第一讲有机化合物的合成

1、 广西大学化学化工学院应用化学教研室主任段文贵 教授博士硕导 第一讲 有机化合物的合成第二讲 有机反应和有机反应历程第三讲 有机化合物的结构推导 第一讲 有机化合物的合成一、 有机合成的基本知识（一） 有机合成（Organic Synthesis） 从简单易得的有机物和无机试剂出发，经过一步或多步化学反应来制备所需的化合物： (二) 原料选择 所谓简单易得的有机原料是指：a.直链小分子；b.脂肪族多官能团化合物；c.五元或六元环（脂环或杂环）化合物及其单取代衍生物；d.苯、甲苯、萘及其直接取代物等芳香族化合物。 (三) 目标分子（Target Molecule） 打算加以合成的分子，常以TM来

2、表示。也就是我们期望最终制得的产品。 (四) 中间体（ Intermediate） 在有机合成过程中各步反应所生成的产物，可为中性分子、正负离子或稳定的自由基，作为下一步反应的原料。 (五) 切断分析（Disconnection） 用于合成上的一种分析法，即将分子的一个键切断，使分子转变为一种以上的可能原料，此为化学反应的逆过程，用符号 如： (六) 合成子 （Synthon）与合成子等价物（Synthonic Equivalant) 合成子是指在切断过程中所得到的概念性的分子碎片，通常是离子（如和等）；含有合成子的试剂称为合成子等价物。 如： (七) 逆合成分析（Retrosynthetic

3、 Analysis） 从合成的目标分子出发，由后往前逆推，推导出目标分子的前体，并同样地找出前体的前体，如此继续直至到达较简单的起始原料为止。 (八) 合成路线的收率 经过多步反应后，获得目标分子化合物的总产率。保证一条合成路线具高收率的措施是：a. 设计合成路线时应尽可能减少反应步骤；b. 所采用的单元反应尽可能具有高选择性，副反应少，产率高；c. 尽可能选择反应条件温和，工艺易控制或易实现的合成反应。 二、 有机合成的设计方法(一) 碳骨架的构建（1） 增长碳链法 a.伯卤烷与氰化物、炔负离子的反应 b. 醛酮与HCN、炔负离子的加成CGrignard 试剂与CO2 、环氧乙烷、醛、酮、酯

4、的反应d. 烯醇负离子的烃化反应e. 羟醛缩合反应f. Wittig试剂与醛、酮的反应g . 乙酰乙酸乙酯与RX的反应 h. 丙二酸二乙酯与RX的反应（2） 缩短碳链法a. 烯烃的臭氧化裂解反应b. 烯、炔的氧化c . 卤仿反应d . 酰胺的Hoffmann 降级反应（3） 碳环的形成a. 碳烯（卡宾）的加成反应b. Diels-Alder 反应c. 二羰基化合物的烃化反应d . Dickman 缩合反应（分子内酯缩合）e. 分子内羟醛缩合f . 丙二酸二乙酯g. Robinson 扩环h. Friedel-Crafts 反应(二) 官能团的转换（1） 官能团的引入 在有机合成中，需考虑在特定

5、的位置上引入所需的官能团。 如：（2） 官能团的除去在有机合成中，在一定的合成阶段需要将不必要的官能团除去。如： （3） 官能团的相互转化（4） 官能团转化的选择性例1（即NaHB4或LiAlH4能专一还原醛、酮中的羰基，而不影响其他的基团）例2（芳烃侧链无-H时不被氧化）例3（均得到反马式加成产物）例4例5 （5） 官能团转化的导向具有引导反应按所盼望位置发生的基团叫导向基。在大多数情况下，当导向基完成任务后即将其除去，显然，一个好的导向基必须具备“来去自由”的条件，即引入时容易，除去时亦容易。 致活导向例1 合成：例2 分析： 但因丙酮的两个甲基活性一样，会有副反应： 若将一个乙酯基(-C

6、OOC2H5) 导入丙酮的一个甲基上，则该甲基的H有较大的活性，使该反应更具有选择性。 致钝导向例： 分析：在氨基上引入乙酰基，使其活性降低，以避免多溴代产物的生成。合成： 利用封闭特定位置来导向例：（6） 官能团的保护和去保护-OH（醇）：-OH (酚) ：-CHO： ： ： ：例1： 分析： 用Grignard试剂不应有活泼氢存在，所以，制备Grignard 试剂前必须将羟基保护起来。合成：例2：分析：酯与格氏试剂反应可以生成三级醇，但酮更活泼，故先保护 酮基。(三) 立体构型的控制 a. b. c. d. e.f. 即当羰基两边空间条件不同 时，其 中一种产物可能占优 势。三、 有机合成的实例（一） 逆合成分析法的例子例1：由C3以下的化合物合成 分析：可用 酮酯合成法合成：例2：由三乙（乙酰乙酸乙酯）和开链化合物及必要的试剂合成：分析：合成：例3：如何合成扩瞳剂（扩大眼睛的瞳孔）？ 分析：合成：例4：怎样从三个碳原子以下的有机物为起始原料合成2-戊酮？分析：合成：或： 二、其他例子 例1：由苯、不超过3个碳的原料及必要的试