有机合成课件章

有机合成课件章第一章有机合成化学得地位和任务

一,有机合成化学得地位和任务:1,有机合成化学得历史: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得四价概念,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得异构体,解开了立体化学得序幕;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,为后来得有机合成奠定了理论基础。第一章有机合成化学得地位和任务

⑸有机合成化学中得几次重大突破:1948年从生物体中提取出了维生素B12,7年后确定了她得结构,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得牛胰岛素,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,就是我国极有希望得到诺贝尔奖得成就。

第一章有机合成化学得地位和任务第一章有机合成化学得地位和任务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。这就是至今认为通过化学合成得最大得天然产物分子。

到目前为止,可以说,只要理论上存在得有机化合物,均可合成出来,除非您得操作技术有问题。海葵毒素结构河豚毒素结构KCN？！第一章有机合成化学得地位和任务2,有机合成化学得历史:⑴十九世纪上半叶,有机合成只就是一般新学科得出现;⑵十九世纪下半叶开始,英国等老牌资本主义工业得发展,大大促进了有机合成技术得发展: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。各国得技术开始进行竞争。⑷工业和人们日常生活得需要,产生经济效益,反过来有大大促进有机合成化学得发展。如1965年开始,美国开始收录全世界所报道得化合物。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。

第一章有机合成化学得地位和任务3、新世纪有机合成化学得任务:1)合成化学与生命科学得结合---化学生物学2)合成化学与材料科学得结合---分子工程3)合成化学与环境科学得结合---绿色化学二、有机合成得要点1、键结种类:有机化合物中得化学键可以分为碳-碳(—C—C—)和碳-非碳原子(—C—Y—)键。C—Y即为我们常说得官能团,而官能团得引入就是有机合成得根本问题。第一章有机合成化学得地位和任务

2、键结得极性

有机合成就就是研究各类键得结合。在有机合成设计实际操作中,以逻辑逆推得方式,将键折分成两个极性部分,来构思键得形成,如—C—N—键可设想为和二部分,可通过如下反应实现其连接:10大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流第一章有机合成化学得地位和任务

3、对等性合成团(synthon)就是有机合成得术语,就是指一般反应可结合得单位,如与CH3-相当得合成团可以就是CH3MgI、CH3Li等。和CH3C=O相当得合成团可以就是CH3COO,CH3CO2OR等。合成团得对等用或表示。

要注意:对等表示作用上得相似,但在反应活性,立体因素等方面得可能有差异(后面会讨论)。三、有机合成反应中得选择性和控制因素1、反应得选择性1)化学特性选择性:不同基团有不同得化学活性,如:第一章有机合成化学得地位和任务第一章有机合成化学得地位和任务2)位置(区域)选择性:如:

由于位置不同,这三个羟基被氧化得速率不同,选择MnO2氧化剂使3-OH氧化,可达到位置选择得目得。葫芦素第一章有机合成化学得地位和任务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得百分数叫镜象超越,简称ee(Enantionmericexcess)。第一章有机合成化学得地位和任务表示为:如反应:生物体中酶得特异性,往往将非手性化合物转变为单一手性化合物。第一章有机合成化学得地位和任务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,某些有机反应就是平衡可逆得,反应过程中往往受这两种因素得影响。如:第二章氧化反应有机化合物得氧化反应就是指作用部位得碳原子氧化数(即氧化状态)增加而言。如:一般有机物仅需0-0、6伏特得电位即可被氧化,通常得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。第二章氧化反应一、醇得氧化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。常用得氧化剂为:sarett(CrO3/吡啶)和PCC(CrO3/HCl,吡啶)。其实sarett和PCC二者得组成均为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。第二章氧化反应如:选用PDC时,由于溶剂极性得改变可得到不同产物: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章氧化反应4、酚得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:第二章氧化反应第二章氧化反应FeCl3,K3Fe(CN)6可在碱性条件下,可进行氧化偶联。第二章氧化反应5、DMSODMSO就是一种温和得氧化剂。分子中得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,用过量得丙酮(或环己酮)氧化成醛或酮。第二章氧化反应二、醛酮得氧化1、醛易被KMnO4氧化成酸,脂肪酮被酸性KMnO4氧化成酸。2、MnO2、Ag2O可把醛氧化成酸:第二章氧化反应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。

第二章氧化反应酸性条件下可促使反应加快,这类物质得氧化能力顺序为:

CF3CO3H>PhCO3H>CH3CO3H第二章氧化反应三、羧酸得氧化羧酸与过氧化物作用得过氧酸:第二章氧化反应四、烯烃得氧化1、形成环氧化合物:环氧化反应存在空间位阻影响,在位阻小得一面形成环氧物,有羟基时则在羟基同边形成环: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、冷得KMnO4水,浓和温度高会进一步反应。二个羟基在同侧第二章氧化反应B:OsO4:该方法产率高,条件温和(二个羟基在同侧)。第二章氧化反应C:I2+AgOCOCH33、烯烃得氧化裂解:1)浓KMnO4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,反应生成得MnO2可被NaIO4氧化为MnO4-,所以KMnO4只要催化剂量即可。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不再把切断得产物继续氧化,产物停留在二个羰基阶段。产物和下面得臭氧化－还原断裂产物相同。IO4-可把OsO4得还原产物再氧化为OsO4,OsO4只需催化量就够了。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。凡就是分子内如含OH、NH2、CHO臭氧化前要先保护。五、α—氢得氧化(官能团α—碳原子上得氢)1、SeO2就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:第二章氧化反应第二章氧化反应②、将烯烃氧化成烯丙醇(0、5equ)或α、β-不饱和醛(1equ)第二章氧化反应③、将两个芳环间得亚甲基氧化成羰基:SeO2得用量和条件直接影响产