精细化学品合成

精细化学品合成

主讲：张成路辽宁师范大学第一章精细化学品合成概论第一章精细化学品合成概论

一、精细化学品合成与有机化学二、精细化学品合成的含义“一种理想的〔最终是实效的〕合成指的是用简单的、平安的、环境友好的、资源有效的操作，快速、定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。〞二、精细化学品合成的含义有机合成正朝着高选择性，原子经济性和环境保护型三大趋势开展。化学反响的选择性包括：化学选择性，区域选择性和立体选择性。化学选择性(chemoselectivity)表示不同官能团或处于不同化学环境中的相同官能团,在不利用保护或活化基团时区别反响的能力,或一个官能团在同一反响体系中可能生成不同官能团产物的控制情况；区域选择性表示在一个不对称的官能团〔产生两个不等同的反响部位〕的底物上反响，试剂进攻的两个可能部位及生成结构异构体的选择情况；立体选择性又分成两类：一是相对立体化学或非对映选择性〔diastereoselectivity〕的控制，第二类是绝对构型或对映选择性〔enantioselectivity〕的控制。第一章绪论二、精细化学品合成的含义原子经济性的概念是Trost在1991年提出的概念。在合成设计中，如何经济地利用原子，防止用保护基或离去基团。这样设计的合成方法就不会有废物而是环境友好的。原子经济型反响的两个显著优点：

一是最大限度利用原料；二是最大限度减少废物生成。

第一章绪论三、精细化学品的分类欧美将专用化学品按其使用性能分为三大类:(1)准商用(通用)化学品;(2)多功能、多用途化学品;(3)最终用途化学品或直接上市化学品。“联合国经济合作及开展组织〞将专用化学品细分为47类。日本“化学工业统计月报〞和“工业统计表〞，1993年将精细化学品分为32个门类。中国原化学工业部1986年将精细化工产品划分为11个产品类别：(1)农药;(2)染料;(3)涂料(包括油漆和油墨);(4)颜料;(5)试剂和高纯物;(6)信息用化学品(包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品);(7)食品和饲料添加剂;(8)粘合剂;(9)催化剂和各种助剂;(10)(化工系统生产的)化学药品(原料药)和日用化学品;(11)(高分子聚合物中的)功能高分子材料(包括功能膜、偏光材料等)。四、精细化学品合成的开展精细化学品领域的出现主要起源于20世纪70年代。1977年及1979年两次石油危机的冲击，造成工业兴旺国家提出化工产品应由通用化学品转向以技术密集、产量小、品种多，产品附加值高的精细化学品转移其精细化学品产值占整体化工产品产值的比率(即精细化工率)已到达55一65%。我国在20世纪末时染料产量已居世界第一、农药产量居世界第二、涂料产量居世界第六、配合饲料产量居世界第二。但我国在高新技术，如信息工程、生命科学、环境工程等方面有关的精细化学品的开发与兴旺国家相比还有很大差距，精细化工水平仍有待进一步提高。五、绿色化学与精细化学品合成

绿色化学品应有两个特征:(1)产品本身必须不会引起健康问题和环境污染，包括不会对野生生物、有益昆虫或植物造成损害;〔2〕当产品被使用完后，应该能够再循环，或易于在环境中降解为无害物质。1.选择无毒无害的化学原料；2.生物质的利用3.注意产品的绿色化六、精细化学品合成的任务

1.合成方法学研究。包括从化学原理入手，开展新概念、新反响、新试剂、新方法，开展高选择性、高效、高原子经济型反响、以及环境友好介质中的、实用的、“理想的〞合成方法。1〕采用多位点反响2)利用新型金属参与的反响3)利用有机催化剂催化的反响4)采用水相或离子液作为反响介质进行反响六、精细化学品合成的任务2.组合化学技术的应用1〕Kagan及Mikami等已经成功将组合化学用于不对称催化反响的开发；2〕应用组合化学合成一系列化合物，提供具有多样性的化合物库，以展示有机合成方法学的能力及开展新型先导化合物。六、精细化工合成的任务3.计算化学的应用〔1〕LHASA系统检索型的合成设计(1)简化目标分子的结构复杂程度;(2)找出合成子;(3)生成等价合成子;(4)参加控制合成子;(5)切开合成子，生成前级产物(前体);(6)找出切开合成子对应的具体反响;(7)把得到的前体当作新的目标分子，继续重复上述过程;(8)一直分析到适当的原料为止;(9)排除结构不合理的前体;六、精细化学品合成的任务

(10)检查有没有遗漏的问题;(11)重复以上分析步骤，给出所有可能的合成路线

(12)给各条路线评分。〔2〕CICLOPS程序--演绎型的合成设计六、精细化工合成的任务4.为合成理论合成:5.为应用合成七精细化学品中药物的筛选

药物的筛选过程：〔1〕发现功能结构〔2〕设计类似结构，合成大量新化合物〔3〕初步性能实验，挑出性能最正确化合物〔4〕毒性实验。急性、慢性、口服、皮下注射。对象：小白鼠、大白鼠；毒性标准DL50；内：毒性、致畸、致癌等〔5〕放大实验，临床〔雇佣人〕〔6〕工业设计，流程、本钱、污染等。八根本合成原料及中间体1．烷烃，天然气，焦炉气，石油主要做原料、燃料；2．烯烃A.乙烯天然气，石油裂解八根本合成原料及中间体八根本合成原料及中间体B.丙烯热裂产物烯烃α位活泼生成CH2=CHCH2BrC.丁烯丁二烯聚合做合成橡胶，氯丁、丁苯、丁氰橡胶D.异戊二烯合成固醇类化合物工业合成：实验室合成：八根本合成原料及中间体3.卤代烷A.直接卤化〔自由基反响〕B.醇转化氯：对复杂的醇，为保证转化率高，用亚硫酰氯八根本合成原料及中间体B.醇转化溴：八根本合成原料及中间体4.醇A.乙醇淀粉发酵得乙醇，用于配制各种酒；工业乙醇由乙烯水化制得。B.丁醇八根本合成原料及中间体C.异丙醇由丙烯水化制得，可用于制丙酮。D.异辛醇常用的长链醇八根本合成原料及中间体E.丙烯醇聚丙烯醇粘合剂八根本合成原料及中间体F.丙炔醇E.乙二醇可聚合为醚〔防冻剂〕〔外表活性剂〕八根本合成原料及中间体5．醛酮A.乙醛〔易聚合，40%水合物〕C.丙烯醛八根本合成原料及中间体D.丙炔醛E.乙二醛F.丁二醛八根本合成原料及中间体G糠醛八根本合成原料及中间体6．含氮化合物腈：A.乙腈B.丙烯腈八根本合成原料及中间体D.胺、酰胺胺：氮的引入法(1