有机合成化学1.pptxVIP

有机合成化学;课 程 内 容;第一章 绪 论;1.1 有机合成的目的和任务; 事实上，有机合成就是应用基本且易得的原料与试剂，加上人类的智慧与技术来创造更复杂、更奇特的化合物。可以这样说：“有机合成是‘无中生有’”。正如1965年诺贝尔奖获得者，也是有机合成的先师Woodward教授所说：“在有机合成中充满着兴奋、冒险、挑战和艺术”。再进一步看，逻辑性的归纳和演绎在有机合成中，特别是在路线设计中，显得非常重要，甚至可以运用计算机程序来辅助合成路线的设计。 1.1.2 基本有机合成工业和精细有机合成工业 基本有机合成工业的任务是：从价廉易得的天然资源，如煤、石油、天然气或农副产品等，初步加工成一级有机产品，如甲烷、乙烷、丙烷、乙炔、苯、萘等，再进一步加工成二级有机产品，如乙醇、乙酸、丙酮等。这些一、二级产品的生产称为“重有机合成工业”。基本有机合成的特点是：产品量大，质量要求稍低，加工相对粗糙，生产操作简单。; 精细有机合成工业的任务是：以基本有机合成工业中得到的一、二级有机产品为原料，合成一些结构比较复杂，质量要求很高(即较精细)的化合物。其制备过程的操作条件要求严格，步骤较多，一次生产的量比较少但品种比较多。精细有机合成主要用在合成药物、农药、染料、香料等。这种合成的首要任务常常是合成路线的设计。 这两类有机合成工业对于国计民生都是缺一不可的。没有精细有机合成工业就没有满足人民生活需要的丰富多彩的有机产品；没有基本有机合成工业，精细有机合成工业也就没有了根基。 1.1.3 有机合成路线设计 著名的有机合成化学家Still曾指出：一个复杂有机分子的有效合成路线的设计是有机化学中最困难的问题之一。路线设计是合成工作的第一步，也是最重要的一步。一条设计拙劣的合成路线不会得到好的结果；同样，一个不具备合成路线设计能力的人也不是合格的有机合成人才。; 路线设计不同于数学运算，数学运算有固定的答案。但任何一条合成路线，只要能合成出所要的化合物，应该说都是合理的。当然，在合理的路线之间，却是有差别的。 要具有高的路线设计的能力，首先要有技术方面的能力，如对各类、各种有机反应的熟悉与掌握，对同一目的、不同有机合成反应在实用上的比较与把握，对各个步骤操作条件的实际掌握，对产品纯化和检测的能力，等等。但这还远远不够，还要有逻辑思维的能力，以致对各步有机反应的选择与先后排列能达到运用自如，以形成一个综合的，高效的合成能力。这种“战术”，在合成化学中就叫“策略”。 下面举一个具体例子来说明路线设计的重要性。颠茄酮的合成有两条不同的路线： (1)Willstatter在1896年推出了一条颠茄酮合成路线。他是1915年诺贝尔奖获得者。此路线前后经历21步之多：;这一路线总的收率只有0.75％。尽管路线中每一步的收率均较高，但由于步骤太多，使总收率大大降低。;(2)21年后，Robinsen(1947年获诺贝尔奖)于1917年设计出另一条颠茄酮合成路线，既合理，又简捷，仅用了3步，总收率达90％：;1.2 有机合成的发展状况;1.2.2 有机合成与整体有机化学的关系 从上述反应开始，在试管中(即在玻璃仪器中)制备有机物质的活动就与整个有机化学的发展紧密联系在一起了。每当有机化学在理论和基础知识方面取得进展时，都可以发现合成在其中所起的作用，而新理论、新技术又必然引起合成的进一步发展。例如，合成帮助确定异构体的数目及其结构，从而对Kekule早期理论做出了贡献；从奎宁实验式出发的推理，使Perkin提出合成奎宁的假设，而又根据这个假设所做的努力，导致合成染料的发现。 因此，现在要解开发展过程中相互渗透的这种复杂关系，说合成影响了有机化学其他方面，还是其他方面影响了合成，都是非常困难的。但十分清楚的是，合成起了下述各个方面的重要作用：第一，合成可以逻辑式地装配已确定结构的分子。第二，合成能够提供自然界没有的物质，从此开辟出一个新颖的领域。第三，解决理论问题需要合成。;1.2.3 天然物质可由有机合成制备 人们首先合成的是天然物质降解物，发展到后来，结构非常复杂的天然物质也都可以合成了。20世纪下半叶最有影响的有机合成化学家无疑是Woodward。他在27岁时就合成了奎宁。1960年他又完成了叶绿素的合成。接着他又合成了维生素VB12。;维 生 素 B12;Woodward在1981年还合成了红霉素。分子中有18个手性中心，可想而知异构体的数目为218。;1.2.4 为了验证并扩充化学理论而合成新化合物 合成计划的成功证实了某些理论，也导致对另一些理论的修正，同时还制造出一些未曾有过