第11章有机合成PPT.ppt

1、第十一章现代有机合成方法现代有机合成方法是指应用广泛的合成方法，如相转移催化反应、微波辐射有机合成、固相有机合成、无溶剂有机合成、声学有机合成以及其他以离子液体为介质的有机合成。总的来说，这些方法相对于用于合成某一产品的相应经典方法具有明显的优势，即提高反应效率、节约能源、提高反应选择性、减少副反应、改善环境、更加实用，是相应经典方法的补充和发展。相转移催化是20世纪70年代发展起来的一种新的有机反应方法，近年来发展迅速。它广泛应用于有机合成和聚合物聚合，并渗透到分析、造纸、印染、制革等领域。给医药工业和精细化工带来可观的经济效益。11.1相转移催化，相转移催化剂是一种能将一些负离子(和一些正

2、离子或中性分子)从一个相转移到另一个相的催化剂。相转移催化剂分为三类，即鎓盐、聚醚和聚合物载体。鎓盐包括季铵盐、季鏻盐、季砷盐和叔硫盐，而聚醚包括冠醚、穴醚和开放聚醚。季铵盐催化剂因其价格低廉、毒性低而得到广泛应用。11.1相转移催化，11。1.1相转移催化剂、11.1相转移催化剂、11。1.1相转移催化剂，聚合物负载型催化剂是一种不溶性固体催化剂，也称为三相催化剂。用于加速水-有机两相体系的反应。催化剂的聚合物部分是由20的苯乙烯和二乙烯基苯交联的有机硅聚合物或聚苯乙烯，分子中10%的苯环被活性基团取代。活性基团大致可分为三种类型：鎓盐型、冠醚型和助溶剂型。11.1相转移催化，11.1相转移

3、催化，11.1相转移催化，11。1.2相转移催化，正温度系数催化，11.1相转移催化，11.1相转移催化，11。1.2相转移催化。1113相转移催化在有机合成中的应用，1烷基化反应，11.1相转移催化，1烷基化反应，11.1相转移催化，1113相转移催化在有机合成中的应用，1烷基化反应。1113相转移催化在有机合成中的应用，2消除反应，11.1相转移催化，2消除反应，11.1相转移催化，1113相转移催化在有机合成中的应用，2消除反应，11.1相转移催化。常用的氧化剂和还原剂大多是无机物，如高锰酸钾、K2Cr2O7、氢氧化钠、H2O2、硼氢化钠等。它们都是水溶性的，在有机溶剂中溶解度很小。因此

4、，当将无机氧化剂的水溶液加入有机物质中进行氧化时，结果通常不令人满意，有些甚至几乎不发生反应。在相转移催化作用下，这些氧化剂可以在催化剂的帮助下转移到有机相中，使得氧化还原反应可以在温和的条件下进行，并且可以获得高产率的产物。11.1相转移催化，1113有机合成中的相转移催化，3氧化还原反应，1113有机合成中的相转移催化，3氧化还原反应，11.1相转移催化，1113有机合成中的相转移催化，3氧化还原反应。R2=R3=氢、烷基、芳基；x=氯，溴，碘.11.1相转移催化，1113在有机合成中的应用，4加成和缩合，11.1相转移催化，1113在有机合成中的应用，5羰基化，11.1相转移催化，111

5、3在有机合成中的应用，5 1113在有机合成中的应用，6聚合，和11.2微波辐射下的有机合成。微波的频率约为300兆赫-300千兆赫，即波长在100厘米-1毫米(100厘米-0.1厘米)范围内的电磁波。在电磁波谱中，它介于红外辐射(光波)和无线电波之间。因此，只能激发分子的旋转能级跃迁。微波在合成化学中的应用始于1986年，当时Gedye等人在微波炉中进行了酯化、水解、氧化和亲核取代反应，Giguere等人研究了蒽和马来酸二甲酯的Diels-Alder环加成反应。在短短的十几年里，微波促进反应的研究已经发展成为一个引人注目的新领域更多化学。微波诱导有机反应增强化学具有操作方便、产率高、产物易于

6、纯化等优点，因此微波诱导有机合成涉及几乎所有的有机化学反应。目前，微波有机合成化学的研究主要集中在三个方面：一是微波有机合成反应技术的进一步完善和新技术的建立；其次，微波在有机合成中的应用及其反应规律；第三，微波化学理论的系统研究。11.2微波辐射有机合成，11.2.1微波辐射在有机合成中的应用，1 .酯化反应，11.2.1微波辐射在有机合成中的应用，1 .酯化反应，11.2微波辐射有机合成，11.2.1微波辐射在有机合成中的应用，2狄尔斯11.2微波辐射有机合成，11.2.1微波辐射在有机合成中的应用，3重排反应，1)克莱森重排，2)频哪醇重排，表11-2金属离子对频哪醇反应的影响反应15h

7、，11.2微波辐射有机合成，11.2.1微波辐射在有机合成中的应用，3)重排反应，3)炔丙醇重排反应，4)Fries重排，11.2微波辐射在有机合成中，11.2.1微波辐射在有机合成中，4。 珀金反应、5。Knoevenagel反应、11.2.1微波辐射在有机合成中的应用、6。安息香缩合、7。维蒂希反应，8。11.2微波辐射在有机合成中的应用，11.2.1微波辐射在有机合成中的应用，11.2.1微波辐射在有机合成中的应用，水解反应，消除反应，11.2微波辐射在有机合成中的应用，11.2.1微波辐射在有机合成中的应用。11.2微波辐射有机合成，11.2.1微波辐射在有机合成中的应用，14取代反应

8、，15环化反应，11.2微波辐射有机合成，11。2.2微波促进化学反应的机理目前，学术界有两种不同的学术观点：一是虽然微波是内部加热，但它具有加热速度快、加热均匀、无速度梯度、无滞后效应等特点。微波在化学反应中的应用只是一种加热方法。像传统的加热方法一样，对于特定的反应，反应动力学保持不变，与加热方法无关。他们认为化学反应中使用的微波频率为245兆赫，属于非电离辐射。当化学键与分子化学键共振时，不可能导致化学键断裂，也不能激发分子达到更高的旋转或振动能级。微波对化学反应的加速主要归因于极性有机物质的选择性加热，即微波的热效应。另一种观点认为，微波对化学反应的影响非常复杂。一方面，反应物分子吸收

9、微波能量，这增加了分子运动的速度，导致分子运动混乱和熵增加；另一方面，微波对极性分子的作用迫使它们按照电磁场的模式运动，这种模式每秒钟改变2.45109次，导致熵减少。因此，微波对化学反应的作用机理不能仅用微波热效应来描述。微波不仅有热效应，还有非温度引起的非热效应。微波作用下的有机反应改变了反应动力学，降低了活化能。他们认为微波具有非热效应，并在反应中起作用。11.3固相合成和组合合成，11。3.1固相合成、所谓的固相合成是将底物或催化剂固定在固相载体上，然后与其他试剂反应生成化合物。固相合成中使用的载体通常是低交联度的聚苯乙烯树脂，它是由1%2%的二乙烯基苯和苯乙烯共聚生成的。氯甲基、氨基

10、、羟基等被引入到树脂的苯环上与底物结合。11.3固相合成和组合合成，11。3.1固相合成、1多肽固相合成、11.3固相合成和组合合成、11。3.1固相合成11.3固相合成和组合合成11。3.1固相合成、2固相通用有机合成、11.3固相合成和组合合成、11。3.1固相合成11.3固相合成和组合合成11。3.1固相合成、2固相通用有机合成、11.3固相合成和组合合成。r=n-bu，I-bu，I-pr，bn，p-meobn，ph，等总收率60%，11.3固相合成和组合合成，11。3.1固相合成、11.3固相合成和组合合成，11。3.1固相合成，(b)NaH/DMF，EI(亲电试剂)成分；挪威国家合作

11、组织/地中海渔业总会；(d)中东/THF；(e)5%TFA/CH2Cl2，重氮盐型无痕合成：无痕)接头定义为：裂解后，在产物分子的裂解位置仅形成碳-氢键、碳-碳键或碳-氧键，且在接头中不含杂原子的结构保留在产物结构中。11.3固相合成和组合合成，11。3.2组合合成，组合化学有许多方法。组合化学，也称为组合合成，是一种合成大量化合物的方法，可以定义为一种将不同结构的“构件”平行、系统、重复共价连接的策略和方法，以快速获得大量化合物用于高通量筛选。组合合成速度的实现在于摒弃了合成中的许多规则，即完全纯化和表征所有化合物和中间体的规则，代之以可靠的化学反应和简单有效的纯化方法。在传统化学中，化合物是独立制备的，而在组合化学中，原料范围内的所有产品都有潜在的制备机会。传统化学和组合化学之间的比较如下图所示：11.4其他合成方法，11。4.1无溶剂反应、它们也被称为干反应。在前者中，无机固体如氧化铝和硅胶通常用作介质，加载混合物只需要放置在适当的温度和偶尔振动，因此操作非常简单。在后者中，固体剂(固液剂)可以在玛瑙研钵中研磨或在反应瓶中加热，操作也非常方便。产品可以用溶剂提取或柱层析分离，后处理也非常方便。11.4其他合成方法，11。4.1无溶剂反应，烷基化，2)硫烷基化，2。酰化，11.4其他合成方