第四讲-有机合成控制方法与策略
有机化学基础知识有机合成的策略和方法
有机化学基础知识有机合成的策略和方法有机合成是有机化学的核心和基础，它为我们合成新的有机分子提供了一系列的策略和方法。
相比于天然产物的提取，有机合成能够通过人工的方法来构建分子的结构，具有更大的灵活性和创造性。
本文将介绍有机合成的一些常用策略和方法，以及它们在合成过程中的应用。
一、选择合适的反应类型在有机合成中，选择合适的反应类型是至关重要的。
常见的有机反应类型包括酯化反应、还原反应、加成反应等。
酯化反应是通过酸催化或酶催化，将醇和酸酐或酸进行反应，生成酯。
还原反应是将有机化合物中的氧或氮原子还原成更低的化合态，常用的还原剂有金属氢化物、铝铵和亚磷酸酯等。
加成反应是特定的化学反应，需要两个或更多的反应物以及特殊的催化剂，通过在分子中建立新的化学键和断裂旧的键。
二、合适的官能团转移在有机合成中，考虑官能团的转移是一个重要的步骤。
官能团转移是指改变有机化合物中官能团的位置，可以通过各种化学反应实现。
例如，脱水反应常用于醇和酸酐之间官能团转移的反应，通过去除一个或多个水分子，实现醇和酸酐之间的酯化反应。
三、合适的保护基和解保护在有机合成中，有时需要对某些官能团进行保护，以防止其参与不需要的反应。
一旦需要使用被保护的官能团时，可以通过解保护将其恢复至活性状态。
常用的保护基有酯保护基、醚保护基、脱羧保护基等。
保护基的选择应考虑到反应条件和生成物的稳定性。
四、选择适当的催化剂在合成过程中，催化剂常常起到重要的作用，可以加速反应速率、提高产率和选择性。
根据催化剂的类型可以分为酶催化、金属催化和非金属催化等。
酶催化是利用酶作为催化剂来促进化学反应，酶具有高效、高选择性和环境友好等优势。
金属催化是利用溶液中的金属离子或金属催化剂来提高反应速率和选择性。
非金属催化是指使用非金属元素或非金属化合物来催化反应，如有机催化等。
五、使用合适的溶剂和反应条件在有机合成中，选择合适的溶剂和反应条件是确保反应进行顺利的重要因素。
有机合成控制方法与策略
有机合成控制方法与策略有机合成是化学领域的一个重要分支，指的是利用有机化合物的化学反应方法，将简单的有机分子转化为复杂的有机化合物。
有机合成方法和策略的研究对于发展新型药物、农药、材料科学等领域具有重要的意义和应用价值。
下面我将从理论和实践两个方面展开，介绍有机合成的方法和策略。
一、有机合成控制方法1.反应条件控制：有机合成中通过调控反应条件，包括温度、溶剂、催化剂的选择等来实现反应的选择性。
例如，在原子经济的观点下，选择适宜的溶剂、温度和催化剂可以提高反应效率，减少副反应的生成。
2.反应副反应的抑制：有机合成中常常会伴随着一些副反应的生成，因此需要采取措施来抑制副反应的发生。
例如，通过加入特定的控制试剂或者优化反应条件，可以减少副反应的生成。
3.合成目标分子的选择：在有机合成中，合成目标分子的选择十分关键。
一方面，需要选择合成目标分子结构简单、易得的化合物作为研究对象，以提高反应可行性；另一方面，还需要根据合成目标分子的功能性需求，有针对性地制定合成策略。
二、有机合成策略1.简化合成路径：有机合成中经常会涉及多步反应，反应互有依赖。
为了提高合成效率，可以尝试简化合成路径，降低合成的步骤和条件。
这样不仅可以提高合成效率，还可以减少溶剂和催化剂的使用，减少废弃物的产生，对环境更加友好。
2.可逆反应的应用：在有机合成中，通过反复进行可逆反应，可以提高反应的收率和纯度。
例如，通过可逆反应合成间断的产物，然后再通过逆反应去除副产物，从而得到高纯度的目标产物。
3. 多组分反应：多组分反应可以同时反应多个化合物，从而得到一次多酸解的产物，节省合成步骤和时间。
例如，常见的多组分反应有Mannich反应、Friedel-Crafts反应等。
4.引入模块化思维：有机合成中，可以通过模块化思维来设计合成策略。
将复杂的有机分子分解为几个简单的模块，并采用模块之间可逆的反应进行组合，最后得到目标产物。
这样可以降低合成难度，提高反应的可控性。
有机合成控制方法和策略
OH
OH
Br2, CCl4
Br
选择性合成反应旳利用
• 立体选择性与专一性 (stereoselectivity and stereospecificity) ---烯键旳立体选择性反应 ---炔键旳立体选择性加成 --- Diels-Alder反应旳立体选择性 ---[2+2]环加成反应旳立体选择性
一种合理旳合成路线，一方面要看合成旳产 率高下，另一方面还要看工艺旳稳定性，合 成条件是否易控或工业上是否可行，以及后 处理是否以便。另外，安全性和环境保护等问题 也必须加以考虑。
计算机辅助有机合成设计
PASCOP程序(1978), EROS程序(1978), MASSO程序(1978), SST程序(1984), QED程序(1986), LHASA程序(1989), USTC程序(90)
R
RLi/CuI
O
O
a, b-不饱和酮旳双键也能够选择性地还原。
5 %Pd-C, 1% Na2CO3 O
O
H2
96 %
O
O
NaS2O4, H2O/PhH
R4NCl/NaHCO3
环氧化合物旳区域选择性开环
CH3ONa/CH3OH O
OH OCH3
O CH3OH/H+
OCH3 OH
芳环旳区域选择性亲电取代
2) NH4Cl, H2O Ph
O
OH RCO3H KF, NaHCO3
O
SiMe2Ph
1) HBF4,OEt2
2) MCPBA Ph
Configuration retained
OH
重排反应旳利用
利用重排反应能合成其他反应难以合成 旳构造单元。常见旳重排反应有：
有机化学基础知识点有机合成的策略与方法
有机化学基础知识点有机合成的策略与方法有机化学基础知识点有机合成的策略与方法有机化学是研究碳原子和碳原子与其他元素的化学结合及其化合物的性质和变化规律的学科。
它是化学学科中的一个重要分支，对于理解和应用有机化学的基础知识点至关重要。
本文将介绍有机合成的策略与方法，以帮助读者更好地理解和掌握有机化学基础知识。
一、官能团转化官能团转化是有机合成中常用的策略之一，它通过改变有机分子中的官能团结构来合成目标化合物，可以通过加、消、替等方式进行。
例如，醇可以通过氧化、脱水等反应转化为醛；醛可以通过还原反应转化为醇；卤代烃可以通过取代反应转化为醇等。
官能团转化是有机合成中常用的策略之一，其广泛应用于有机化学的学习和实践中。
二、碳碳键构建碳碳键构建是有机合成中重要的方法之一，它通过构建碳碳键来合成目标化合物。
常用的碳碳键构建方法包括：亲核取代反应、烯烃的加成反应、氧化还原反应、羰基化合物的加成等。
通过这些方法，可以有效地将有机化合物进行碳碳键的组装，从而构建出多样性的化合物。
三、保护基策略有机合成中，有时需要对某些官能团进行保护，以防止其在反应过程中发生不可逆的变化。
保护基策略可以通过添加特定的保护基来实现。
保护基可以阻止官能团的反应活性，待到所需反应完成后再去除保护基，从而得到目标化合物。
常用的保护基包括醇保护基、醚保护基、酮保护基等。
保护基策略是有机合成中常用的一种策略，能够有效地控制反应的进行。
四、立体选择性反应有机合成中，立体选择性反应是指在反应中保持或改变化合物的立体构型。
立体选择性反应可以通过选择性的催化剂、反应条件或选择性的反应活化基团等方法实现。
例如，不对称催化剂可以实现反应中手性产物的选择性合成；手性诱导基团可以在分子中引入手性中心等。
立体选择性反应是有机合成中常用的策略之一，能够合成出具有特定立体构型的有机化合物。
综上所述，有机合成的策略与方法包括官能团转化、碳碳键构建、保护基策略以及立体选择性反应等。
有机反应控制方法与策略课件
在一定条件下，增加反应物浓度可以加快反应速率。然而，过高的反应物浓度可能导致副产物增多，影响产物纯度和 选择性。因此，选择合适的反应物浓度是控制有机反应的重要手段。
实例
在酯化反应中，通过控制醇和酸的摩尔比，可以调节反应速率和产物选择性。
催化剂选择与优化
总结词
催化剂对有机反应的速率和产物 选择性具有显著影响。
有机反应控制方法与 策略课件
目录
• 有机反应控制的重要性 • 有机反应的类型与特点 • 有机反应的控制方法 • 有机反应的策略与技巧 • 有机反应实验的安全与防护 • 有机反应控制的未来展望
01
有机反应控制的重要性
有机化学的应用领域
药物合成
农业化学品
有机化学在药物合成中发挥着关键作用， 通过控制有机反应，可以合成出具有特定 结构和活性的药物。
利用人工智能和机器学习技术预测和优化有机反应，提高反应效 率和选择性。
新型催化剂和试剂
开发新型高效的催化剂和试剂，以实现更环保、更高效的有机合成 。
计算化学
利用计算化学方法模拟有机反应过程，预测反应结果，指导实验设 计和优化。
绿色有机合成的发展方向
绿色溶剂和反应介质
01
开发和应用环境友的溶剂和反应介质，减少对环境的污染。
02
有机反应的类型与特点
取代反应
总结词
有机化合物分子中任何一个原子或基团被试剂中取代基取代 的反应
详细描述
取代反应是有机化学中一类重要的反应，通常涉及有机化合 物分子中的氢原子被其他基团取代。根据取代基的性质和反 应条件，取代反应可以分为亲核取代、亲电取代和自由基取 代等类型。
加成反应
总结词
有机化合物分子中不饱和键与试剂发生加成反应生成新化合物的反应
有机合成的重要策略
有机合成的重要策略有机合成是一门研究有机化合物如何通过化学反应合成的学科。
在现代有机化学领域中，有机合成起着举足轻重的作用，广泛应用于药物研发、材料科学以及农业化学等领域。
为了高效地合成目标化合物，有机合成化学家们开发了多种重要策略和方法。
本文将介绍有机合成中的一些关键策略，并探讨其在有机合成中的应用。
一、环化反应环化反应是有机合成中常见的一种策略，它通过反应体系内的特定条件，将合适的分子转化为环状结构的化合物。
环化反应具有广泛的应用领域，特别适用于天然产物合成和药物研发。
例如，多环化合物的合成往往通过环化反应实现。
环化反应可以由各种条件实现，如溶液中的热反应、酸碱催化、金属催化等。
合理选择适当的环化反应条件，可以有效地合成目标化合物，并且提供有机合成的有效途径。
二、官能团转化官能团转化是有机合成中的另一个重要策略，它通过对有机分子中的官能团进行化学转化，从而实现目标化合物的合成。
官能团转化可以将某种特定官能团转化为另一种官能团，从而开发出多样性的有机化合物。
官能团转化反应常用的方法包括取代反应、加成反应、消除反应等。
合理选择适当的官能团转化方法，可以实现高收率和高选择性的有机合成。
三、不对称合成不对称合成是有机合成中的一种重要策略，它通过合成手段使得目标化合物的立体中心选择性地形成，从而制备单一立体异构体。
不对称合成在药物研发和农业化学中具有重要的意义，因为不同的立体异构体往往有不同的生物活性。
不对称合成的方法包括手性试剂催化的反应、手性配体金属催化的反应以及手性多面体催化的反应等。
通过选择适当的不对称合成方法，可以合成高纯度的手性有机化合物。
四、偶联反应偶联反应是有机合成中的一类关键策略，它通过两个或多个有机分子的连接来构建复杂的化合物。
偶联反应广泛应用于有机合成中，可以合成多样性的有机化合物，并且能够灵活地构建化学结构。
偶联反应包括碳碳键偶联反应和碳异元素键偶联反应两类。
常见的偶联反应有Suzuki偶联、Heck反应、金属卡宾反应等。
有机反应控制方法与策略课件
压力控制策略
调节反应物和产物的压力
通过调节反应物和产物的压力，可以控制反应的速率和选择性。
使用压力调节器
使用压力调节器可以将反应体系的压力稳定在一定的范围内，从而避免因压力波动对反应的影响。
压力控制实验技术
高压釜实验技术
通过使用高压釜设备，可以将反应体 系置于高温高压条件下进行反应，从 而研究压力对有机反应的影响。
详细描述
酯化反应是一种有机化学中常见的反应类型， 可以通过酸、碱等催化剂进行催化，同时也 可以通过选择合适的溶剂、控制温度以及添 加一些添加剂等手段进行控制。
案例二：烯烃复分解反应的控制
要点一
总结词
要点二
详细描述
金属催化剂、配体、温度、压力、底物等。
烯烃复分解反应是一种重要的有机化学反应，可以通过金 属催化剂和配体等手段进行控制，同时还需要控制温度、 压力以及底物等参数。
有机反控制方法与策 略件
• 有机反应控制概述 • 温度控制方法 • 压力控制方法 • 催化剂选择与优化 • 有机反应控制新技术 • 有机反应控制应用案例
有机反控制概述
01
有机反应控制的意义
实现高效、选择性合成
有机反应控制方法可以实现对化学反应的精确调控，从而使得化 学合成更加高效和具有选择性。
加热和冷却设备
为了实现精确的温度控制，需要 使用加热和冷却设备。加热设备 包括电热板、加热套等，冷却设 备包括冷凝管、冰浴等。
力控制方法
03
压力对有机反应的影响
压力对有机反应速率的影响
压力的增加可以影响有机反应的速率，通常情况下，压力的增加会导致反应速率 的增加。
压力对有机反应选择性的影响
压力的变化可能会影响有机反应的选择性，从而影响产物的形成。
有机合成中的反应路线设计与策略
有机合成中的反应路线设计与策略有机合成是一门研究有机物分子构建和合成方法的学科，它在药物合成、材料科学以及化学工艺等领域具有重要的应用价值。
在有机合成中，反应路线设计和策略的选择对于成功合成目标化合物至关重要。
本文将探讨有机合成中的反应路线设计原则以及常用的策略，并阐述其在合成过程中的应用。
一、反应路线设计原则：1. 起始物和目标化合物的选择：在设计有机合成反应路线时，首先要明确起始物和目标化合物的结构和性质。
起始物和目标化合物的结构差异越小，所需的步骤和反应条件可能越少。
因此，在尽可能简化合成路径的同时，选择结构相似性较高的起始物和目标化合物是一个重要的设计原则。
2. 反应活性和选择性：在设计合成路径时，需要考虑反应的活性和选择性。
活性高的反应通常需要较温和的反应条件，而选择性高的反应对于目标化合物的选择性合成至关重要。
因此，在实际应用中，合成路线的设计应该考虑到提高反应活性和选择性的策略。
3. 原子经济性和环境友好性：原子经济性是指在有机合成过程中，有效利用原料中各种原子的能力。
在设计合成路径时，应该尽量选择原子利用率高的反应，并尽量避免或减少产生副产物和废料的生成，以提高反应的原子经济性和环境友好性。
4. 立体选择性：在有机合成中，立体选择性是一个重要的设计原则。
立体选择性反应可以有效控制立体中心的形成，从而合成具有特定立体构型的目标化合物。
通过选择合适的催化剂、手性辅助剂和反应条件，可以实现立体选择性反应，提高目标化合物的合成效率和选择性。
二、常用的策略：1. 简化合成路径：通过选择简化合成路径的策略，可以减少合成步骤和反应条件，提高合成效率。
例如，可以通过选择具有多功能基团的起始物，从而在合成过程中减少功能团的引入和调整步骤。
2. 使用高效合成反应：选择高效合成反应可以提高合成效率。
例如，马丁尼科夫规则可以用来预测亲电取代反应的选择性；Suzuki反应和Stille反应等可以用于碳-碳键的构建等。
化学中的有机合成策略
化学中的有机合成策略有机合成是化学中的一个重要分支，涉及到有机分子构建的工程和材料制备等方面。
而有机合成的策略则是指在有机合成过程中所采取的方法和手段，是保证有机合成成功的重要因素之一。
本文将从反应底物、催化剂、溶剂、反应条件等方面讨论有机合成策略的应用。
一、选择合适的反应底物选择合适的反应底物是有机合成中的基本策略之一，它可以影响反应的效率、产率以及合成物的纯度等指标。
在有机合成过程中需要考虑的因素包括：1.反应键的易断程度：反应中需要断裂键的位置和断裂需受到考虑，理论上，键能越小，反应就越容易发生。
2.反应位置选择性：在有机分子中，不同位置处的官能团对反应的影响是不同的，选择性反应可以提高产率和精度，例如横向选择反应、质子转移反应等。
3.反应环境：不同的反应环境也会对反应底物的选择造成影响，例如酸催化下的反应要求选择能带电、亲电、易缩合的化合物为反应底物。
二、催化剂的作用催化剂是研究有机化学的一个重要分支，特别是对于低温反应、加速反应速率等有着巨大的促进作用。
此外，还可以改善产物的结构选择性和反应条件。
选择合适的催化剂是提高反应效率和产率的重要策略，目前常用的催化剂包括贵金属催化剂、化学催化剂、酶催化剂等。
其中，贵金属催化剂具有高活性和稳定性，适用于大多数有机反应，但价格昂贵；而化学催化剂则是一类常见、经济的催化剂，如铜催化剂、铁催化剂等。
三、选择适当的溶剂在有机合成过程中，溶剂作为基本反应介质，负责保证反应物的溶解度和稳定性，同时，也决定着反应速率和产物的选择性。
选择适当的溶剂是提高反应效率和反应条件的重要策略。
在溶剂的选择中，应考虑溶剂与反应底物的相容性、反应条件等因素，同时，还应注意溶剂的毒性、重金属等有害物质的含量及环境友好型的问题。
四、优化反应条件在有机合成中，反应条件是影响反应效率和产物选择性的关键性因素，包括反应温度、反应时间和反应pH值等。
不同反应条件下，反应底物和催化剂的活性是不同的，有时甚至对产物的结构选择性也有很大影响。
现代有机合成方法与技术第七章 有机合成控制方法与策略
Me OH OH Et (S,R) ? 赤式
Me
H
+
H HO
+
HO HO Et (R,S)
H H
Et
H
OH Me
OH
Me Me
Me OH H HO H Et (R,R) 苏式 H OH
OsO4
HO H Me H
HO
HH Et
Et
H HO
H Et
Et (S,S) ?
H
Br Me
Br Me
O O O
选择性还原反应：
不同官能团的选择还原
COCl
COOH
l SOC 2
NH 3
COOEt O O O OEt COOEt CONH2
COOEt Cl C O O CH
2
NH 3
CH3 COOEt
RCOCl
≌ RCH C O＞ RCOOCOR ＞ RCOOPh ＞ RCOOR' ＞ RCOOH ＞ RCONHR'
5.OsO4/I2-AgOAc-H2O氧化烯 烃为顺式邻二醇
HO
O
完全相同基团的选 择性：
NO 2
CH3 NH2
NO 2
NaHS MeOH
NH 2
NO 2
CH3 NO2 CH3 NO2Biblioteka SnCl2-HCl 邻位优先
NH4HS 对位优先
NO2 NH2
NO2
NH 2
NO 2
NO 2
SnCl2-HCl
O2 N
H OTs H
AcO-
H OTs AcO H
AcO
AcO-
R
S
S
有机合成中的选择性控制
有机合成中的选择性控制在化学领域，有机合成是一门极其重要的学科，它旨在通过一系列化学反应构建复杂而有用的有机分子。
然而，要实现高效、精准的有机合成，选择性控制是其中的关键环节。
选择性控制，简单来说，就是在一个复杂的化学反应体系中，让反应朝着我们期望的方向进行，生成我们想要的特定产物，同时尽量减少或避免不期望的副产物的生成。
这就好比在一个岔路口，我们能够准确地引导反应沿着我们设定的道路前进，而不会走入“歧途”。
为什么选择性控制如此重要呢？想象一下，如果我们在进行一个有机合成反应时，无法控制反应的选择性，那么就会产生各种各样的产物混合物。
这不仅会大大降低我们目标产物的产率，还会给后续的分离和提纯带来巨大的困难。
分离和提纯这些混合物往往需要耗费大量的时间、精力和资源，甚至在某些情况下，由于产物的复杂性，可能根本无法有效地进行分离和提纯。
为了实现选择性控制，化学家们采取了多种策略和方法。
其中，催化剂的选择和设计是至关重要的一环。
催化剂就像是化学反应的“指挥家”，能够通过调节反应的活化能和反应路径，来影响反应的选择性。
例如，在某些加氢反应中，使用特定的金属催化剂可以选择性地将碳碳双键加氢，而保留其他官能团。
反应条件的控制也是实现选择性控制的关键因素。
温度、压力、溶剂等反应条件的变化，都可能对反应的选择性产生显著的影响。
以温度为例，在不同的温度下，反应的速率和选择性可能会有很大的差别。
有时，稍微提高或降低反应温度，就能使反应朝着我们期望的方向进行。
反应物的结构和官能团的特性同样对选择性控制起着重要作用。
不同的官能团在反应中的活性和选择性是不同的。
通过合理地设计反应物的结构，引入特定的官能团，可以引导反应的选择性。
比如，在一个分子中同时存在醇羟基和羧酸基团时，通过选择合适的试剂和反应条件，可以选择性地对醇羟基进行保护，然后对羧酸基团进行反应，从而实现选择性的转化。
在有机合成中，区域选择性和立体选择性是两个常见的概念。
有机合成方法学
有机合成方法学的前沿研究领域
绿色合成：开发环境友好的合成方 法，降低能耗和减少废弃物排放
生物合成：利用生物催化剂进行有 机合成，实现高效、环保的合成过 程
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
智能合成：利用人工智能和机器学 习技术优化合成路线和实验条件
固相合成：研究固体材料中的化学 反应，探索新型的合成策略和材料
发展趋势：随着有机合成方法学的不断发展和完善，有机功能材料的合成将更加高效、环保 和智能化。
有机合成在其他领域的应用
制药工业：有机合成方法学在药物研发和生产中发挥着关键作用，可用于合成活性药物成 分和先导化合物。
农业：有机合成方法学可用于合成农药和植物生长调节剂，提高农作物产量和防治病虫害。
化学工业：有机合成方法学可用于合成各种化学品，如染料、颜料、香料、塑料等，广泛 应用于日常生活和工业生产中。
保护基团：在合 成过程中，使用 保护基团来保护 敏感的官能团， 避免副反应的发 生
立体化学控制： 利用反应过程中 的立体化学原理， 控制产物立体构 型，提高产物纯 度
高效合成方法： 采用高效的合成 方法，如串联反 应、一锅煮反应 等，缩短合成路 线，提高产率
有机合成的技巧
选择合适的反应条件： 如温度、压力、溶剂 等，以提高反应效率 和选择性。
有机合成的基本方 法
氧化还原反应
定义：通过电子转移实现有机化合 物转化
应用：在药物、染料、农药等领域 广泛应用
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
类型：催化氧化、自氧化、还原等
有机合成中的重要性：是实现有机 化合物转化的重要手段之一
亲核取代反应
定义：亲核取代反应是一种有机化学反应，其中亲核试剂进攻并取代反应物中的某基团
有机合成策略与控制
本章探讨了有机合成过程中的控制因素，包括反应条件和反应物浓度等。
本书的价值和意义也值得我们深入探讨。它为我们提供了一个全面的、系统的有机合成知识体系， 使我们对有机合成有了更深入的认识和理解。通过本书的阅读，我们可以学习到许多专家们的实 践经验和研究成果，从而在自己的研究工作中少走弯路，更好地实现自己的学术目标。本书的也 为有机合成领域的发展注入了一股强大的动力，有助于推动该领域不断向前发展。
作者们详细地分析了这些因素如何影响反应速率、选择性以及收率等方面，并介绍了如何通过控 制这些因素来优化合成过程。
第五章总结与展望
本书的最后一部分对《有机合成策略与控制》进行了总结，并指出了本书的优点和不足之处。还 对未来有机合成领域的发展趋势进行了展望，提出了一些具有建设性的建议。
本书的优点在于其系统地介绍了各种有机合成策略以及控制反应过程的方法，为从事有机合成工 作的专业人员提供了非常有价值的参考。书中还结合实际案例对各种策略进行了深入剖析，使得 读者可以更好地理解并运用这些策略。然而，本书也存在一些不足之处，例如在一些技术细节方 面可能有所欠缺，或者某些案例的分析不够深入。尽管如此，《有机合成策略与控制》仍不失为 一本研究有机合成的宝贵资料，对于想要深入了解有机合成领域的读者来说非常值得一读。
第一章有机合成策略概述
本章首先介绍了有机合成策略的基本概念、发展历程和主要分类，其中包括逆向合成、保护基团 策略、串联反应等。还讨论了有机合成策略的选择原则和优化方法，为读者提供了关于有机合成 策略的书中的各种有机合成策略进行了详细的介绍。其中特别突出的是逆向合成策略，它是一 种通过将目标分子拆分为相对简单的原料分子来进行合成的技术。作者们还讨论了逆向合成策略 的优缺点以及应用范围，同时还介绍了一些成功的商业案例。
有机反应控制方法与策略
CO2Et +
CO2Et O
EtO 2C
hv
EtO 2C
H O
（四）烯烃顺反异构体在加成反应中的立体选择性
链状或环状烯烃在各类加成反应中因加成反应的历程不同而 呈现不同的立体选择性和立体专一性。
烯烃在催化氢化反应、与 OsO4或冷稀KMnO4的邻二羟基化反 应及硼氢化－氧化反应中呈现顺式加成的立体选择性；
Py
HO
CH2OAc
HO
CH2OH Ac 2O
BF3 Et 2O
AcO
CH2OH
此处化学选择性的改变是由于醇羟基比酚羟基更容易与刘易斯酸 形成络合物（ RO+→BF3-），致使醇羟基的酰化反应受阻，酰化反应选 择性发生在酚羟基上。
2.羰基的选择还原
羰基也会因其还原剂或化学环境的不同而发生选择性的还原反应。例如 :
O
Br2 / CCl4
。
-20 C
CH3OH / CH 3ONa 压力
Br Br
OCH 3
(90%)
HC C(CH2)7CH C(CH3)2 CrO3 HC C(CH2)7COOH + O C(CH3)2
CH3
- H2 / Pd CaCO3
HC C C CHCH2CH2OH 喹啉， 80%
CH3 H2C CH C CHCH2CH2OH
O
Ac2O
HO
NH2
HO
NHCCH3
（三）处于不同结构环境的相同官能团选择性
1. 羟基的选择性反应
伯醇羟基被氧化活性 ＞ 酚羟基
OH
OH
CrO3 , Py
OH
。
CH2 Cl2 , 25 C
CHO
第七章 有机合成控制方法与策略
﹥
RCOOCOR ﹥ RCOOPh﹥ RCOOR' ﹥RCONHR'
当两种酰基存在于同一分子时，活性较高的酰基 优先反应。如：
例
由
EtOOC
COOH
合成
EtOOC
CONH 2
分析： -COOH活性比 -COOR 的低，只能先使-COOH活化。 问题：若直接氨解会生成什么产物？
2、处于不同化学环境的相同官能团的选择性
RCHR'OH) ﹥ RCN(
﹥
RCH2NH2)
﹥
﹥ RCOOR' (
RCH2OH)
RCONHR'
(
RCH2NHR')
﹥
﹥ RCOOH (
RCH2OH)
选择性还原 可利用它们的(见上)活性差异进行选择性还原。如 叁键比双键易被氢化还原，双键比羰基活性高，因此， 下面的反应可以发生：
RCH CHCH2C CH
O
RLi CuI
O
R
O O MgBr CuI
三、立体选择性与立体专一性反应
凡在一个反应中，一个立体异构体的产生超过另外其它可能 的立体异构体，该反应就为立体选择性反应。如：
CH3-C C-CH3
Na/NH3(l)
CH3 C H
H C CH3
立体专一性反应是指由一种立体异构体反应生成特定的立体异 构产物的反应。如：
O
CH 2OH
O CO 2Me NaBH 4,CeCl 3 EtOH,H 2O,15 0 C CHO OH CO 2Me
CHO
3、两个完全相同的官能团
两个完全相同的官能团，也可采用一定的方法进行 选择性氧化。 （1）选择性试剂的应用
有机合成的策略与方法
有机合成的策略与方法有机合成是一门关于合成有机化合物的科学，是化学领域中的重要分支之一。
通过有机合成，人们可以创造出各种有机化合物，用于药物、农药、材料科学等领域。
本文将探讨有机合成的一些策略与方法。
1. 保护基策略保护基是在有机合成中起到保护反应中某些官能团的作用，以防止其被无关官能团或试剂影响。
常用的保护基有酯、羟甲基、丙酮等。
通过选择合适的保护基，可以在有机合成中实现对特定官能团的保护，保证反应的顺利进行。
2. 活化与取代策略活化与取代是有机合成中常用的策略之一。
通过活化原料化合物，使其能够更容易地发生替代反应，从而构建所需的目标分子。
常见的活化方法包括酸催化、碱催化、金属催化等。
活化与取代策略可以在有机合成中实现对特定官能团的选择性修饰，提高反应的效率和产率。
3. 等价替代策略等价替代是有机合成中常用的一种策略，通过将原料化合物中的一个官能团转化为另一个官能团，从而实现目标分子的构建。
等价替代策略可以减少中间步骤，提高反应的效率。
例如，通过将醛转化为酮或酯，可以实现简化合成路线，提高产率。
4. 环化策略环化策略是有机合成中常用的一种方法，通过将直链化合物转化为环状化合物，从而构建特定的结构。
环化策略可以通过环化反应或环形培育等方法实现。
例如，通过向烯烃中引入醇或胺基团，可以实现环化反应，构建环状化合物。
5. 还原与氧化策略还原与氧化是有机合成中常用的策略之一。
通过还原反应，可以将有机化合物中的氧化易位，从而实现目标分子的构建。
而通过氧化反应，可以将有机化合物中的还原易位，实现目标分子的构建。
还原与氧化策略可以在有机合成中实现对官能团的改变，构建多样化的目标分子。
有机合成的策略与方法多种多样，上述只是其中的一部分。
随着化学科学的不断发展，人们不断创造出新的合成策略和方法，用于解决有机合成中的难题。
通过灵活运用这些策略与方法，有机合成的效率和产率将不断提高，为科学研究和工业生产提供更多的有机化合物。
有机合成控制方法与策略
有机合成控制方法与策略1.控制反应条件：温度、压力、溶剂选择和反应时间等是影响有机合成反应的重要因素。
通过优化这些反应条件，可以达到提高反应收率和产品纯度的目的。
2.催化剂：催化剂的选择对有机合成反应起到关键作用。
合适的催化剂可以提高反应速率、增加产率，并且还可以选择性地促使一些反应路径。
3.保护基团：有机合成中，有时需要在反应过程中保护一些特定的官能团，以防止其发生不希望的副反应。
保护基团的选择能够在反应中提供所需的选择性和控制性。
4.模块化合成：模块化合成策略是将复杂的目标分子分解为多个简单的模块，并通过逐步组装这些模块来完成整体合成。
这种策略可以极大地简化复杂的合成过程，提高反应的可行性和合成的效率。
5.选择性合成：有机合成中，选择性是一个重要的概念。
通过选择合适的反应条件或适当的反应体系，可以实现特定官能团、特定立体异构体或特定位置的选择性合成。
6.多步合成：有机合成通常需要多个步骤来构建目标分子。
在每个步骤中都要考虑反应条件、官能团转化和产物纯化等因素，以实现高产率和高选择性的反应。
7.进一步提高收率：当反应收率较低时，可以采取一些策略来提高收率。
例如，可以通过改变反应条件、增加反应物的浓度、优化反应体系等方式来提高反应产率。
8.应用新的化学方法：随着有机化学的发展，不断有新的化学方法得到发现。
这些新方法可以扩展有机合成的反应类型和反应路径，同时也可以提供更高选择性和更高的效率。
总而言之，有机合成控制方法与策略是为了实现有机合成反应的高效、高选择性和高收率而采取的一系列技术手段和方法。
通过合理选择催化剂、优化反应条件、保护基团、模块化合成等方法，可以提高有机合成的效率和可行性。
有机合成中的可控合成策略研究
有机合成中的可控合成策略研究随着化学领域的发展，有机合成成为了现代有机化学的核心内容之一。
在有机合成过程中，可控合成策略的研究对于化学领域的发展具有重要的意义。
本文将从反应选择性、官能团保护和可逆反应控制等方面，探讨有机合成中的可控合成策略的研究进展。
一、反应选择性在有机合成中的应用反应选择性是指在有机合成中，对特定的功能团进行选择性反应，从而合成目标化合物。
近年来，许多研究者通过合理设计反应条件，发展了一系列具有高度选择性的有机合成方法。
1.1 基于催化剂的选择性反应有机合成中，催化剂在提高反应速率的同时，也可以实现对特定功能团的选择性反应。
例如，金属催化剂在碳-碳键的构建中发挥了重要作用。
铃木反应、Heck反应等在有机合成中得到了广泛的应用。
此外，还有最近发展起来的可逆催化反应，如金属有机氮自由基（NHC）催化的氢化反应，极大地提高了反应的选择性和效率。
1.2 功能团保护策略在有机合成中，由于底物分子含有多个官能团，往往需要选择性地进行反应。
这时，就需要用到官能团保护策略。
常用的官能团保护策略包括酯保护、醚保护、保护氮、保护羟基等。
通过保护某些官能团，可以在反应过程中阻止它们发生不必要的反应，从而实现对目标官能团的选择性反应。
二、官能团保护策略在有机合成中的应用官能团保护策略在有机合成中起着至关重要的作用。
通过选择合适的官能团保护策略，可以实现对特定官能团的选择性反应，提高合成效率。
2.1 醇保护策略有机合成中，醇保护策略的研究受到了广泛关注。
醇保护是通过引入保护基团来避免醇参与不必要的反应。
常用的醇保护基团包括醚基、酯基等。
通过选择不同的醇保护基团，可以实现对不同醇官能团的选择性反应。
2.2 氨基保护策略氨基保护策略是有机合成中常用的一种方法。
通过引入氨基保护基团，可以保护氨基上的反应活性，从而实现对其他官能团的选择性反应。
常用的氨基保护基团包括苯甲酰基、羟甲基等。
通过选择不同的氨基保护基团，可以实现对不同氨基官能团的选择性反应。
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同一官能团在不同化学环境下反应选择性
O CO2Et O CO2Et O CO2Et
O
O
O
不同化学环境的 相同官能团的反应选择性(1)
n
伯羟基、仲羟基、叔羟基、酚羟基和烯丙基 型羟基的不同的氧化活性。
OH CrO3 , py OH CH2Cl2, 25oC
酮的区域选择性反应
oO OH-
H+
OH
O O Ph O OEt Ph OHBr Ph EtO O Ph OHH2O O Ph Ph
Diels-Alder反应的区域选择性
O + OCH3 O OCH3 + O OCH3
主要的
次要的
反应是 “邻、对位” 定位的
α, β−不饱和羰基化合物的区域选择性
O O 1,4-add. or Michael add. Nu1,2- add. NuNu HO Nu
烯烃的区域选择性反应 芳香化合物的区域选择性取代反应 酮的区域选择性反应 Diels-Alder反应的区域选择性 α, β-不饱和羰基化合物的区域选择性
烯烃的区域选择性反应
Br2, HBr HBr Br H2O2 Br Br
芳香化合物的区域选择性反应
芳香化合物的亲电取代反应因定位基的性质 不同有不同的区域选择性。
t
OCH3 CH3
OCH3 NBS / CCl4 U. V. Light OCH3 Br
O 1) 2)
O Br
OCH3 OCH3 O3 / (CH3O)3P H OCH3 O OCH3 O 1) 80% H2SO4 CH3 2) ClOCH2OCH3 O CH3
3) NaOH O CH3 D
OCH3 1)CF3COOH 2)(CH3)3SiH C OCH3 O
醇羟基保护基试剂
成醚、缩醛、缩酮及酯类
n n n n n n n
Ac2O/Py(DMAP) Cl3CCH2OCOCl(TceocCl/Py) Br3CCH2OCOBr(TbeocBr/Py) PhCH2Cl/KOH, PhCH2Cl/Ag2O) Me3SiCl or Me2ButSiCl 二氢吡喃(DHP) Me2SO4/NaOH or Me2SO4/Ba(OH)2,
OMOM
O CH3
S OCH3 OMOM C D
S OMOM O CH HCl OH 3 OH A O B S OH C OH D OH O CH3 OH
BuOK/tBuOH O2 A B S
OMOM
氨基保护基试剂
质子化或成酰基衍生物
n n n n n
(F3CCO)2O(Tfac)
tC H OCON , tC H OCOC H NO (Boc) 4 9 3 4 9 6 4 2
Me H Br Et (S, S) Br H
Me H Br Et
苏式
(R, R)
以L-苏氨酸为原料构建 β-丁内酰胺的是立体专一反应
OH R COOH S NH2 OH COOH R S Br O O RR N/X Y O OH R S N X Y
苏氨酸
重氮化 溴代
溴代产物（构型不变）
脱溴 环氧化
潜在官能团应具备以下条件：
1、原料易得； 2、反应活性低，对尽可能多的试剂保持稳定； 3、能经选择性或专一性反应展示出来且条件温和； 4、可作为一个以上目标官能团的潜在者。
烯键的双键是一个 十分有用的潜在官能团
O O3 OsO4 RCO3H OHOH OH O OH O O Zn, H2O NaIO4
OH
HO
Ph3C+BF4- O OH OH
CHO
OH OH MnO2
OH O
不同化学环境的 相同官能团的反应选择性(2)
羰基的选择性还原，如饱和酮，α,β-不饱和 酮，即使都是饱和酮，也可因骨架环境的不同 而发生选择性反应。
n
O 1mol NaBH4 O O O 1mol B2H6 HO OH
O
O O NaBH4 / EtOH 76% O H
5）酰化反应的选择性酰化试剂的活性次序
RCOCl ~ RCH=C=O > RCOOCOR > RCOOPh > RCOOR' > RCOOH > RCONHR'
区域选择性(regioselectivity)
是指试剂对底物分子中两种不同部位上进攻的 难易差异，从而生成不同产物的选择性。
n n n n n
酚羟基保护基试剂
成醚、缩醛、缩酮及酯类
n n n n n
PhCH2Cl/KOH, PhCH2Cl/Ag2O Me3ButSiCl 二氢吡喃(DHP) Me2SO4/NaOH or Me2SO4/Ba(OH)2, ClOCH2OCH3(MOMO)
硫杂道诺霉酮合成中 保护基的应用
OH CH3 (CH3)2SO4 NaOH/Benzene OH OCH3 O CH3 OCH3 O Con. H2SO4 COOH SS COOH O
阻断基应用实例： 6－甲氧基－2－乙酰萘的合成
O ClSO3H HO C2H4Cl2 HO SO3H CH3COCl / AlCl3 C2H4Cl2 HO SO3H CH3
O 50% H2SO4 HO (CH3)2SO4 CH3 NaOH(40%) H3CO
O CH3
有机合成中保护基的应用：
保护基：
《现代有机合成研发》
第 四 讲
有机合成控制方法与策略
宓爱巧 研究员
合成路线一般化设计的 基本原则
n n n n n
目标分子结构的剖析 碳的骨架的构建 官能团的引入和转换 基团的反应性转换 立体构型
有机合成控制方法与策略
n n
选择性反应的利用 导向基的应用，包括活化基、 钝化基、阻断基和保护基
n n
α−位优先
O2N
O2N
β-位优先 H2N
不同官能团的化学选择性 (1)
1）双键与叁键的选择性加成 亲电加成，双键比叁键活性高
Br HBr (1mol)
当双键与叁键处于共轭时，则选择性正好相反；
HBr (1mol) Br
不同官能团的化学选择性 (2)
2) 不同类型的有机物催化氢化反应的活性顺序：
RCOCl > RNO2 > R C C R' > RCHO > R C C R' > RCOR' > ArCH2X H H > RCN > > RCO2R' > RCONHR' > > RCOOH
催化量三苯基膦 巧妙地实现了催化的Wittig反应
n
高效催化剂的使用不仅使反应加速、高选择 性地合成目标产物，而且避免了使用当量试 剂而引起废物的排放，这是减少污染最有效 的方法之一。
Wi43; ClCH2COOR + Bu3As
R HC CH COOR + HCl + Bu3AsO
Br
H2O
HO OH
OsO4
OHOH
H2
H H
H Me H Et OsO4
OH Me H HO Et H
H H
Me
Me H H OH OH HO HO
Me H H
OH Et OH
Et (S, R)
赤式
Br H
Et (R, S)
H Me H Et Br2 H Br H
Br Me Et Br H H
Br Me Et
潜在官能团及应用 反应性能的转换
有机合成选择性反应的应用－ 是首选策略
n
化学选择性
处于不同化学环境的相同官能团的不同反应性 官能团会因其参与反应的机制不同而显示不同 的反应性
n n
区域选择性 立体选择性与立体专一性
化学选择性(chemoselectivity)
同一官能团在不同反应试剂下反应选择性
为了使主反应顺利地进行，避免另一些官能团参与反应 或在反应过程中遭到破坏，可利用保护基将其保护起 来，反应完毕，再除去保护基。
选择保护基应符合如下要求：
1. 易于与被保护基团反应，而不影响其它基团。 2. 必须经受得起在保护阶段的各种反应条件。 3. 保护基团易于除去，去保护基团的条件不影响其它基团。
O
HO
H
不同化学环境的 相同官能团的反应选择性(3)
CH3 NH2 SnCl2-HCl NO2 CH3 NO2 NH4HS CH3 NO2
邻位优先
NO2 NH2(or OH) NO2
对位优先
NH2 NH2(or OH) NH2
NH4HS
邻位优先
NO2 NH2 NO2 SnCl2-HCl NH4HS NO2 NO2
3) 氢化锂铝还原不同化合物的活性顺序：
O > RCO2R > RCN > RCONHR' > RNO2 > ArCH2X
包括醛、酮、羧酸衍生物还原为醇（或胺）
不同官能团的化学选择性(3)
4) 烷基硼烷还原不同化合物的活动顺序
RCOOH > R C C R' > R R' O > RCN > O > RCO2R'
Cl3CCH2OCOCl (TceocCl) PhCH2OCOCl(cbz) PhthNCOOEt(Phth)
羰基保护基试剂
成缩醛和缩酮来降低羰基活性
n
甲醇、乙二醇、乙二硫醇、2－巯基 乙醇 原甲酸酯 [CH(OMe)3] 2,2-二甲氧基丙烷 环状仲胺（仅限于甾体化合物） 丙二腈
n n n n