17 有机合成基础17427.ppt

有机化学的三大领域 ① 天然有机：天然产物的分离、鉴定、和结构的测定; ② 物理有机：用物理化学的方法来研究有机化合物的结构和反应机理等问题; ③ 有机合成： 富勒烯 笼状碳环（分子中无H）化合物 增长碳链的方法 缩短碳链的方法 形成碳环的方法 碳架重排 雷福尔马茨基（Reformatsky）反应 BrZnCH2R亲核性比Grignard试剂小，不活泼 含有α-H的醛、酮，与甲醛和氨 伯胺、仲胺 之间发生的缩合反应，称为Mannich反应。该反应可看成是氨甲基化反应： 2.缩短碳链的方法 1） 氧化反应 碳—碳重键氧化： 芳烃侧链氧化： 邻位二醇、二酮、羟基酮的氧化： 卤仿反应： 2.脱羧反应 β—酮酸脱羧： 丙二酸脱羧： 特殊结构的脱羧酸： 3.重排反应 霍夫曼酰胺重排： 柯提斯重排：易爆炸 施密特重排：易爆炸 4.缩合反应的逆反应（可逆平衡反应）： 3 形成碳环的方法 2.形成四元环 亲核取代： 二卤代物脱卤环化： [2+2]反应： 1,3 – 二烯电环化反应 增长碳链的方法 缩短碳链的方法 形成碳环的方法 2 区域选择性控制 （3）动力学、热力学控制 （3）动力学、热力学控制 2. 区域选择性控制 4 有机合成路线设计 1. 逆合成分析 2 . 合成路线的选择 3. 典型合成举例 1 逆合成分析 两种分析方法 顺合成分析： 原料→中间物→目标分子 逆合成分析： 目标分子→中间物→原料 1.逆合成分析法中常用术语 目标分子（TM）：最终要合成的分子；通常用TM表示。 合成子：在切断时所得出的简单的，并非真实存在的，概念性的分子碎片或结构单元，通常是个离子； 合成等效剂：一种能起合成子作用的试剂。合成子常由于 其本身太不稳定而不能直接使用； 切断（dis）： ：一种分析法，这种方法是将分子中的一个键切断使目标分子转变成为一种可能的原料； 连接（con） 重排（rearr） 官能团互换：把一个官能团换写成另一个官能团，以使切 断成为可能的一种方法； 合成子 合成子 等效试剂 等效试剂 连接（con）： 重排（rearr）： 切断（dis）： 官能团转化（三种方式）： 官能团相互转化（FGI）： 官能团消除（FGR）： 官能团添加（FGA ）： 2.切断策略 （1）优先在官能团处切割 （2）在杂原子处切割 （3）利用分子的对称性切割 （4）添加辅助官能团后再切割 （5）将目标分子逆推到适当阶段后再切割 （6）在支链多处切割 2 合成路线的选择 1.汇聚式合成法优先 直线式反应 总效率： 汇聚式反应 总效率： B、胺 转化成盐 转化成酰胺 转化成亚胺 C、醛（酮）：通过缩醛（或酮）来保护 D、酸 例1： 例2：由HOCH2C≡CH合成HOCH2C≡CCOOCH3 例3： 将反应活性低的基团转化成具有相同功能反应活性高的基团。 如：多肽的合成，可提高化学选择性 4 基团活化技术的应用 区域选择性是指在一个反应中试剂作用于底物可能有两种或多种取向，生成两种或多种构造（位置）异构体，但反应产物却以一种构造（位置）异构体为主的反应为区域选择性反应。 控制区域选择性 选择反应条件 选择试剂 动力学、热力学控制 导向基团的应用 （1）选择反应条件 （2）选择反应试剂 5% 95% 98% 2% 主要产物 主要产物 4 导向基团的应用 合成路线设计中常用导向基：—NH2，—SO3H A、活化导向 B、钝化导向 C、位阻导向 封闭特定的位置来向导 例：由氯苯合成2,6-二硝基苯胺 3 立体选择性控制 同一反应物在相同的条件下与同一试剂反应，得到不同的立体异构体的产物时，其中一种立体异构体占优势，称为立体选择性，这种反应称为立体选择性反应。 要使目标化合物具有指定的构型往往是合成工作中最困难的部分，须采取立体选择性反应。 A、取代： （1）选择试剂 B、加成反应 C、消除反应 顺式消除 立体专一性是指不同立体异构体的底物，在相同条件下与同一试剂反应，分别得到不同的立体异构体的产物。这种反应称为立体专一性反应。 例： 注意： 立体专一性反应必然是立体选择性反应，但立体选择性反应不一定立体专一性反应。 ee % R - S R + S x 100% （2）手性合成 反应物分子的一个对称结构单元，用一个试剂转化成一个不对称的结构单元，产生不等量的对映体的反应，称为不对称合成，又称为手性合成。 不对称反应效率表示： 　 用产物的对映体过量百分数ee表示 。 催化加氢 手性试剂 S - - -2,2’-双二苯基膦基-1 ,1′-联萘 S - - -2,2’-BINAP J. AM. CHEM. SOC. 2005