第一講有機化合物的合成

1、 廣西大學化學化工學院應用化學教研室主任段文貴 教授博士碩導 第一講 有機化合物的合成第二講 有機反應和有機反應歷程第三講 有機化合物的結(jié)構(gòu)推導 第一講 有機化合物的合成一、 有機合成的基本知識（一） 有機合成（Organic Synthesis） 從簡單易得的有機物和無機試劑出發(fā)，經(jīng)過一步或多步化學反應來制備所需的化合物： (二) 原料選擇 所謂簡單易得的有機原料是指：a.直鏈小分子；b.脂肪族多官能團化合物；c.五元或六元環(huán)（脂環(huán)或雜環(huán)）化合物及其單取代衍生物；d.苯、甲苯、萘及其直接取代物等芳香族化合物。 (三) 目標分子（Target Molecule） 打算加以合成的分子，常以TM來

2、表示。也就是我們期望最終制得的產(chǎn)品。 (四) 中間體（ Intermediate） 在有機合成過程中各步反應所生成的產(chǎn)物，可為中性分子、正負離子或穩(wěn)定的自由基，作為下一步反應的原料。 (五) 切斷分析（Disconnection） 用于合成上的一種分析法，即將分子的一個鍵切斷，使分子轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N以上的可能原料，此為化學反應的逆過程，用符號 如： (六) 合成子 （Synthon）與合成子等價物（Synthonic Equivalant) 合成子是指在切斷過程中所得到的概念性的分子碎片，通常是離子（如和等）；含有合成子的試劑稱為合成子等價物。 如： (七) 逆合成分析（Retrosynthetic

3、 Analysis） 從合成的目標分子出發(fā)，由后往前逆推，推導出目標分子的前體，并同樣地找出前體的前體，如此繼續(xù)直至到達較簡單的起始原料為止。 (八) 合成路線的收率 經(jīng)過多步反應后，獲得目標分子化合物的總產(chǎn)率。保證一條合成路線具高收率的措施是：a. 設計合成路線時應盡可能減少反應步驟；b. 所采用的單元反應盡可能具有高選擇性，副反應少，產(chǎn)率高；c. 盡可能選擇反應條件溫和，工藝易控制或易實現(xiàn)的合成反應。 二、 有機合成的設計方法(一) 碳骨架的構(gòu)建（1） 增長碳鏈法 a.伯鹵烷與氰化物、炔負離子的反應 b. 醛酮與HCN、炔負離子的加成CGrignard 試劑與CO2 、環(huán)氧乙烷、醛、酮、酯

4、的反應d. 烯醇負離子的烴化反應e. 羥醛縮合反應f. Wittig試劑與醛、酮的反應g . 乙酰乙酸乙酯與RX的反應 h. 丙二酸二乙酯與RX的反應（2） 縮短碳鏈法a. 烯烴的臭氧化裂解反應b. 烯、炔的氧化c . 鹵仿反應d . 酰胺的Hoffmann 降級反應（3） 碳環(huán)的形成a. 碳烯（卡賓）的加成反應b. Diels-Alder 反應c. 二羰基化合物的烴化反應d . Dickman 縮合反應（分子內(nèi)酯縮合）e. 分子內(nèi)羥醛縮合f . 丙二酸二乙酯g. Robinson 擴環(huán)h. Friedel-Crafts 反應(二) 官能團的轉(zhuǎn)換（1） 官能團的引入 在有機合成中，需考慮在特定

5、的位置上引入所需的官能團。 如：（2） 官能團的除去在有機合成中，在一定的合成階段需要將不必要的官能團除去。如： （3） 官能團的相互轉(zhuǎn)化（4） 官能團轉(zhuǎn)化的選擇性例1（即NaHB4或LiAlH4能專一還原醛、酮中的羰基，而不影響其他的基團）例2（芳烴側(cè)鏈無-H時不被氧化）例3（均得到反馬式加成產(chǎn)物）例4例5 （5） 官能團轉(zhuǎn)化的導向具有引導反應按所盼望位置發(fā)生的基團叫導向基。在大多數(shù)情況下，當導向基完成任務后即將其除去，顯然，一個好的導向基必須具備“來去自由”的條件，即引入時容易，除去時亦容易。 致活導向例1 合成：例2 分析： 但因丙酮的兩個甲基活性一樣，會有副反應： 若將一個乙酯基(-C

6、OOC2H5) 導入丙酮的一個甲基上，則該甲基的H有較大的活性，使該反應更具有選擇性。 致鈍導向例： 分析：在氨基上引入乙?；?，使其活性降低，以避免多溴代產(chǎn)物的生成。合成： 利用封閉特定位置來導向例：（6） 官能團的保護和去保護-OH（醇）：-OH (酚) ：-CHO： ： ： ：例1： 分析： 用Grignard試劑不應有活潑氫存在，所以，制備Grignard 試劑前必須將羥基保護起來。合成：例2：分析：酯與格氏試劑反應可以生成三級醇，但酮更活潑，故先保護 酮基。(三) 立體構(gòu)型的控制 a. b. c. d. e.f. 即當羰基兩邊空間條件不同 時，其 中一種產(chǎn)物可能占優(yōu) 勢。三、 有機合成的實例（一） 逆合成分析法的例子例1：由C3以下的化合物合成 分析：可用 酮酯合成法合成：例2：由三乙（乙酰乙酸乙酯）和開鏈化合物及必要的試劑合成：分析：合成：例3：如何合成擴瞳劑（擴大眼睛的瞳孔）？ 分析：合成：例4：怎樣從三個碳原子以下的有機物為起始原料合成2-戊酮？分析：合成：或： 二、其他例子 例1：由苯、不超過3個碳的原料及必要的試劑合