a第一章路线设计的必要性课件

1、有机合成路线设计第一章 路线设计的必要性第二章 掌握反应为路线设计打下基础第三章 导向基与合成的导向第四章 保护基与官能团的保护第五章 逐步回推是设计路线的思维过程第六章 为合成而拆开分子第七章 利用分子对称简化合成第八章 为创造而模仿第九章 分子的装配和路线中反应的安排第十章 控制反应使合成走向自由第十一章 前结构的利用第十二章 极性反转第十三章 怎样学习已有的路线第十四章 怎样设计新路线第十五章 怎样成为科学发展的有心人第一章 路线设计的必要性 第一节 路线设计决定合成的水平有机合成-利用化学方法，将单质、简单的无机物或简 单的有机物，制成比较复杂的有机物的过程。初期的有机合成-人们致力于

2、在实验室中合成自然界中 存在的物质。发展的有机合成-合成自然界中不存在的物质。今后的有机合成-不是盲目追求新化合物；而是设计合 成预期有优异性质或重大理论意义的化合物。合成的路线构成合成路线-化合物的合成常常需要多步反应。在合成时要使起始原料按一定的顺序进行一系列的反应，最后生成目标分子。这种按顺序进行的一系列反应构成合成路线。合成效率是关键合成工作决不能满足于能够制出所要的化合物，必须进一步讲究合成的效率.合成路线决定合成的效率。阐述例子: 1颠茄酮的合成 颠茄酮首先是由维尔施泰特尔(willstdtter，R.) 于1901年合成的。 他设计了下列的路线：.颠茄酮合成路线的改进1917年(

3、16年后)鲁宾逊(Robinson，R.) 他将丁二醛、甲胺、丙酮二羧酸钙的混合物在pH=5-7时放置数日，得到40收率的颠茄酮。反应先生成颠茄酮二羧酸钙，它在溶液酸化并加热后，失去两分子的二氧化碳而成颠茄酮。而后，舍普夫(schpof，C.)等人用缓冲法使反应混合物的pH保持为5，使颠茄酮收率增加到90。结论-当第二条路线提出后，第一条路线被淘汰. 甲砜霉素与氯霉素结构的比较起初甲砜霉素的合成早先生产甲砜霉素是用氯霉素的中间物D-氨基物为起始原料比较它们的结构：由氨基物制备甲砜霉素需要完成下列两个转变：但实际上，问题要复杂得多。当氨基物中的硝基还原成氨基后，分子中含有一个芳族和一个脂族的氨基

4、，在以亚硝酸重氮化芳族氨基时，脂族氨基将被破坏，需要先将它转变为不被破坏的乙酰胺基。因此，生产上使用了下列的路线：。成本是改进的杠杆由于氯霉素D-氨基物的价格每4,000元/Kg，因而按上述工艺制备的甲砜霉素成本，在10,000元/Kg以上。其后研究成功以对-甲苯磺酰氯为起始原料的新工艺，对-甲苯磺酰氯的价格在18元/Kg，制得的甲砜霉素成本在250元/Kg左右。这样，就为甲砜霉素的广泛应用创造了条件。具体的工艺路线如下：第二节 关键反应决定路线的水平路线是由反应组成的。虽然组成路线的每个反应都是不可缺的，但这并不意味着它们具有同等的重要性。在路线中会有一个反应(或由几个反应完成的一个转变)

5、比其他反应对全局起着更大的作用。这种起关键作用的反应 (称为关键反应) 如果选择得当，合成效率就可以大大提高。关键反应具有“威力”。 通过对上面两例中新路线的分析，获得深刻的印象。 在第一例中，只进行了两步同样的反应，就由丁二醛、甲胺、丙酮二羧酸钙构成了颠茄酮的分子骨架！须知它是一个含有氨桥的七碳原子环！Robinson，R.颠茄酮合成法: 在第二例中，合成-对-甲磺酰苯基-羟基-氨基丙酸时，只用了一步反应，就直接引入了合成甲砜霉素分子所需要的-OH和-NH2基，间接引入了所需要的-CH20H基 (-COOH 到 -CH2OH)，这里竟是 “一举三得”了！鲁宾逊的成功-自述是想象颠茄酮分子在虚

6、线部位发生水解，从而推断出它应该用丁二醛、甲胺和丙酮来合成。我们的成功-用本书介绍的结构分析方法，胸有成竹地完成这类任务。对甲砜霉素的合成给出适当的解释。对鲁宾逊的分析-合成颠茄酮获得成功， 在于他能及时地运用曼尼希(Mannich，C.u.F.)反应。 曼尼希反应原理有活性氢原于的化合物，与甲醛以及脂族的仲胺或伯胺(或氨)缩合，导致其中的活性氢原子被取代的(或者是未取代的)氨甲基置换反应(-氨甲基化)。例如：以酮为活性氢化合物进行曼尼希反应，产物在结构上属于-氨基酮。显然只要我们认识到颠茄酮也具有-氨基酮结构，就会推断它可以用曼尼希反应，由丁二醛、甲胺和丙酮来合成。事实证明，丁二醛、甲氨和丙

7、酮在水溶液中缩合时，确有少量的颠茄酮形成。以丙酮二羧酸钙代替丙酮，就使颠茄酮的产率提高。在甲砜霉素的合成中，只要认识到可以由转变而来、 就会想到将下述在二价铜络合物作用下，合成-羟基-氨基羧酸的方法，用于甲砜霉素的合成。路线中，在关键反应前面的反应，是要完成下列的转变：而在它后面的反应，则是要完成下列的变化：第三节 学好路线设计- 一通百通路线设计是一门科学，它有规律可循；路线设计又是一种艺术，它往往因人而异，千变万化。路线设计没有固定的答案。对一种化合物，常可设计出多条合成路线，它们即便是同样有效，也仍然会各有千秋。随着新反应的出现，又会推陈出新，创造出更好的路线。路线设计工作的这些特点，给有机合成工作者充分施展才能提供了机会。设计合成路线，不仅需要运用有机化学的知识和技巧，还需要作创造性的思考，在此，逻辑推理和直觉判断都是必不可少的。反过来，通过路线设计训练，恰好又能培养这方面的能力(及社会分析能力)。学好路线设计，转化为社会分析能力-做个县长没有问题.“工欲善其事,必先利其器”，说明掌握合成反应的重要性。1967年科里 (Corey，EJ)提出合成子法后，已发展到运用电子计算机设计合成路线。今天任何复杂的有机化合物都是能够人工合成的。有机合成工作者的任务是选择经济、方便、短途径，去实现复杂有机分子的合成。怎样学习已有的路线，