有机合成第1章概述

有机合成

第一章概述()参考书目王玉炉主编，有机合成化学吴毓林，姚祝军编著，现代有机合成化学吴毓林，麻生明，戴立信主编，现代有机合成化学进展，2005年，北京E.J.CoreyandX.M.Cheng,ThelogicofChemicalSynthesis,1989杜灿屏等主编，21世纪有机化学发展战略有机合成各种概念1828年德国Wohler合成尿素有机化学发展为三个互相联系和依存的领域：天然产物的分离、鉴定和结构测定；物理有机化学；有机合成有机合成是富有创造性的领域，用途(意义、价值)：一是提供已知有用化合物的有效合成方法，二是合成自然界不存在的、有意义的新化合物方法学研究

Rh-H8-MonoPhos催化氢化合成氨基酸钒Schiff碱络合物催化亚砜化反应1991年Trost提出原子经济性：反应物的原子数目最大的进入产物。并将它与选择性归结为合成效率的两个方面。原子经济性反应有两大优点：一是最大限度地利用原料；二是最大限度地减少了废物的生成,最好是达到“零排放”，减少了环境污染。Noyori等使用超临界二氧化碳(scCO2),用二氧化碳和氢气合成了甲酸,这被认为是最理想的反应之一。高效(低催化剂用量、快速、高产率)、高选择性(化学、区域、立体(几何异构、对映))合成1996年Wender：理想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、定量地把廉价、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。Kobayashi确定常山碱的绝对构型1999年，Kobayashi小组[9]以D-谷氨酸63为原料，首先参照已知方法把原料转化为64。接下来经六步反应，合成中间体65。然后在稀土配合物Yb(OTf)3催化下，中间体65与邻甲氧基苯胺和2-甲氧基丙烯进行反应，生成构筑哌啶环的前体化合物66。最后再经三步反应，合成类似Baker等人报道的具有光学活性的中间体67。对trans-67进行保护和α-溴代，转化为化合物68，进而完成(-)-13的不对称合成（图2.10）。1.2-methoxylbenzenamine,2-methoxyprop-1-ene,Yb(OTf)3,92%;2.(a)HF,THF;(b)PPh3,CBr4,CH2Cl2;(c)CAN,CH3CN,H2O,66%(over3steps);3.(a)Boc2O;(b)HMDS,TMSCl;(c)MCPBA;(d)PPh3,CBr4,22%(over3steps).点击化学ClickChemistry2001年Sharpless提出的，主要是指利用一些简单而又高效的碳－杂原子形成反应以快速合成出一类新的化合物库，从中发现有用的化合物这类反应大致有：环加成反应，尤其是1,3－偶极环加成及杂Diels－Alder反应；亲核开环反应，尤其是高张力的杂环；非羟醛缩合羰基反应(肟、腙、芳香杂环的生成)；碳－碳重键上的加成反应，尤其是环氧化、双羟基化、氮杂环丙烷化等1,3－偶极环加成多组分反应(Ugi反应、镍催化反应等)Robinson,托品酮

绿色化学，核心是有机合成，从学术上讲，绿色化学要求有机合成反应的原子经济性，从工艺上讲，绿色化学引起合成过程的零排放或少排放、对环境尽量少影响，合成原料和试剂要求无毒、无害美国总统绿色化学奖专门刊物GreenChemistry甲基丙烯酸甲脂是一种重要的高分子单体,传统的工业合成方法以丙酮腈醇为原料,反应中要使用过量的浓硫酸和有剧毒的氢氰酸,结果产生大量的硫酸氢铵废弃物,原子利用率只有46%。Shell公司发展的丙炔/钯催化甲氧羰基化一步合成法,区域选择性和反应回收率均大于99%,原子利用率高达100%,催化剂的转化活性高达每小时每克催化剂催化10万摩尔底物。不对称催化与合成2001年诺贝尔化学奖NoyoriKnowlesSharpless1966年日本Noyori小组开发第一个不对称环丙烷化反应不对称催化氢化不对称亚砜化(硫醚氧化)反应化学家的闲情逸致：合成结构独特的有趣分子1996诺贝尔获得者Kornberg说:化学家看起来比较谨慎，善于分析病较多地在本学科内独善其身。他们将注意力集中在分子上面。他们醉心于一个具有多个手性中心、具备很大合成难度的分子带来的挑战，并且力图用最短的线路和最高的产率来得到目标分子，通过相对较少但巧妙的技术以获得精确的资料。对他们来讲，注重蛋白质和核酸的化学更甚于它们的重要性。化学生物学的一个重要方面：研究有机小分子与生物大分子的相互作用，进而认识和调控生命的过程。分子功能为导向，生物活性、材料(光电、纳米、高能)有机合成发展简史1828Wöhler19世纪末发展染料，靛青(indigo)和许多苯胺染料，AdolfvonBaeyer,Germany(1905*)德国EmilFischer(1902*)糖的结构及立体化学FrenchmanVictorGrignard(1912*)Grignard试剂German,HansFischer(1930*)血晶素(Hemin)VitaminB6wassynthesisedin1939andvitaminAin19491950年代Woodward合成strychnineandmorphine

1951年英国SirRobertRobinson(1947*)和美国RobertB.Woodward(1965*)合成了可的松(Cortisone)

1957年JohnC.Sheehan合成青霉素(penicillin)

R.B.Woodward在1960年合成叶绿素(chlorophyll)

In1979HerbertC.Brown,USA和GeorgWittig,Germany获得诺贝尔奖，由于他们发展了硼烷和磷化合物(Wittig反应)瑞典SuneBergström

和BengtSamuelsson

发现了前列腺素(prostaglandins)；英国SirJohnR.Vane(1982*)合成它E.J.Corey测定了许多前列腺素(prostaglandins)并合成它们。RobertBurnsWoodwardRobertBurnsWoodward(April10,1917–July8,1979)wasanAmerican

organicchemist.Hemademanyimportantcontributionstomodernorganicchemistry,especiallyinthesynthesisandstructuredeterminationofcomplexnaturalproducts,andworkedcloselywithRoaldHoffmannontheoreticalstudiesofchemicalreactions.WoodwardwontheNobelPrizeinChemistryin1965.

Quinine奎宁Cortisone可的松

一种激素,提取自肾上腺或若干种热带植物中,用于关节病Strychnine士的宁,番木鳖碱

极毒，24个原子，7个环和6个连续的手性中心Cholesterol胆固醇科里（E.J.Corey）(1928-)科里，美国化学学家，60年代创建了独特的有机合成理论—逆合成分析理论，使有机合成方案系统化并符合逻辑。他根据这一理论编制了第一个计算机辅助有机合成路线的设计程序，于1990年获诺贝尔奖。合成了100种重要天然物质

Thelogicofchemicalsynthesis:retrosyntheticanalysis.Retrosynthetictree

Topredictthethree-dimensionalstructureoftheproduct,itsstereochemistry,onehastounderstandthereactionmechanismingreatdetail.E.J.Coreyhasrevealedthedetailedmechanismsofmanyusefulreactions.

Tobuild"left-orrighthanded"molecules

K.C.NicolaouK.C.Nicolaou的网页致辞Thankyouforvisitingourwebsite.OurlaboratoriesaresituatedinthepicturesquetownofLaJolla,California,andourresearchisfocusedonthechemistry,biology,andmedicineofnaturalanddesignedmolecules.Thestructuresbelowthistextrepresentsomeofthemostintriguingnaturallyoccurringmoleculessynthesizedinourlaboratoriesinrecentyears.Morecanbefoundintheaccomplishmentssectionandinthepublicationslisted.Inadditiontoresearch,wearedeeplycommittedtotheeducationandtrainingofanewgenerationofmenandwomeninthechemicalsciences.Thegrouphaspublishedseveralinstructivebooks,includingtheadvancedandwidelyusedtextbooksClassicsinTotalSynthesis(K.C.NicolaouandErikJ.Sorensen,Wiley-VCH,1996)andClassicsinTotalSynthesisII(K.C.NicolaouandScottA.Snyder,Wi