有机合成论文

1、摘要：有机合成的方法是有机合成化学发展的基础,有机合成方法的产生和发展 可为有机合成开拓研究领域和发展方向。现代有机合成不只是合成什么的问题， 更重要的是如何合成和怎样合成的问题。有机合成与21世纪的三大发展学科 材料科学、生命科学和信息科学有着密切的联系，为三大学科的发展提供理 论、技术和材料的支持。新世纪有机合成将进一步在这三大学科领域中发挥作 用并开辟新的领域。随着生命科学和材料科学的发展，尤其进入后基因组时代后, 需要有机合成快速提供各种具有特定生理和材料功能的有机分子,而要获得有新 结构的功能类型分子往往取决于新的合成方法，本文中通过大量的范例及实验， 讲述有机合成方法的重要作用及相

2、关解题思路。关键词：有机合成 方法 解题思路Abstract:Organic synthesis is an organic basis for the development of synthetic chemistry, organic synthesis of the birth and development of organic synthesis for the developing field of research and development. Modern synthetic organic synthesis is not only what the problems

3、and, moreimportantly, how the synthesis and the question of how synthesis. Organic synthesis and the development of the 21st century, the three major disciplinesmaterials science, life science and information scienceare closely linked, for the three disciplines the development of theory, technology

4、and materials support. the new century will be further in the organic synthesis of these three areas play a role and open up new areas. With the life sciences and materials science development, especially into the post-genome era, the need to organic synthesis to rapidly deliver a variety of materia

5、ls with specific physical and functional organic molecules, and to gain a new function of the structure of molecules often depends on the type of new synthetic methods, in this article and an example of a largenumber of experiments on the organic synthesis of the important role of and related proble

6、m-solving ideas.Keywords: organic synthesis of problem-solving ideas目录 TOC o 1-5 h z 摘要IAbstract II HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1概述1 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1.1有机合成含义错误！未定义书签。 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.2有机合成的重要性1 HYPERLINK l bookmark13 o Current Docume

7、nt 2有机合成路线设计的一般方法和要求2 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2.1逆合成法2 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 2.2合成路线设计的一般要求 2 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 3常见的有机化合物的合成路线的设计3 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 3.1常见的含单官能团化合物的合成路线33.1.1简单醇的切断33.1.2烯烃的合成33.1.3芳香酮的合成43.1.4简单醛酮和

8、羧酸的合成5 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 3.2常见的二官能团化合物的合成73.2.1 Q-羟基醛酮和a，P-不饱和醛酮的合成73.2.2二羰基化合物的合成83.2.3 a -羟基羰基化合物的合成8 HYPERLINK l bookmark85 o Current Document 3.3含杂原子和芳香族化合物的合成103.3.1胺的合成 103.3.2芳香族化合物的合成104结语115致谢 12 HYPERLINK l bookmark101 o Current Document 6参考文献 131概述有机合成在当代社会发展得非常快，有

9、机合成的目的主要是合成 自然界已经有的但数量很少的物质或者合成自然界没有的物质。20世 纪70年代以后，有机合成的新领域迅速发展，如一些有一定立体构象 的天然复杂分子的合成，一些新的理论和方法如反应机理、构象分析、 光化学，各种物理方法分析手段的应用等方面的进展，尤其是分子轨道 对称守恒原理的提出，对有机合成化学起着极大的推动作用。1.1有机合成含义有机合成(organic synthesis)是使原理按一定次序进行一系列化学反 应，得到具有指定结构的有机化合物的过程。亦即，人们按照不同的需 要，根据有机分子的结构，利用价廉易得的原料进行一系列的化学反应， 得到所需有机化合物的工作，称为有机合

10、成。欲待合成的分子称为目标分子(Target Molecular, TM).每一个独 立的化学反应称为一个单元反应(Unit Reaction) 1。按一定次序进行 的一系列单元反应，就构成了所谓的合成路线(Synthetic Route)。1.2有机合成的重要性有机合成的重要性首先体现在它是有机化学的重要组成部分，有机 化学工作者常常需要合成预期有重大意义的目标化合物，从而研究其性 质与结构的关系，或用于研究反应机理，证实新的理论。可见，没有有 机合成，结构和性能的研究就难以深入。再者有机合成是了解自然、探索自然和改造自然的武器之一。有机 化学工作者通过合成从自然界不断发现的新的有机化合物，

11、以达到了解 自然、探索自然之目的。同时，改进某些天然产物的结构，以寻找比 天然产物性能更好的化合物，实现改造自然的目的。最后有机合成对于国计民生都是不可缺少的。有机合成工业可分为 基本有机合成工业和精细有机合成工业两大类。这两类工业在国民经济 中都是不可缺少的，没有精细有机合成工业，就没有丰富多彩、满足人 1民生活需要的各种产品。没有基本有机合成工业，精细有机合成工业也 就“巧妇难为无米之炊”了。2有机合成路线设计的一般方法和要求进行有机合成的第一步也是最关键的就是进行有机合成路线的设 计，有机合成路线的设计的方法有很多，现在最常见的一种方法是利用 逆推的思维方式进行合成路线的设计。也称“逆合

12、成法”2.1逆合成法逆合成法首先是由科里(E.J.Corey,美国哈佛大学)在1964年创立 的(J.A.C.S,1964,84,478),随后引起有机化学家的极大兴趣和重视，并 正在继续丰富和发展中。所谓逆合成法就是从需要合成的目标分子出发，由后往前推，推导 出目标分子的前体(Precursors)，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(或所给的原料)为止。这就是说，逆合成 法是采取“以退为进”的手段来实验合成的目标。逆合成法是大多数有机合成工作者所使用的方法。究其原因，是 因为在大多数情况下，他们所知道的仅仅是目标分子的结构，除了由产 物回推到原料外没有其它更好的方法

13、可采用。2.2合成路线设计的一般要求如何选择合成路线是个非常复杂的问题，它与原料的来源、产率的 高低、成本的贵贱都有关系，而且还受生产条件、产品用途和纯度要求 等因素的制约，往往必须根据具体情况、具体场合和具体条件作出合理 的选择。有机合成路线设计所考虑的一般原则主要有如下三点：CD采用尽可能有效(产率高)的反应和方便的步骤。尽可能地避 免和控制副反应的发生。总收率要高：要求每个单元反应的收率高(无异构体生成);单元反应要尽可能少。原料是价廉易得的。3常见的有机化合物的合成路线的设计有机合成是一项非常复杂的工作，本课题就介绍一下常见的含单官 能团、二官能团及含简单杂原子化合物的合成路线的设计方

14、法，首先来 介绍常见的含单官能团化合物的合成路线。3.1常见的含单官能团化合物的合成路线含单官能团的化合物有很多，本文有选择性地对常见的重要的单官 能团的化合物的合成方法进行论述。3.1.1简单醇的切断对于简单醇的合成，我们首先进行合理的切断，得到合理的合成子。亦即是逆推法的应用。例如下例的合成是通过切断a，p键（通过异裂R R的方式），得到两个合成子：R Y OHR C OH + Y对分子进行合理推断是逆推合成法的最基本的手段，通常将分子 切断成正、负离子两部分。正离子部分的合成等效剂为醛酮，负离子部 分的情况有下列三种：Y-为良好的负离子，如-CN、R-C三C-等；Y-为R-，较通常的情况

15、下，R-的合成等效剂是RMgX和Rli；Y-为H-，其合成等效剂是NaBH或LiAlH。亦即用NaBH或LiAlH4444还原羰基化合物。H3C CnH的合成是利用这种切断的一个最简单的例子。、分析CH30Hf-Q_OHk H3CC_CH3 + CN-CN合成0H3CC CH3(1) NaCNH+CH3h3l c ohCN3.1.2烯烃的合成烯烃的合成方法常见的有以下几种方法。3.1.2.1烯烃脱水烯烃通常在酸性条件下由醇脱水而得。例如：合 Ph成分析PhOHPhO+ P hMg BrOHb为无用的切断，因此是不合理的。合成a(1) PhMgBr h3o+H3PO4*TM203.1.2.2卤代

16、烃脱卤化氢在战略上，此法与醇脱水基本相同，因为烷基卤通常是由醇制备的。3.1.2.3借助Wittg反应合成烯烃例如+PhCH 2CH2Br + Ph3PA PH 3P-CH 2CH 2PhBr -n-BuLi工CH COCHH3CPH3$-CHCH 2Ph33/=CH2CH2PhH3C3.1.3芳香酮的合成芳香酮的合成主要通过Friedel-Crafts酰基化反应u。X对该合成路线有以下几点说明:（1）如果X为硝基、氤基、酰基、酯基、磺酸基，则无反应 （2）该反应可用于制备芳环上具有烷基侧链的化合物，并可由此生成的酮，再经 Clemensen 还原反应或 Kishner-Wolff-Huang

17、 Minglong还原反应制得。Br例如:3.1.4简单醛酮和羧酸的合成醛、酮、羧酸的合成方法很多，本文只对一些常见的合成方法进行 论述11。3.1.4.1醛的合成（1）通过斯梯芬还原（Stephens Reduction）RCNl.SnC! ,HCl,Et O2 RCHO（2）Rosenmund酰氯类还原法或用LiAlH（OBu-t）3还原酰氯（3）使用CrO3/Ac2O氧化此反应只适用于芳醛，而且必须有甲基连于芳环上。CH3 /CH（OAc） 2 CHOrO 3/Ac 2O 四O2No2nO2N3.1.4.2酮的合成（1）由仲醇氧化（2）有机镉试剂与酰氯反应 （3）Friedel-Craf

18、ts酰基化反应（芳香酮的合成）如制备HO分析芳环上的两个基团皆是间位定位基。我们得先进行FGI。由于芳香酮一般是通过Friedel-Crafts酰基化反应得到，故对-CHO进（1）伯醇及醛的的氧化（2）RCN水解法CHOHOHRH+ HCHOOH vOCl+ CO（3）Grignard试剂与二氧化碳反应如合成其中路线a的仲卤代烃在CN作用下易发生消除反应，不理想。路线c和b是可行的，而且都可返回到同样的起始原料。3.2常见的二官能团化合物的合成常见的二官能团化合物通常是指含有羟基，不饱和键的醛酮以及二 羰基化合物，现对它们的合成路线进行论述。p -羟基醛酮和a，P -不饱和醛酮的合成P -羟基

19、醛酮可借助于醇醛缩合反应（Aldol Condensation ）来制 备。醇醛缩合反应的产物失去一分子水，得到a，p -不饱和醛酮。 有关醇醛缩合反应的几点说明：（1）反应可被酸催化，也可被碱催化。有利于生雨，p -不饱和 醛酮的因素：提高碱的浓度、利用酸性催化剂和在19存在下加热。如果2缩合产物为苄醇衍生物，则极易脱水生成a，p -不饱和醛酮。（2）缩合方式有：醛酮的自身缩合；混合醇醛缩合：其中两分子含有a -H的醛酮缩合，得四种产物， 在合成上无意义；而一分子含有a -H的醛酮与另一分子不含a -H的醛 酮之间的缩合是我们经常应用的一种方法；分子内醇醛缩合反应是合成环状化合物的重要方法。

20、（3）含a -H的硝基化合物也可以与醛酮发生醇醛缩合反应，这是OOH制备6 -硝基醇、p -氨基醇的一种方法。例如：C ArAr安息香缩合实际上是由芳醛合成a -羟基酮的反应，如下例中， 由(1)转化为(3)的过程。羰基碳是带正电的，本不与另一羰基碳作用， 但经转换成(2)后，此原子带负电荷，并可与ArCHO作用。由(1)到(2) 的过程就是极性转化的过程.ArCHO KCN - ArCHO J Ar C H 一 Ar qCNCNOHArCHO Ar 一如r 二 Ar C -Ar 甲 O-面-Oi OH3.3.2.2二羰基化合物的合成CH Ar(3)由于两个羰基的位置不同，二羰基化合物分为1,

21、3-，1,4-，1,5-， 1,6-等多种类型的二羰基化合物，本文只介绍1,3-，1,5-两种二羰基 化合物的合成方法。1,3-二羰基化合物的合成Claisen缩合反应是制备1，3 -二羰基化合物的重要反应。Claisen缩合反应是在碱催化下以酯为酰化剂酰化含活泼氢化合 物的反应。反应的结果是活泼氢原子被酯的酰基置换。碱性试剂常用的是NaOEt、NaH与NaCPh3NaOEt、NaH与NaCPh3三者的区别：NaOEt使含有两个a -氢的酯 缩合，应用最广。NaH与NaCPh3不但能使所有的被NaOEt催化下缩合 的酯缩合，还能使只有一个a -氢的酯缩合。OCO 2Et例如.Ph , CNa2

22、、CO 2Et含活泼氢的化合物是酯、酮、腊等。缩合反应通常有以下几种类型，根据合成目标的不同进行合理的选择:相同酯间的缩合分子内的Claisen酯缩合反应Dieckmann缩合交叉Claisen缩合反应酯与醛酮间的缩合酯与腊的缩合3.2.2.2 1,5-二羰基化合物的合成迈克尔加成反应(Michael Addition)是合成1,5-二羰基化合物的 重要反应。所谓Michael加成反应指的是活泼亚甲基化合物在碱性催化剂存在下，对a、& -不饱和醛、酮、羧酸酯、腊、硝基化合物、磺酸酯的共轭加成(1, 4 -加成)。其通式为1勿I 、ZCH + . CCZ -base %C f 一CZH3.2.3

23、 a -羟基羰基化合物(包括a -羟基酸和a -羟基酮)的合成a -羟基酸的合成a -羟基酸的合成可以按如下方法进行切断并进一步合成OHOHCO 2HCN3.2.3.2 a -羟基酮的合成O + HCN我们可以从如下两个反应得到启示:试设计分析2=O+HACH合成我们需要由丙酮和乙炔制得对称的双加成物。HCCH LNNH 2,尸0 台TM752.NaNH2, =OOH OH Hg2+在酸性介质中，叔醇自动地形成目标分子，下面这个反应是特殊场 合的a -羟基酮的合成。- Ph Ph 2PhCHO 一O OH此反应称为苯偶姻缩合（安息香缩合）。酮醇缩合（Acyloin Condensation）也

24、可用于a-羟基酮的合成成。3.3含杂原子和芳香族化合物的合成含杂原子的化合物有很多，本文针对胺的合成进行论述。3.3.1胺的合成胺的合成方法有多种，归纳如下: （1）Hofmann反应：Hofmann反应指的是氨或胺的烃基化（用RX，其中R为脂肪族或环上有吸电子的芳基）。NH RNH -； R NH RNH r。32234HCH2lNO 2 CH 3NH 2jr由于烃基供电子效应，产物的亲核性比原料强，要避免多烃基化将是不可能的。因而，这种方法并不好。（2）伯胺的一些特殊制备方法 主要有Gabriel合成法和Hofmann降级反应rnh2Gabriel合成法何：匚工0Hofmann降级反应：。

25、Br +KOHRCONH 2RNH 2（3）还原反应：还原硝基化合物、腊、肟和酰胺可得到相应的胺。3.3.2芳香族化合物的合成重氮盐在芳香族化合物合成中的具有十分重要的应用，此类方法在基础有机化学中已有详细的讨论15，在此仅举一例来说明。例如：由甲苯合成4 -甲基-2-漠苯酚。分析HC3合成实际过程中，胺被保护成酰胺，以降低其活性。H2SO4H3CHN3NO2喝SnCon.HCl h C322s-H3CNHAcBr 2/HOAc2NaOH/H 20 H3Cnh2BrNaNO 2/LSO-2 4 H2O,heat H3C6参考文献李玉龙.顺丁烯二酸二异辛酯的合成【J】.合成化学，2003, 11(4)： 368370胡清萍，马明亮，郑秀芳，等.硝酮1, 3一偶极环加成对映选择性 配合物催化剂的研究进展【J】.化学研究与应用，2003, (5)：