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精细化学品合成 主讲：张成路 辽 宁 师 范 大 学 第一章 精细化学品合成概论 第一章 精细化学品合成概论 一、精细化学品合成与有机化学 二、精细化学品合成的含义 “一种理想的（最终是实效的）合成指的是用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作，快速、定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。” 二、精细化学品合成的含义 有机合成正朝着高选择性，原子经济性和环境保护型三大趋势发展。 化学反应的选择性包括：化学选择性，区域选择性和立体选择性。 化学选择性(chemoselectivity)表示不同官能团或处于不同化学环境中的相同官能团,在不利用保护或活化基团时区别反应的能力,或一个官能团在同一反应体系中可能生成不同官能团产物的控制情况； 区域选择性表示在一个不对称的官能团（产生两个不等同的反应部位）的底物上反应，试剂进攻的两个可能部位及生成结构异构体的选择情况； 立体选择性又分成两类：一是相对立体化学或非对映选择性（diastereoselectivity）的控制，第二类是绝对构型或对映选择性（enantioselectivity）的控制。 第一章 绪 论 二、精细化学品合成的含义 原子经济性的概念是Trost在1991年提出的概念。 在合成设计中，如何经济地利用原子，避免用保护基或离去基团。 这样设计的合成方法就不会有废物而是环境友好的。 原子经济型反应的两个显著优点： 一是最大限度利用原料；二是最大限度减少废物生成。 第一章 绪 论 三、精细化学品的分类 欧美 将专用化学品按其使用性能分为三大类: (1)准商用 (通用)化学品;(2)多功能、多用途化学品; (3)最终用途化学品或直接上市化学品。 “联合国经济合作及发展组织”将专用化学品细分为47类。 日本 “化学工业统计月报”和“工业统计表”，1993年将精细化学品分为32个门类。 中国 原化学工业部1986年将精细化工产品划分为11个产品类别： (1)农药;(2)染料;(3)涂料 (包括油漆和油墨);(4)颜料; (5)试剂和高纯物; (6)信息用化学品(包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品); (7)食品和饲料添加剂;(8)粘合剂; (9)催化剂和各种助剂; (10)(化工系统生产的)化学药品(原料药)和日用化学品; (11)(高分子聚合物中的)功能高分子材料 (包括功能膜、偏光材料等)。 六、精细化学品合成的任务 1.合成方法学研究。 包括从化学原理入手，发展新概念、新反应、新试剂、新方法，发展高选择性、高效、高原子经济型反应、以及环境友好介质中的、实用的、“理想的”合成方法。 1）采用多位点反应 2)利用新型金属参与的反应 3)利用有机催化剂催化的反应 4)采用水相或离子液作为反应介质进行反应 六、精细化学品合成的任务 2.组合化学技术的应用 1） Kagan及Mikami等已经成功将组合化学用于不对称催化反应的开发； 2）应用组合化学合成一系列化合物，提供具有多样性的化合物库，以展示有机合成方法学的能力及发展新型先导化合物。 六、精细化工合成的任务 3.计算化学的应用 （1）LHASA系统 检索型的合成设计 (1)简化目标分子的结构复杂程度; (2)找出合成子; (3)生成等价合成子; (4)加入控制合成子; (5)切开合成子，生成前级产物 (前体); (6)找出切开合成子对应的具体反应; (7)把得到的前体当作新的目标分子，继续重复上述过程; (8)一直分析到适当的原料为止; (9)排除结构不合理的前体; 六、精细化学品合成的任务 (10)检查有没有遗漏的问题; (11)重复以上分析步骤，给出所有可能的合成路线 (12)给各条路线评分。 （2）CICLOPS程序--演绎型的合成设计 六、精细化工合成的任务 4.为合成理论合成: 5.为应用合成 七 精细化学品中药物的筛选 药物的筛选过程： （1）发现功能结构 （2）设计类似结构，合成大量新化合物 （3）初步性能实验，挑出性能最佳化合物 （4）毒性实验。急性、慢性、口服、皮下注射。对 象：小白鼠、大白鼠；毒性标准DL50；内：毒 性、致畸、致癌等 （5）放大实验，临床（雇佣人） （6）工业设计，流程、成本、污染等。 八 基本合成原料及中间体 1．烷烃，天然气，焦炉气，石油主要做原料、燃料； 2．烯烃 A. 乙烯 天然气，石油裂解 八 基本合成原料及中间体 八 基本合成原料及中间体 B. 丙烯 热裂产物 烯烃α位活泼生成CH2=CHCH2Br C. 丁烯 丁二烯 聚合做合成橡