专题讲座4绿色有机合成.ppt

但若使用一个含有α-氢原子的醛或酮和一个不含有α-氢原子的醛或酮，进行交叉羟醛缩合（crossed aldol condensation）反应， 用氟溶剂的有机反应 Knochel, P. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 1997, 36, 1454. Pozzi, G. et al. Chem. Commun. 1997, 69. 770 81% 3 785 83% 2 854 90% 1 TON Yield Run Gladysz, J. A. et al. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2696. 含氟溶剂中硼氢化反应 反应完成后，产物分离后含氟相的催化剂可重复使用 ? 回收昂贵催化剂比较简单 ? 和其它两相反应互补. ? 容易分离. ? 设计新型催化剂和反应试剂 ?在组合化学中可替代固相反应. ? 无毒? 含氟溶剂的优点 含氟溶剂的缺点 ? 含氟溶剂以及试剂非常昂贵. ? ? 仍然需要用第二相作为反应介质 ? 水 – 对于大多数有机合成是一个坏的反应介质吗？ 3.4 在水相进行有机反应 世界上大多数的化学反应发生在水相中 ? Diels-Alder 反应1 ? Claisen-重排2 ? Aldol 反应3 ?烯丙基化反应 4 ? 氧化反应5 ?加氢 6 水相反应 1. Rideout, D. C.; Breslow, R. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 7816. 2. Gajewski, J. J. In Organic Synthesis in Water; Grieco, P. A., Ed.; Blackie Academic Professional: London, 1998. 3. Kobayashi, S. In Organic Synthesis in Water; Grieco, P. A., Ed.; Blackie Academic Professional: London, 1998. 4. Lu, W.; Chan, T. H. J. Org. Chem. 2001, 66, 3467. 5. Fokin, V. V.; Sharpless, K. B. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2001,40, 3455. 6. Nagel, U.; Albrecht, J. Top. Catal. 1998, 5, 3. ? 成本 – 水是最廉价的溶剂. ? 安全性 – 没有比水更安全的溶剂. ? 某些反应在水中进行效果更好. 为什么用水作为溶剂? ? 有些反应在水中无法进行 ? 对大多数有机化合物溶解性很差. ? 使用水-有机溶剂的混合溶剂、控制pH值、加入表面活性剂、亲水性助剂等可增加溶解性 水作为溶剂的局限性 ? 产品需要在有机溶剂中进行纯化. ?这会产生含有有机溶剂的污水，必须妥善处置 . 水在绿色化学中作用 4微波辅助的合成 ? 反应速度快 = 缩短反应时间 ? 反应清洁 = 纯化步骤减少废弃物减少 ? 水、乙醇、丙酮等相对“绿色化溶剂”是微波辅助合成的良溶剂 ? 溶剂用量减少 – 每次反应仅需0.5-5mL ? 低能耗 – (最大=300w, 典型反应功率 ~20w) 微波辅助合成举例 微波辅助合成举例 微波辅助合成举例 微波在Suzuki交叉耦合反应中的使用 Leadbeater, N. E. et al, Org. Lett. 2002, 4, 2973. 微波Sonogashira交叉耦合 微波介导的Suzuki交叉偶合反应， 不需要过渡金属催化 Leadbeater, N. E. et al, Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 1407. 5 点击化学 “运用少数近乎完美的反应，使不同功能的分子快速，高效的组装，它保证产品具有可靠的高产量和纯度”-Sharpless, B. et al, Chem. Bio. Chem. 2003, 4, 1246. “反应具有...产量高，反应条件简单，无需除氧气和水，产品分离简便” –Frechet, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15020. Sharpless, B.K. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2004. 符合“点击化学”标准的反应 铜催化的叠氮/炔环加成反应, Huisgen的[1,3]偶极环加成反应 Thermodynamic and kinetically favorable (50 and 26 kcal/mol, respectively) Regiospeci