有机全合成——回顾与展望1

有机小分子不对称催化
最早是在20世纪70年代由 Hajos 和 Parrish 发现
有机全合成 ——回顾与展望
1 有机合成发展历史 2 什么是有机合成 3 有机合成的任务 4 有机合成路线的重要性 5 现代有机合成方法 6 结语
CONTENTS
目
录
PART
什么是有机合成 2
有机化学的开端始于有机合成
有机合成
官能团化
立体化学
有 机 化
价键理论 反应机理
学
有机波谱
金属有机化学
……
PART
有机合成的任务 3
有机合成化学的任务
一、为科学技术的发展、社会进步、改善人们的物质文明生 活提供具有各种性能的分子，并建立有效的生产方法。 二、有机合成化学要为理论工作提供具有多种特殊性能的分 子，以验证和发现新的理论。
三、天然存在的有机物毕竟种类有限，甚至有的含量甚微， 而人们需要的绝大多数有机物是纯品，几乎都靠人工合成。
奎宁
利血平
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源自文库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。
有
机
合
成 的
苯胺紫 methyl violet 1856
初
Perkin
步
发
展
茜素alizarin 1869
Graebe and Liebermann
靛蓝 indigo 1878
Baeyer
E. Fischer
Baeyer的得意门生之一
葡萄糖的合成代表着19世纪未有机合成的最高水平。 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。
Roche synthesis 瑞士罗氏公司
Gilead Science’s synthetic route
PART
有机合成路线的重要性 4
有机合成路线设计的重要性
1.路线设计决定合成水平——产率和纯度
R. Willstater合成颠茄酮的路线
21年后，R. Robinson提出的合成颠茄酮的路线：
青蒿素
中国唯一一种其分子结构得到国际认可的中药
• 青蒿素的功用及提取 • 青蒿素的结构鉴定及人工合成
屠呦呦 研究员
周维善院士
发现其药效并提取
东晋葛洪《肘后备急方》中的 几句话吸引了她的目光： “青蒿一握，水一升渍， 绞取汁服”，可治 “久疟 ”。
中国科学院上海有机化学研究所的周维善院士主持并 参与了青蒿素结构测定和人工全合成。
此后，有机合成进入R.B.Woodward时代。
The Nobel Prize in Chemistry 1965
Robert Burns Woodward
一位不断向最复杂的天然有机物分子挑 战的人
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）
PART
什么是有机合成 2
二、什么是有机合成
一种理想的(最终是实效的)合成是指用简单的、安全的、环 境友好的、资源有效的操作，快速定量地把价廉、易得的起 始原料转化为天然或设计的目标分子
1.正向合成分析法：从已知原料入手，找出合成所需的直接或 间接的中间体，逐步推向合成的目标有机物。 基础原料→中间体→中间体→……→目标化合物 2.逆向合成分析法：将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的 中间体，而这个中间体，又可由上一步的中间体得到，以此类 推，最后确定最适合的基础原料和最终的合成路线。 目标化合物→中间体→中间体→……→基础原料
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反战导致更 高的合成目标
新的合成目标导致新反应、新方法 和新理论的预测出现，再提出更有 挑战性的合成目标
如此周而复始，形成良性循环
突破思想的桎梏：尿素的合成
弗里德里希•维勒 Friedrich Wöhler
1800-1882
弗里德里希•维勒在研究氰酸铵的合成，但他发 现在氰酸中加入氨水后蒸干得到的白色晶体并不 是铵盐，到了1882年他终于证明了出这个实验的 产物是尿素。维勒由于偶然地发现了从无机物合 成有机物的方法，而被认为是有机化学研究的先 锋。在此之前，人们普遍认为：有机物只能依靠 一种生命力在动物或植物体内产生；人工只能合 成无机物而不能合成有机物，维勒的老师当时也 支持生命力学说。维勒的发现可谓是冲破了旧思 想的桎梏，沉重击碎了有机物不可人工合成的拙 劣谎言，开创了有机合成的新时代。
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。
最近，Nicolaou K. C. 采用过量的IBX（o-iodoxylbenzonic acid) 试剂，利用“一锅法”反应，可直接合成托品酮及其类似物：
2.路线设计决定合成水平——手性控制，反应选择性控制
R-型（不致畸） S-型（致畸） “反应停”
一步不慎 全盘皆输！
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现代有机合成方法 5
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 22000193年年的H7HN19N型1新禽流流感感亦，曾可经用使达用菲奥做司早他期韦治作疗治。疗。
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