全合成的艺术和科学TheArtandScienceofTotalSynthesisatthe.DOC

全合成的艺术和科学The Art and Science of Total Synthesis at the Dawn of the Twenty-First CenturyK. C. Nicolaou,??Dionisios Vourloumis, Nicolas Winssinger, and Phil S. BaranDedicated to Professor E. J. Corey for his outstanding contributions to organic synthesisAngew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 44 -122 有机合成从1828年尿素的合成开始。尿素的合成具有划时代的意义，它打破了以往认为有机物是因为“原生命力”而产生的观点，打开了一个全新的天地。从此人们开始人工合成大量的有机化合物。十九世纪的全合成介绍：十九世纪的重要全合成有尿素，葡萄糖，乙酸，茜素，靛青。尿素的意义已经介绍。而这两个染料开创了德国一个神话般的染料工业时代。葡萄糖的全合成由糖化学之父费歇尔完成，它的意义不仅仅在于产物的复杂性，而且在于其含氧的单环结构以及其五个手性中心，其中四个可控制。众所周知，旋光异构在有机化学中很重要。因为在糖类化学的杰出贡献，费歇尔获得第二个诺贝尔化学奖。二战前的全合成介绍：文献提到，除了少数例子，十九世纪的全合成多半较简单，而且主要集中在芳香族化合物上，合成仅仅是进行了一些官能团化而已。二战前的全合成开始涉及了一些很复杂的化合物和合成路线设计。比较重要的有如下化合物：a-萜品醇，樟脑，托品酮，血红素，维生素B6，马萘雌酮（一种性激素）。值得一提的是托品酮的合成。基础有机里边介绍曼尼许反应的时候应该提到过这个物质，它的全合成是相当漂亮的，虽然反应分为多个步骤，粗略的看却可以认为是一步，高产率，原料简单（甲胺，丁二醛，酮二酸）。而且多个片断一个反应连接起来的合成思想影响深远。如果一个化合物合成的时候，分为三段，每段七步，做起来绝对比慢慢接上来，共十五步轻松，所以后来很多化合物的全合成都采取了分段然后对接的方法。总之，这个反应充分体现了化学的科学和艺术。血红素由H.Fischer完成。当时还没有NMR,MR,XRD等测试技术，该化合物的合成非常漂亮的分为四个含吡咯环的片断，然后两两对接，利用了吡咯环2位的亲核性。最酷的就是在琥珀酸中加热到180－190度，成环，一步形成两个碳碳键，还有羰基还原为羟基然后消除得到双键。雌性激素马萘雌酮的合成的意义在于它用的都是些很显而易见的反应，诸如酯缩合啊，还原等等。基本没有用很特别的试剂，基本没有本科有机书上没提到的反应。它是第一个人工合成的甾体激素。更多细节参阅本文献。下边的介绍开始进入Woodward和Corey时代了。作者高度评价了马萘雌酮的合成，认为他是Woodward和Corey时代以前一个极其漂亮的工作。E.J.Corey和R.B.Woodward是二十世纪最伟大的两个有机化学家。复杂化合物的合成绝对不是轻松的活，官能团的保护，活化，区域选择，立体选择，都是极其头痛的活。重复文献都能搞得人焦头烂额，呵呵。全合成是有机化学整个学科的精华所在，一切的工作都是为了制造对人类有用的，天然无法大量提供的化合物。E.J.Corey的重要贡献是合成子分析，新合成反应，以及合成重要的天然产物。番木鳖碱(strychnine)，一种有名的剧毒物质，By Woodward，J.Am.Chem.Soc 1954,76,4749-4751 和Tetrahedron 1963,19,247-288。在Woodward合成它以前，有一位化学家说，因为其庞大的分子结构它是目前最复杂的物质。Woodward的成功打开了有机合成的一个新时代。后来还有工作者对他的工作有一些改进。合成路线因为BBS这个媒体的关系，难以精确描述。路线：苯肼和3,4-二甲氧基苯甲醛用PPA关环，得到吲哚衍生物，曼尼许反应合成胺，接下来的四步因为杂环化学学得不好没看懂.//blush。然后是保护其它集团后断裂苯环得到羧酸，和吲哚环上的氮成酰胺，异构化后换个保护基，迪克曼缩合。这就得到了五个环的骨架了。然后几步是官能团转换，手性翻转，氧化，得到a-羰基醛，和环外的氮缩合，剩下的就是善后工作了。唉，不详细描述合成路线了，写的人和看的人一样累。青霉素(Penicillin)大家知道其意义吧。从1928年发现它开始到后来在白衣天使的手中发挥其作用，它拯救了成千上万人的生命，应该是第一个抗生素。B-内酰胺的四员环结构到现在为止也是一个重要的抗生素结构，我最近就参与了一个B－内酰胺抗生素的有关工作。完成