有机合成化学绪论
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1.2.1.1 理论部分基本知识 （1）以有机化学的C，H，O，N和卤素基 本元素为主，发展到周期表中的多种元素， 可进行多种类型的反应。
• （2）以羰基反应为中心。 • （3）碳骼的建立和碳与官能团的结合。 • （4）氧化态。 • （5）反应的类型。
①骨架和官能团都无变化。例如，狄尔斯-阿 尔德反应：
有机合成化学绪论
1.1 有机合成化学的目的和任务
1.1.1有机合成化学的定义
有机合成化学是研究用人工方法合成、 制备有机化合物的理论和方法的科学。
1.1.2 有机合成化学的目的
利用有机合成化学制造天然化合物，确 切的确定天然物的结构、性质和用途，辅 助生物学的研究揭开自然界的奥妙；利用 有机合成化学的原理和方法，应用基本的 原料和试剂制造非天然的、会有特殊性能 的、有意义的新化合物。
例如在双键存在下，还原羰基的反应：
C3H7CH
O CHCCH3
Al(OPr-i)3 i-PrOH
OH C3H7CH CHCHCH3
又如用NaBH4还原戊烯酮，在加入CeCl3后， 选择性还原羰基而不还原烯键：
O OH
OH O COCH3 NaBH4/CeCl3
CH3OH
OH
O COCH3
1.2.2.2 区域选择性 区域选择性是指试剂对于一个反应体系的 不同部位的进攻，也可以是对两个处于不 同位置的两个完全相同官能团的选择性进 攻。区域选择包括环氧化合物的开环，烯 烃的氧化，环加成，导向基、保护基、活 化基的选择等。
加 氢
氧 化
O O H 加 氢
O H 脱 氢
O H
α-蒎 烯
α-蒎 烷
氢 过 氧 化 蒎 烷
蒎 醇
芳 樟 醇
1.2.3.2 利用新反应合成 当一些反应机理或合成方法学的研究者发现 了新的有趣的反应之后，自然而然地就会想 到如何应用这些反应于有意义的目标分子合 成中去。如Wittig反应发现后，迅速成为合 成碳-碳双键的重要方法，在天然产物维生素 A、前列腺素、昆虫信息素、白三烯等精细 化学品的合成中得到了广泛应用，并已由磷 元素发展到了硫、硒、碲元素等。
1.2.3.3 特定目标分子的合成
在反合成中目标分子可以拆成那些部分使
合成能有效地、简化地进行。此时，应考
虑根据目标分子的结构，可分成主体结构
部分和反合成中要变化的部分。并由此找
到目标起始物-原料。如：
HO
COOCH3 FGI
O HC
COOCH3
FGI
OCH3
O
1.2.3.4 有机合成设计的三部曲 第一步是对目标分子的结构特征和已知的理
1.4绿色有机合成化学
1.4.1 以绿色化学的原理审视和发展 有机合成方法学
1.4.1.1原子经济性 1.4.1.2发展高选择性、高效的催化剂
(1)催化的不对称合成反应
(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)生物转化反应
1.4.1.3 简化反应步骤，减少污染排放，开发 新的合成工艺
1.4.2新的或非传统的“洁净”反应介质的开发利用 1.4.2.1超临界和近临界流体 1.4.2.2 以水为介质的有机反应
O
CH3 + CH2
O
CHCN
C2H5ONa/C2H5OH
COOC2H5 CH3CHCH2CH2CN
O
N2H4/NaOH 乙二醇
HO2C(CH2)4CH(CH3)(CH2)2CO2H
60%
1.2.1.2 实验部分基础技术 ①实验室安全与记录。 ②常用仪器、装置及合成操作。 ③反应产物的分离、纯化和波谱分析。 ④空气敏感化合物的操作。 ⑤常用有机溶剂、试剂和气体的纯化。
1.2.3.1 利用原料和中间体等合成 我国是世界上松脂产量最多的国家，但绝大部
分松节油和松香只作为初级原料使用和出口， 深加工产品不多。α-蒎烯是松节油中的主要 成分，利用它作原料进行一些化学转化，可 以合成芳樟醇、高质量龙脑、光学活性樟脑、 二氢月桂烯醇、新檀香等系列产品，产生良 好的社会效益。
1.1.3有机合成化学的任务
• 内容是：基本有机合成和精细有机合成. • 任务是：以丰富的天然资源如煤、石油、动植物
等为原料，加工成有机产品。 • 特点是：产量大，质量要求低，加工相对粗糙，
工艺简单。 • 主要应用于：合成农药、医药、染料、香料、材
料等。
1.2 有机合成化学基本知识
1.2.1 基础技术
1.2.2 有机合成化学基本方法 好的合成反应的评价标准：
（1）高的反应产率 （2）温和的反应条件 （3）优异的反应选择性，包括化学选择性、
区域选择性和立体选择性等
（4）易于获得的反应起始原料 （5）尽可能是化学计量反应向催化循环反应
发展
（6）对环境污染尽量少
1.2.2.1 化学选择性
试剂对不同官能团的选择性反应。包括还 原和氧化两种。
第三步是从合成方向上进行审查，对合成树 剪裁、取舍，留下最佳路线。
1.3 有机合成化学的产生和发展
1.3.1 初创期（19世纪和20世纪前半叶） 1.3.2 艺术期（20世纪40-60年代） 1.3.3 科学和艺术融合期（20世纪60-90年代）
1.3.4 发展时期
1.3.4.1 以天然产物为目标的有机合成化学 1.3.4.2 与生命科学相结合的有机合成化学 1.3.4.3 与材料科学相结合的有机合成化学
例如：
BnO
CH3
CH2OH
O
LiCu(CH3)2,-20 ℃ 乙醚，95%
BnO
CH3 CH3 OH
OH
CH2 CHMgBr CuI,乙醚，-20℃,95%
CH3
BnO
OH
OH
1.2.2.3 立体选择性
凡在一个反应中，一个立体异构体的产生超 过（一般是大大超过）另外其它可能的立 体异构体，该反应叫立体选择反应。
立体选择反应可分为顺反异构的选择和对映 选择及非对映选择等。
例如：
O CHO Ph3P CHCOOH
O
O
CH2Cl2,Cat,HOAc,E/Z=94:6 O CH3OH,0℃,E/Z=10:90
O COOH + O
PhMgBr,CuI O
O H
Ph A
O H
Ph B
Ph H O
H Ph
O
COOH
1.2.3 有机合成路线设计
1.4.2.3 离子液体的应用
汇报结束
谢谢大家! 请各位批评指正
化性质进行收集和考察，由此可简化合成 问题或者避免不必要的弯路。如角鲨烯是 30个碳的三萜分子的一个中心对称的化合 物：
角鲨烯
第二步是以上述分析为基础，进而一步一步 倒推出合成此目标分子的各种路线和可能 的易得起始原料，既反合成。合成中间使 用各种各样的反应来形成分子骨架，改变 分子骨架上的官能团，从而最终获得目标 分子。
O +
O
O H CH3 O H CH3
②骨架不变而官能团变化。例如，呋喃与氨 在高温下反应得吡咯：
H
O
N
+ NH3 Al2O3,430℃
③骨架变化官能团无变化。例如，α,β-不 饱和酮与硫叶立德反应生成环丙烷。
O
(CH3)2SCH2Na
O
O
④骨架和官能团都变化。例如，由1,3-环己酮 合成长链脂肪二元酸，4-甲基壬二酸。
• （2）以羰基反应为中心。 • （3）碳骼的建立和碳与官能团的结合。 • （4）氧化态。 • （5）反应的类型。
①骨架和官能团都无变化。例如，狄尔斯-阿 尔德反应：
有机合成化学绪论
1.1 有机合成化学的目的和任务
1.1.1有机合成化学的定义
有机合成化学是研究用人工方法合成、 制备有机化合物的理论和方法的科学。
1.1.2 有机合成化学的目的
利用有机合成化学制造天然化合物，确 切的确定天然物的结构、性质和用途，辅 助生物学的研究揭开自然界的奥妙；利用 有机合成化学的原理和方法，应用基本的 原料和试剂制造非天然的、会有特殊性能 的、有意义的新化合物。
例如在双键存在下，还原羰基的反应：
C3H7CH
O CHCCH3
Al(OPr-i)3 i-PrOH
OH C3H7CH CHCHCH3
又如用NaBH4还原戊烯酮，在加入CeCl3后， 选择性还原羰基而不还原烯键：
O OH
OH O COCH3 NaBH4/CeCl3
CH3OH
OH
O COCH3
1.2.2.2 区域选择性 区域选择性是指试剂对于一个反应体系的 不同部位的进攻，也可以是对两个处于不 同位置的两个完全相同官能团的选择性进 攻。区域选择包括环氧化合物的开环，烯 烃的氧化，环加成，导向基、保护基、活 化基的选择等。
加 氢
氧 化
O O H 加 氢
O H 脱 氢
O H
α-蒎 烯
α-蒎 烷
氢 过 氧 化 蒎 烷
蒎 醇
芳 樟 醇
1.2.3.2 利用新反应合成 当一些反应机理或合成方法学的研究者发现 了新的有趣的反应之后，自然而然地就会想 到如何应用这些反应于有意义的目标分子合 成中去。如Wittig反应发现后，迅速成为合 成碳-碳双键的重要方法，在天然产物维生素 A、前列腺素、昆虫信息素、白三烯等精细 化学品的合成中得到了广泛应用，并已由磷 元素发展到了硫、硒、碲元素等。
1.2.3.3 特定目标分子的合成
在反合成中目标分子可以拆成那些部分使
合成能有效地、简化地进行。此时，应考
虑根据目标分子的结构，可分成主体结构
部分和反合成中要变化的部分。并由此找
到目标起始物-原料。如：
HO
COOCH3 FGI
O HC
COOCH3
FGI
OCH3
O
1.2.3.4 有机合成设计的三部曲 第一步是对目标分子的结构特征和已知的理
1.4绿色有机合成化学
1.4.1 以绿色化学的原理审视和发展 有机合成方法学
1.4.1.1原子经济性 1.4.1.2发展高选择性、高效的催化剂
(1)催化的不对称合成反应
(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)生物转化反应
1.4.1.3 简化反应步骤，减少污染排放，开发 新的合成工艺
1.4.2新的或非传统的“洁净”反应介质的开发利用 1.4.2.1超临界和近临界流体 1.4.2.2 以水为介质的有机反应
O
CH3 + CH2
O
CHCN
C2H5ONa/C2H5OH
COOC2H5 CH3CHCH2CH2CN
O
N2H4/NaOH 乙二醇
HO2C(CH2)4CH(CH3)(CH2)2CO2H
60%
1.2.1.2 实验部分基础技术 ①实验室安全与记录。 ②常用仪器、装置及合成操作。 ③反应产物的分离、纯化和波谱分析。 ④空气敏感化合物的操作。 ⑤常用有机溶剂、试剂和气体的纯化。
1.2.3.1 利用原料和中间体等合成 我国是世界上松脂产量最多的国家，但绝大部
分松节油和松香只作为初级原料使用和出口， 深加工产品不多。α-蒎烯是松节油中的主要 成分，利用它作原料进行一些化学转化，可 以合成芳樟醇、高质量龙脑、光学活性樟脑、 二氢月桂烯醇、新檀香等系列产品，产生良 好的社会效益。
1.1.3有机合成化学的任务
• 内容是：基本有机合成和精细有机合成. • 任务是：以丰富的天然资源如煤、石油、动植物
等为原料，加工成有机产品。 • 特点是：产量大，质量要求低，加工相对粗糙，
工艺简单。 • 主要应用于：合成农药、医药、染料、香料、材
料等。
1.2 有机合成化学基本知识
1.2.1 基础技术
1.2.2 有机合成化学基本方法 好的合成反应的评价标准：
（1）高的反应产率 （2）温和的反应条件 （3）优异的反应选择性，包括化学选择性、
区域选择性和立体选择性等
（4）易于获得的反应起始原料 （5）尽可能是化学计量反应向催化循环反应
发展
（6）对环境污染尽量少
1.2.2.1 化学选择性
试剂对不同官能团的选择性反应。包括还 原和氧化两种。
第三步是从合成方向上进行审查，对合成树 剪裁、取舍，留下最佳路线。
1.3 有机合成化学的产生和发展
1.3.1 初创期（19世纪和20世纪前半叶） 1.3.2 艺术期（20世纪40-60年代） 1.3.3 科学和艺术融合期（20世纪60-90年代）
1.3.4 发展时期
1.3.4.1 以天然产物为目标的有机合成化学 1.3.4.2 与生命科学相结合的有机合成化学 1.3.4.3 与材料科学相结合的有机合成化学
例如：
BnO
CH3
CH2OH
O
LiCu(CH3)2,-20 ℃ 乙醚，95%
BnO
CH3 CH3 OH
OH
CH2 CHMgBr CuI,乙醚，-20℃,95%
CH3
BnO
OH
OH
1.2.2.3 立体选择性
凡在一个反应中，一个立体异构体的产生超 过（一般是大大超过）另外其它可能的立 体异构体，该反应叫立体选择反应。
立体选择反应可分为顺反异构的选择和对映 选择及非对映选择等。
例如：
O CHO Ph3P CHCOOH
O
O
CH2Cl2,Cat,HOAc,E/Z=94:6 O CH3OH,0℃,E/Z=10:90
O COOH + O
PhMgBr,CuI O
O H
Ph A
O H
Ph B
Ph H O
H Ph
O
COOH
1.2.3 有机合成路线设计
1.4.2.3 离子液体的应用
汇报结束
谢谢大家! 请各位批评指正
化性质进行收集和考察，由此可简化合成 问题或者避免不必要的弯路。如角鲨烯是 30个碳的三萜分子的一个中心对称的化合 物：
角鲨烯
第二步是以上述分析为基础，进而一步一步 倒推出合成此目标分子的各种路线和可能 的易得起始原料，既反合成。合成中间使 用各种各样的反应来形成分子骨架，改变 分子骨架上的官能团，从而最终获得目标 分子。
O +
O
O H CH3 O H CH3
②骨架不变而官能团变化。例如，呋喃与氨 在高温下反应得吡咯：
H
O
N
+ NH3 Al2O3,430℃
③骨架变化官能团无变化。例如，α,β-不 饱和酮与硫叶立德反应生成环丙烷。
O
(CH3)2SCH2Na
O
O
④骨架和官能团都变化。例如，由1,3-环己酮 合成长链脂肪二元酸，4-甲基壬二酸。