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有机合成与路线设计基础 有机合成与路线设计基础提 纲2.1 有机合成的要点2.2 有机合成路线设计的基本方法2.3 有机合成反应的选择性与控制2.4 分子骨架的形成2.5 官能团的引入、转换和保护有机合成与路线设计基础元素周期表H Tim Helvey He Li Be Solids固体Man Made ElementsB C N O F Ne Na Mg Gases气体Liquids液体Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Unq Unp Unh Uns Uno Une Uun Uuu Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo ?Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ?Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr ?2.1 有机合成的要点2.1.1以元素周期表为依据 有机合成与路线设计基础2.1.2以羰基化合物为中心 有机合成与路线设计基础2.1.3键结的方式和键的极性 在有机化学中，基本的键结(也可叫键联)方式有两类：碳与碳相结和碳与非碳原于相结(即与官能团相结)。 因此、有机合成化学中讨论的最根本课题是碳骨架的建立和碳与官能团的结合。有机合成中考虑键结时，应采取逻辑逆推的方法：先考虑如何将键结拆开，使分子形成两个极性部分，再在合成设计时将这两个极性部分作为两个反应物经合成反应发生键结。这是很重要的合成设计的思路。 有机合成与路线设计基础2.1.3键结的方式和键的极性 例如，要合成C—N的键结，就可考虑键结的极性是δ+C—Nδ-。前者(正电部分)可以是常见的卤代烷，而后者可以是常见的胺类。卤代烷与胺作用形成C—N键结。有机合成化学中还有“极性转换”的方法，也是从键结极性的角度上考虑的合成设计的方法。有机合成与路线设计基础2.1.4对等性 这是有机合成化学中常用的专用术语。如在下列反应中，氰醇类的碳负离子与碘甲烷作用后、水解得甲基酮类： 有机合成与路线设计基础2.1.4对等性 反应物氰醇的碳负离子RC- (CN)OR’中，起主要作用的是R—C-＝O。就可以将R—C-＝O看作与前面的碳负离子是“对等”的，也可称“等价的”。前者是一个作为反应物的碳负离子(或可看作试剂)；后者就称为与前者对等的一个“合成子”。 合成子是指可用于有机反应中的合成单位。又如，格氏试剂CH3MgI中的甲基负离子CH3-是合成子，是供电子的；乙酰氯CH3COCl中的CH3C+=O是接受电子的合成子。 有机合成与路线设计基础2.1.5反应的种类 1、骨架和官能团都无变化 这里不是说官能团绝对无变化，而只是说它的种类属性未变化。在一个有机反应中骨架和官能团都无变化就可达到合成的目的。例如： 反应的结果，只是官能团的位置发生了变化，它的种类和分子的骨架均无变化。 有机合成与路线设计基础2.1.5反应的种类 2骨架不变而官能团变化 最常见的例子是苯及其同系物在环上发生取代基变化的反应 ：有机合成与路线设计基础2.1.5反应的种类 2骨架不变而官能团变化 有机合成与路线设计基础2.1.5反应的种类 3骨架变而官能团不变 例如重氮甲烷与碳基的反应，利用这类反应可以进行扩环反应： 有机合成与路线设计基础2.1.5反应的种类 4骨架和官能团都变化 在比较复杂的分子的合成中，常利用这种技巧，在骨架变化的同时，将官能团也转变成所需要的，例如，合成颠茄酮： 有机合成与路线设计基础2.1.5反应的种类 4骨架和官能团都变化 但改变骨架的大小(长短)在有机合成中是用得更为广泛的。这类变化又可分为两种情况：由小到大和由大到小。由小到大的情况很多，我们讨论的很多复杂分子的合成都属于这种情况。由大到小的例子也有，如蓖麻酸的裂解：有机合成与路线设计基础2.1.5反应的种类 4骨架和官能团都变化 当然，碳骨架的变化，并不一定是大小、长短的变化，有时只是由于分子重排而发生的结构形式的变化： 有机合成与路线设计基础2.2 有机合成路线设计的基本方法 2.2.1 合成路线设计的原则与基本方法 逆合成法；分子简化法；官能团的置换或消去法；分子拆解法等。 有机合成与路线设计基础1 逆合成法 合成是指从某些原料出发，经过若干步反应，最后合成出所需的产物。最后产物就是合成目标物，或叫目标分子(TM)。实际上，进行合成路线设计时是反其道而行之，即从目标分子的结构出发，逐步地考