限 Taxol含量低
树皮中Taxol含量:0.00001-0.069% 3000棵树=10吨树皮=1kg Taxol 直径20cm的红豆钐树需生长100年
由于红豆杉的紫杉醇含量很低，对资源 的破坏比较严重，美国、加拿大等国家对 红豆杉立法保护，药源地转向了中国等国 家。 1999年，国际市场的紫杉醇价格上涨。 最高时曾卖到2000美元1克。在暴利的驱使 下，一轮轮的红豆杉剥皮大战在滇西北的 横断山脉中上演。 据了解，由于毁灭性的 破坏，红豆杉在云南境内已濒临灭绝。
NO HO
O
N3
齐多夫定
NH2 N
NO HO
O S
拉米夫定
NH2
N
N
NN
HO
OH
O
OH
阿糖腺苷
NH2
N
NO HO
O
司他夫定
青霉素
抗菌素的一种，是从青霉菌培养液中提制的药 物，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素 。
HH H
N
S CH3
O O
N
CH3
COOH
手性药物
头孢类抗生素
第一代头孢 头孢噻吩钠
第三代口服头孢 头孢克肟
三、有机合成研究的内容及作用
研 究 的 内 容
研究的内容
任务和作用
a、 有机合成工业
基本有机合成工业：将廉价的天然资源及其初步加工的产 品进一步加工成乙醇、乙酸、丙酮等。
精细有机合成工业：合成药物、农药、涂料、香料等。
原料药合成
感冒药物
快克，康泰克，白加黑，康必得，速效感冒胶囊， 泰诺
主要成份为对乙酰氨基酚
Elias James Corey
科里也是一个富有创造性的学者，发明了许许多多 的试剂和方法(据统计有50种以上的重要试剂和合成 方法)。很多方法已经成为现代有机合成的惯用方法。
TBS保护基 PCC/PDC氧化剂
二亚胺还原剂 二噻烷极性反转技术
CBS不对称还原 Corey-Kim氧化
Elias James Corey
……
一、有机合成发展历史
第一个人工合成的有机物是尿素
NH4Cl+AgOCN=AgCl+NH4OCN（氰酸铵） 或2NH3H2O+Pb(OCN)2=Pb(OH)2+2NH4OCN
NH4OCN=CO(NH2)2（尿素）
茜素alizarin
1869 Graebe and Liebermann
靛蓝 indigo 1878 Baeyer
H2N O
OO
OH OH
OH HO
HO OH
C129H223N3O54, 分子量2680，
O
OH
Me
HO
OH
OH
64个手性中心
O
O Me OH
HO
N
N
H
H OH
Me O
HO OH
OH
OH OH
O HO
OH OH
Me
O Me
OH
OH
Me
O OH
OH
OH OH OH
O
OH
OH
HO OH
O HO
OH
OH
第二代头孢 头孢克洛
第四代头孢 头孢吡肟
1）耐胃酸适用于口服的头孢菌素种类较多；
2）头孢菌素类所致的过敏反应较青霉素类显著降低。
手性药物
OO H
N *
H
N O
O
R-型（不致畸）
H
N O
OO H N
*
当一个手性化合物进入
O
生命体时，它的两个
S-型（致畸） 对映异构体通常会表
现பைடு நூலகம்不同的生物活性。
对于手性药物，一个
E．Fischer由于在 sugar and purine方面的研究，成
为继Vant’t Hoff后第二位获得诺贝尔化学奖。