有機(jī)合成新方法

1、摘要：本文先簡(jiǎn)單得介紹了有機(jī)化學(xué)的發(fā)展，然后花大篇幅介紹了有機(jī)合成方法的新方法及新進(jìn) 展。關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué) 新方法 有機(jī)合成淺談?dòng)袡C(jī)合成新技術(shù) HYPERLINK /link7url.5v-uy0ZQY5MIx6WlCUPbBrcCMRYFBHW24brQzXYL2T3sna /link7url.5v-uy0ZQY5MIx6WlCUPbBrcCMRYFBHW24brQzXYL2T3snag5iZpfLourdWVmQ5bGJVJo9nkeDWJ2mE0GAq5BCrFd2 dGMZgquMJJfMBnhS現(xiàn)代有機(jī)合成的新概念和新方法 HYPERLINK /view/629c946daf1ffc

2、4ffe47acae.html /view/629c946daf1ffc4ffe47acae.html現(xiàn)代有機(jī)合成的新方法 HYPERLINK /view/263af7e4524de518964b7de2.html7reEew /view/263af7e4524de518964b7de2.html7reEew有機(jī)合成新技術(shù)（2011-1） ppt HYPERLINK /link7url.GYIFEUfZw5BmHQ6MThL7k9KnQRNrZXRoSZqAqMX_adW /link7url.GYIFEUfZw5BmHQ6MThL7k9KnQRNrZXRoSZqAqMX adW zdGOCbD

3、dvxsmofJTfPbSqRgeEqXVyJ1l6t1QJVtyV0M9HJy0us-UJv28o2dhxykW TOC o 1-5 h z 、八、e前言：3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1有機(jī)化學(xué)的發(fā)展3 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 2有機(jī)合成方法的一些新方法新進(jìn)展3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 2.1組合合成4 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 2.2不對(duì)稱合成4 HYPERL

4、INK l bookmark16 o Current Document 2.3綠色合成5 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 2.4金屬參與的有機(jī)合成反應(yīng)5 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2.5金參與的有機(jī)合成反應(yīng)5 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 2.6微波技術(shù)在液相有機(jī)合成中的應(yīng)用5 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 結(jié)語6 HYPERLINK l bookmark31 o Current

5、 Document 參考文獻(xiàn)7前言:隨著人類社會(huì)進(jìn)入二十一世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，與此同時(shí)，化工合成行業(yè)已經(jīng)形成一個(gè)比較 完善，有一定系統(tǒng)的行業(yè)，特別是有機(jī)合成的發(fā)展很大程度上促進(jìn)了人類社會(huì)的發(fā)展。隨著人們對(duì) 生活質(zhì)量要求的越來越高，有機(jī)合成行業(yè)一直在不斷根新，新的合成方法不斷出現(xiàn)。1有機(jī)化學(xué)的發(fā)展雖然紀(jì)年歷法僅是一個(gè)人為約定的相對(duì)時(shí)間標(biāo)記，但人們還是對(duì)紀(jì)年中的十、百、千年不惜以 大量的筆墨去回顧和展望。8年前,我們經(jīng)歷了公元紀(jì)年的新世紀(jì),正好又是千年的轉(zhuǎn)換，所以很熱鬧 了一陣。自然科學(xué)也正好經(jīng)歷了發(fā)展中最快速的100年,化學(xué)及其最豐富多彩的有機(jī)化學(xué)也同樣經(jīng) 歷了一個(gè)日新月異的世紀(jì)。因此我們不

6、難在報(bào)章雜志上看到眾多名家借此機(jī)會(huì)總結(jié)化學(xué)的輝煌百年, 并預(yù)言更輝煌的新世紀(jì)。現(xiàn)在，進(jìn)入新世紀(jì)已8年了,8年在歷史長(zhǎng)河中只是一個(gè)極短暫的瞬間，即使 就近代自然科學(xué)的發(fā)展來講也不是一段很長(zhǎng)的時(shí)間，但人們還是會(huì)問這8年中有些什么過去曾預(yù)料 到的或者不曾料到的發(fā)展動(dòng)向和跡象。下面是自己從很小的角度觀察的有機(jī)化學(xué)的進(jìn)展以及記錄下 來的一些看法。一段時(shí)期以來，有機(jī)化學(xué)界都注意到了生命科學(xué)、材料科學(xué)以及環(huán)境科學(xué)等是今后有機(jī)化學(xué)大 有發(fā)展的領(lǐng)域，而這些領(lǐng)域中對(duì)有機(jī)化學(xué)提出的要求又正是有機(jī)合成、有機(jī)分析和物理有機(jī)化學(xué)最 具挑戰(zhàn)性的課題。生命科學(xué)在這8年中的大事件是完成了人類基因組的測(cè)定，從而也開始了后基因組、

7、蛋白質(zhì)組 研究的新時(shí)期。有機(jī)化學(xué)家以有機(jī)分析,有機(jī)小分子的調(diào)控等研究工作正在積極介入到這一領(lǐng)域中。從材料科學(xué)來講,2000年聚乙炔有機(jī)導(dǎo)體工作獲得Nobel獎(jiǎng)標(biāo)志著有機(jī)新材料研究正受到特 別青睞，同時(shí)也激發(fā)起更多的有機(jī)化學(xué)家投入到這一領(lǐng)域。事實(shí)上,這幾年來在這方面確實(shí)涌現(xiàn)了很 多很好的工作，例如C60衍生物的合成及其在光、電子器件方面的應(yīng)用探索。近年來已發(fā)展了不少 高產(chǎn)率合成C60有機(jī)衍生物的方法，嗎啉在空氣存在下可與C60反應(yīng)定量生成五嗎啉基的C60單環(huán) 氧化合物，而芳（烯）基銅試劑也可以高產(chǎn)率地生成五芳（烯）基n 52C60金屬絡(luò)合物。諸如此類的 C60衍生物的出現(xiàn)開辟了材料學(xué)的新天地,也

8、由于C60制備方法的進(jìn)步，有人預(yù)計(jì)34年內(nèi)C60的 生產(chǎn)將會(huì)達(dá)到數(shù)千噸的規(guī)模。由此也給有機(jī)化學(xué)家展示了一片大可用武之地。有機(jī)化學(xué)發(fā)展的另一個(gè)重要領(lǐng)域是環(huán)境科學(xué),上世紀(jì)90年代，有機(jī)化學(xué)家已經(jīng)對(duì)環(huán)境科學(xué)給予 了相當(dāng)?shù)年P(guān)注，但現(xiàn)在看來還應(yīng)該更深更廣地去參與環(huán)境中的有機(jī)化學(xué)問題，尤其是當(dāng)今生態(tài)環(huán)境已 成為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題，所以有機(jī)合成的未來已經(jīng)有了很明確的目標(biāo)，那就是向更優(yōu) 化更環(huán)保的方向發(fā)展。2有機(jī)合成方法的一些新方法新進(jìn)展可以說二十一世紀(jì)的有機(jī)合成水平已經(jīng)很高，有機(jī)合成體系已經(jīng)很完善了，但是社會(huì)的進(jìn)步還在繼 續(xù)，一些新的合成方法仍然不斷出現(xiàn)，他們真在給世界的發(fā)展注入新鮮的血液，無論如

9、何，一種合 成方法要想長(zhǎng)久存在下去，它必要達(dá)到發(fā)展的要求。2.1組合合成組合合成的概念是在組合化學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，并開創(chuàng)了新領(lǐng)域。它可以在短時(shí)間內(nèi)將不同 結(jié)構(gòu)的模塊以鍵合方式系統(tǒng)地、反復(fù)地進(jìn)行連接，形成大批相關(guān)的化合物(亦稱化學(xué)庫)。通過對(duì)庫 進(jìn)行快速性能篩選,找出具有最佳目標(biāo)性能化合物的結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)化合物的單獨(dú)合成及結(jié)構(gòu)性能測(cè) 定相比，簡(jiǎn)化并縮短了發(fā)現(xiàn)具有目標(biāo)選擇性能化合物的過程。組合合成反映了化學(xué)家在研究觀念上 出現(xiàn)的重大飛躍,它打破了逐一合成、逐一純化、逐一篩選的傳統(tǒng)研究模式，使大規(guī)模化學(xué)合成與藥 物快速篩選成為可能。組合合成大大提高了有機(jī)合成的目標(biāo)選擇性和效率，對(duì)于有機(jī)合成中的催化

10、 合成有重要意義。事實(shí)證明組合合成是用于催化合成研究的一種有效手段。組合合成提供了一種迅速達(dá)到分子多樣性的捷徑。目前，這方面的發(fā)展速度很快，現(xiàn)已從肽庫發(fā)展 到了有機(jī)小分子庫,并已篩選出許多藥物的先導(dǎo)化合物。組合合成在催化反應(yīng)體系的選擇、藥物化 學(xué)中先導(dǎo)化合物的篩選以及材料化學(xué)中都顯示了廣闊的前景。當(dāng)前，組合合成的發(fā)展趨勢(shì)是要求高 效，以最少的化合物篩選取得最多的正確信息。固相和液相組合合成以及有效組合合成的介入，對(duì)先導(dǎo)化合物篩選和藥物篩選等方面起了積極推 動(dòng)作用。另外，在組合合成中應(yīng)用高分子微珠方法，可使每一個(gè)高分子珠球含有的450Mmol的分子 進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后對(duì)其中的10 %進(jìn)行純化、分析

11、與結(jié)構(gòu)確定，其余的可用于各種靶點(diǎn)的篩選與化合物 庫的建設(shè)。組合化學(xué)在催化反應(yīng)中的應(yīng)用，尤其在不對(duì)稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用已顯示很好的結(jié) 果,Mikami等已成功將組合化學(xué)用于不對(duì)稱催化反應(yīng)的開發(fā)。另一方面就是應(yīng)用組合化學(xué)合成一系 列化合物，提供多樣性的化合物庫，以展示有機(jī)合成方法學(xué)的能力及發(fā)展新型先導(dǎo)化合物。雖然絕大 部分組合合成是集中在非手性小分子上，但也有應(yīng)用組合合成建立不對(duì)稱合成的手性化合物庫，用于 藥物篩選的報(bào)道。最近，美國(guó)的Curran教授等發(fā)展了氟相組合化學(xué)以及相應(yīng)的氟相分離技術(shù),進(jìn)一步 推動(dòng)了組合化學(xué)特別是液相組合化學(xué)的發(fā)展。2.2不對(duì)稱合成不對(duì)稱合成是研究對(duì)映體純和光學(xué)純化合物的高選

12、擇性合成,已成為現(xiàn)代有機(jī)合成中最受重視的 領(lǐng)域之一。不對(duì)稱合成尤其是過渡金屬催化的不對(duì)稱合成是合成手性藥物的有效手段。因?yàn)椴粚?duì)稱 合成必須有手性源才能完成，在化學(xué)計(jì)量的不對(duì)稱反應(yīng)中必須有化學(xué)計(jì)量的手性源。而用于手性源 的化合物非常昂貴，故在生產(chǎn)中用化學(xué)計(jì)量的手性源化合物是不合算的。獲得單一手性分子的一個(gè) 重要途徑是外消旋體的拆分，但原子經(jīng)濟(jì)性較差，最大產(chǎn)率也只有50 %。而催化的不對(duì)稱合成利用催 化量的過渡金屬絡(luò)合物，用很少量的手性配體可合成大量的手性化合物，有很好的原子經(jīng)濟(jì)性。因此, 合成單一手性分子,催化的不對(duì)稱合成應(yīng)該是首選的。經(jīng)過近十多年的飛速發(fā)展,催化的不對(duì)稱合成取得了很大進(jìn)展。其中

13、，不對(duì)稱氫化反應(yīng)研究得較深 入。據(jù)估計(jì)在已工業(yè)化的所有不對(duì)稱合成反應(yīng)中有70 %的反應(yīng)屬于不對(duì)稱氫化反應(yīng)。目前,由于出 現(xiàn)了一系列新配體，不對(duì)稱氫化反應(yīng)正向常溫、常壓和高選擇性、高反應(yīng)速率、可重復(fù)使用和更具 環(huán)保意識(shí)的方向發(fā)展;同時(shí)，反應(yīng)底物的范圍也在不斷擴(kuò)大。一個(gè)進(jìn)展就是已解決了 C = C雙鍵和C =0雙鍵的選擇性氫化問題。Noyori在乙二胺和氫氧化鉀共存下，用RuCl2 ( Ph3 P) 3為催化劑可以 在C = C鍵存在下選擇性地氫化C=O鍵,從而實(shí)現(xiàn)了高選擇性的氫化反應(yīng)。對(duì)碳-雜原子連接的重 鍵的不對(duì)稱氫化反應(yīng)的研究還處在初級(jí)階段，但對(duì)于難于氫化的C =N鍵的不對(duì)稱氫化已取得了成

14、功。Buchwald等用C =N鍵插入Ti - H鍵而形成Ti - N鍵的立體環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)C =N鍵的不對(duì) 稱氫化。另一方面,手性中毒(不對(duì)稱活化)概念的產(chǎn)生和發(fā)展,使催化不對(duì)稱合成中手性配體昂貴的 問題有了解決方法。利用配位化合物的手性識(shí)別原理，使廉價(jià)的對(duì)映純的非活性配體和外消旋的活 性配體相互作用，拆分了外消旋的活性配體,從而起到不對(duì)稱催化的作用。這是不對(duì)稱催化發(fā)展的一 個(gè)方向。下面是手性中毒的原理示意：(R, S) - L - M + L*(R) - L - Ml* + ( S) - L - M手性中毒 活性催化劑除此之外,還發(fā)展了不對(duì)稱放大，去對(duì)稱化反應(yīng)等新概念、新方法和新技術(shù)，

15、大大促進(jìn)了不對(duì)稱合成反 應(yīng)的發(fā)展。不對(duì)稱合成的發(fā)展，不僅在醫(yī)藥上得到應(yīng)用,并且推動(dòng)了有機(jī)合成、配位化學(xué)、分析分離 技術(shù)和高分子材料等領(lǐng)域的發(fā)展。2.3綠色合成1995年3月16日，美國(guó)宣布“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)計(jì)劃”，提出了 “綠色化學(xué)”的概念。十幾年來，綠 色化學(xué)的概念、目標(biāo)、基本原理和研究領(lǐng)域等已經(jīng)逐步明確，初步形成了一個(gè)多學(xué)科交叉的新的研 究領(lǐng)域。綠色合成是綠色化學(xué)的一個(gè)方面，其以綠色化學(xué)的基本理論和目標(biāo)為指導(dǎo)，以“環(huán)境友好” 為基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)。綠色合成采用綠色環(huán)保型的合成路線和工藝,避免使用對(duì)環(huán)境有害的溶劑、原料 和催化劑，消除或盡可能地減少有毒產(chǎn)物的生成，實(shí)現(xiàn)整個(gè)合成過程對(duì)環(huán)境的友好性。當(dāng)

16、前，實(shí)現(xiàn)有機(jī) 合成的綠色化，一般從以下方面進(jìn)行考慮:開發(fā)、選用對(duì)環(huán)境無污染的原料、溶劑、催化劑采用電化 學(xué)合成技術(shù);盡量利用高效的催化合成,提高選擇性和原子經(jīng)濟(jì)性,減少副產(chǎn)物的生成;設(shè)計(jì)新型合成 方法和新的合成路線，簡(jiǎn)化合成步驟;開發(fā)環(huán)保型的綠色產(chǎn)品;發(fā)展應(yīng)用無危險(xiǎn)性的化學(xué)藥品等2.4金屬參與的有機(jī)合成反應(yīng)大致上從上世紀(jì)80年代以來，金屬參與的有機(jī)合成反應(yīng)就一直是有機(jī)合成新反應(yīng)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)主要 源泉。過渡金屬，尤其鈀催化的碳2碳鍵形成新反應(yīng)是這方面突出的例子。鈀催化的反應(yīng)也在天然 產(chǎn)物復(fù)雜分子的合成中得到了廣泛的應(yīng)用,更進(jìn)一步說明了金屬參與的有機(jī)反應(yīng)的作用和影響。最 近新的、受到更多關(guān)注的反應(yīng)方

17、法也許是烯烴復(fù)分解反應(yīng)和金參與的有機(jī)合成反應(yīng)。2.5金參與的有機(jī)合成反應(yīng)金（黃金）和其化合物用于有機(jī)合成反應(yīng)是近年的事，對(duì)此曾略有介紹。2005年Hashmi對(duì)2004年 前后的報(bào)道也作了簡(jiǎn)單的回顧，而麻生明等則在2006年對(duì)金催化烯炔底物的環(huán)化作了專門介紹。但 這兩年又有不少很有意義的工作，顯示出它們?cè)谝恍┓磻?yīng)中有著很高的效率和獨(dú)特的選擇性。C orma 等最近報(bào)道負(fù)載于TiO2上的納米金能選擇氫化還原硝基,而不影響分子內(nèi)其它部位的雙鍵、羰基、 氤基等，優(yōu)于相應(yīng)的鈀、鉑類催化劑2.6微波技術(shù)在液相有機(jī)合成中的應(yīng)用利用微波技術(shù)進(jìn)行的液相反應(yīng)也稱為“濕”反應(yīng)中，選擇合適的溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)是反應(yīng)成

18、功與 否的關(guān)鍵因素之一。在微波作用下，溶劑的過熱現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，選擇適當(dāng)高沸點(diǎn)的溶劑，可以防止 溶劑的大量揮發(fā)，這對(duì)于敞口反應(yīng)器進(jìn)行的反應(yīng)尤為重要。甲酞胺、低碳醇類、水等都是常用的溶 劑。有的反應(yīng)物本身就是一種良好的溶劑。在微波輻射和相轉(zhuǎn)移催化劑聯(lián)合作用下合成了種,1，3- 雙苯硫基-2-丙醇，產(chǎn)率為80%-90%。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),peg-400是最有效的相轉(zhuǎn)移催化劑，為良好的反應(yīng)溶 劑，反應(yīng)時(shí)間為8分鐘。其反應(yīng)機(jī)理是PEG首先與NaOH形成離子對(duì)，由水相轉(zhuǎn)人有機(jī)相，然后，與 苯硫負(fù)離子以形成和離子，后者與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生取代、開環(huán)反應(yīng)得到，1，3 一雙苯硫基一 2 一丙 醇和PEGNaNU-,在堿中形

19、成PEGNANU使催化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。微波輻射的主要作用是加快反 應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高產(chǎn)品收率。結(jié)語現(xiàn)代有機(jī)合成正朝著高選擇性、原子經(jīng)濟(jì)化和環(huán)境保護(hù)型三大趨勢(shì)發(fā)展。重點(diǎn)在于開發(fā)綠色合成 路線及新的合成工藝，尋找高選擇性、高效的催化劑,簡(jiǎn)化反應(yīng)步驟，開發(fā)和應(yīng)用環(huán)境友好介質(zhì)，包括 水、超臨界流體、離子液體、氟碳相等,以代替?zhèn)鹘y(tǒng)反應(yīng)介質(zhì)，減少污染。合成方法學(xué)研究成為有機(jī) 合成的研究熱點(diǎn),成為從化學(xué)原理入手發(fā)展新概念、新反應(yīng)、新方法的突破口,重點(diǎn)是對(duì)立體可控制 的自由基反應(yīng)的研究及組合化學(xué)在有機(jī)合成方法學(xué)發(fā)展中的應(yīng)用。合成具有獨(dú)特功能的分子，包括 具有特殊性能的材料、生理活性分子和天然產(chǎn)物,尤其對(duì)

20、海洋生物源中新生物活性物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)與合 成成為有機(jī)合成在新世紀(jì)的重要發(fā)展方向。目前，不對(duì)稱合成的研究雖然取得了很大的進(jìn)展,今后仍 舊是有機(jī)合成研究的熱點(diǎn)問題之一，尤其對(duì)催化的不對(duì)稱合成反應(yīng)的研究，研制和發(fā)現(xiàn)新配體及手性 催化劑是研究催化不對(duì)稱合成的重要方面。另外，分子器件、分子識(shí)別、分子組裝等概念的提出和 化學(xué)生物學(xué)、合成生物學(xué)、化學(xué)材料學(xué)的出現(xiàn)和發(fā)展將更進(jìn)一步推進(jìn)有機(jī)合成的發(fā)展,使其融入國(guó) 際科技飛速發(fā)展的潮流。發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今世界最優(yōu)先考慮的問題。用發(fā)展的眼光可以清楚地看到有機(jī)化學(xué)正在接 受可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)，正在與時(shí)俱進(jìn),迎接新的輝煌百年。參123456789101112131415考文獻(xiàn)戴立信，陳耀全.化學(xué)學(xué)報(bào),2000 ,58:1陳長(zhǎng)謙.有機(jī)化學(xué),1999,19 :330Hall N. The New Chemis