有机合成课件章

有机合成课件章第一页，共四十八页，编辑于2023年，星期六课程要求

一.按时上课二.不听课者无考试资格三.闭卷考试

第二页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第一章有机合成化学的地位和任务

一，有机合成化学的地位和任务：1，有机合成化学的历史：⑴1828年维勒由无机物氰酸铵合成出了物尿素，提出了有机化学概念；⑵1857年凯库和古柏尔提出了碳原子的四价概念，奠定了有机结构理论；⑶19世纪末范特何甫和勒贝尔成功分离了酒石酸的异构体，解开了立体化学的序幕；⑷二十世纪初发展了电子效应，二十世纪四十年代提出了有机结构空间效应，为后来的有机合成奠定了理论基础。第三页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第一章有机合成化学的地位和任务

⑸有机合成化学中的几次重大突破：

1948年从生物体中提取出了维生素B12,7年后确定了它的结构，再过18年后，经95步合成出来，共有512个立体异构体；

1948年，英国生物化学家桑格选择了一种分子量小，但具有蛋白质全部结构特征的牛胰岛素，于1952年确定了结构，1958年获诺贝尔化学奖。

1958年我国确定合成该物质，1965年我国成功合成出了胰岛素，是我国极有希望得到诺贝尔奖的成就。

第四页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第一章有机合成化学的地位和任务第五页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第一章有机合成化学的地位和任务1989年哈佛大学合成了海葵毒素，分子式为C129H223N3O54，该分子有64个不对称碳和7个骨架内双键,

异构体数目多达271个，其毒性比河豚毒素还要大10倍。这是至今认为通过化学合成的最大的天然产物分子。

到目前为止，可以说，只要理论上存在的有机化合物，均可合成出来，除非你的操作技术有问题。第六页，共四十八页，编辑于2023年，星期六海葵毒素结构河豚毒素结构KCN？！第七页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第一章有机合成化学的地位和任务2，有机合成化学的历史：⑴十九世纪上半叶，有机合成只是一般新学科的出现；⑵十九世纪下半叶开始，英国等老牌资本主义工业的发展，大大促进了有机合成技术的发展：如染料、炸药、合成橡胶、医药，等开始进入工业化。⑶二十世纪开始，有机合成技术进一步得到重视，真正进入工业化。各国的技术开始进行竞争。⑷工业和人们日常生活的需要，产生经济效益，反过来有大大促进有机合成化学的发展。如1965年开始，美国开始收录全世界所报道的化合物。最初5年，每年平均报道26.2万个，而最近每年有2650万个，35年增加了近100倍，可见有机合成化学发展之快。第八页，共四十八页，编辑于2023年，星期六

第一章有机合成化学的地位和任务3、新世纪有机合成化学的任务：1）合成化学与生命科学的结合---化学生物学2）合成化学与材料科学的结合---分子工程3）合成化学与环境科学的结合---绿色化学二、有机合成的要点1、键结种类：有机化合物中的化学键可以分为碳-碳（—C—C—）和碳-非碳原子（—C—Y—）键。C—Y即为我们常说的官能团，而官能团的引入是有机合成的根本问题。第九页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第一章有机合成化学的地位和任务

2、键结的极性

有机合成就是研究各类键的结合。在有机合成设计实际操作中，以逻辑逆推的方式，将键折分成两个极性部分，来构思键的形成，如—C—N—键可设想为和二部分，可通过如下反应实现其连接：第十页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第一章有机合成化学的地位和任务

3、对等性合成团（synthon）是有机合成的术语，是指一般反应可结合的单位，如与CH3-相当的合成团可以是CH3MgI、CH3Li等。和CH3C=O相当的合成团可以是CH3COO，CH3CO2OR等。合成团的对等用或表示。

要注意：对等表示作用上的相似，但在反应活性，立体因素等方面的可能有差异（后面会讨论）。第十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期六三、有机合成反应中的选择性和控制因素1、反应的选择性1）化学特性选择性：不同基团有不同的化学活性，如：第一章有机合成化学的地位和任务第十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第一章有机合成化学的地位和任务2）位置(区域)选择性：如：

由于位置不同，这三个羟基被氧化的速率不同，选择MnO2氧化剂使3-OH氧化，可达到位置选择的目的。葫芦素第十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第一章有机合成化学的地位和任务3）立体选择性：在反应过程中产生非对映异构，其一异构体远远超过另一异构体，称为立体选择性。如：4）镜像选择性：在反映过程中产生一对对映体，一个对映体超过另一个对映体的百分数叫镜象超越，简称ee(Enantionmericexcess)。第十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第一章有机合成化学的地位和任务表示为：如反应：生物体中酶的特异性，往往将非手性化合物转变为单一手性化合物。第十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第一章有机合成化学的地位和任务2、控制因素有机反应控制因素分为热力学控制和动力学控制，某些有机反应是平衡可逆的，反应过程中往往受这两种因素的影响。如：第十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应

有机化合物的氧化反应是指作用部位的碳原子氧化数(即氧化状态)增加而言。如：一般有机物仅需0-0.6伏特的电位即可被氧化，通常的无机试剂氧化还原电位为1.0伏特，有些氧化剂可以氧化多种官能团，氧化能力较强，选择性差；有些氧化剂氧化能力弱，选择性好。第十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应

一、醇的氧化1、二级醇氧化成酮，很多氧化剂均可被选择。如：K2CrO7、KMnO4—OH-、MnO2、催化脱氢等。2、一级醇氧化成醛，醛进一步氧化成酸。醇氧化成醛在有机合成中常被涉及到。常用的氧化剂为：sarett(CrO3/吡啶)和PCC(CrO3/HCl，吡啶)。其实sarett和PCC二者的组成均为CrO3/吡啶，sarett为弱碱性试剂，而PCC为酸性试剂。PDC(H2Cr2O7，吡啶)为中性试剂，Ag2CO3、MnO2催化脱氢等。第十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应如：选用PDC时，由于溶剂极性的改变可得到不同产物：第十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应

3、高碘酸可使下列单元结构发生C—C键断裂，并可用于结构鉴定。

如：注意：MnO2氧化选择在烯丙位第二十页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应4、酚的氧化过硫酸钾碱性溶液把酚氧化成对苯二酚：

Fremy‘s盐（(KSO3)2NO

）可把酚氧化成醌：第二十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应用(NH4)2Co(NO3)6(CAN)可将一些Ar-OCH3氧化成邻二醌。用Pb(OCOCH3)4、NaIO4、Ag2O、MnO2、KMnO4等可把二元酚氧化成醌：第二十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应第二十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应FeCl3，K3Fe(CN)6可在碱性条件下，可进行氧化偶联。第二十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应5、DMSO

DMSO是一种温和的氧化剂。分子中的C=C、—CO2R、NH2不受影响。可以把醇转变为磺酸酯，再用DMSO氧化。第二十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应卤代烷不能被DMSO氧化，转化为磺酸酯后即可。6、oppenauer氧化反应伯醇和仲醇在叔丁醇铝(或异丙醇铝)存在下，用过量的丙酮(或环己酮)氧化成醛或酮。第二十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应二、醛酮的氧化1、醛易被KMnO4氧化成酸，脂肪酮被酸性KMnO4氧化成酸。第二十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期六2、MnO2、Ag2O可把醛氧化成酸：第二章氧化反应第二十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期六3、H2O2可以把邻羟基苯甲醛或酮氧化成酚：第二章氧化反应第二十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应4、NaOX可以把甲基酮变成酸：5、过氧酸可以氧化醛或酮，在羰基处断裂。这种反应较慢。

第三十页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应酸性条件下可促使反应加快，这类物质的氧化能力顺序为：

CF3CO3H>PhCO3H>CH3CO3H第三十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应三、羧酸的氧化羧酸与过氧化物作用得过氧酸：第三十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应四、烯烃的氧化1、形成环氧化合物：环氧化反应存在空间位阻影响，在位阻小的一面形成环氧物，有羟基时则在羟基同边形成环：第三十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应2、形成二羟基化合物1）形成反式邻二羟基化合物：二个羟基在反侧第三十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应2）形成顺式二醇：把烯烃双键氧化为顺式二醇有如下几种方法：A：KMnO4：稀、冷的KMnO4水，浓和温度高会进一步反应。二个羟基在同侧第三十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应B：OsO4：该方法产率高，条件温和(二个羟基在同侧)。第三十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应C：I2+AgOCOCH33、烯烃的氧化裂解：1）浓KMnO4第三十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应2）KMnO4+NaIO4KMnO4首先把-C=C—氧化成邻二醇，NaIO4把邻二醇切断，KMnO4再进一步氧化为羧酸，反应生成的MnO2可被NaIO4氧化为MnO4-，所以KMnO4

只要催化剂量即可。第三十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应3）OsO4—NaIO4：

OsO4先把-C=C—氧化成邻二醇，NaIO4把邻二醇切断，OsO4和NaIO4不再把切断的产物继续氧化，产物停留在二个羰基阶段。产物和下面的臭氧化－还原断裂产物相同。IO4-可把OsO4的还原产物再氧化为OsO4，OsO4只需催化量就够了。第三十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应4）O3氧化氧化产物用H2O2

处理得到酸或酮。氧化物用还原剂处理得到醛和酮：第四十页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第二章氧化反应上分子侧链中双键电子云密度大，首先被氧化。凡是分子内如含OH、NH2、CHO臭氧化前要先保护。第四十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期六五．α—氢的氧化（官能团α—碳原子上的氢）1．SeO2是一种选择性氧化剂，价格昂贵，剧毒，需要新鲜制备，但操作简单，产物容易纯化。其氧化情况分为：①羰基邻位活泼亚甲基：第二章氧化反应第四十二页，共四十八页，编辑于2023