第十二章-有機(jī)合成基礎(chǔ)

目標(biāo)化合物的有機(jī)合成有機(jī)合成基礎(chǔ)理論基本有機(jī)合成操作2前言123有機(jī)合成的基本技巧逆向合成分析與實(shí)例(重點(diǎn))3

1.1828年FriedrichW?hler用無機(jī)物合成了尿素FriedrichW?hler(1800-1882）德國(guó)化學(xué)家無機(jī)物有機(jī)物一、有機(jī)合成——科學(xué)和藝術(shù)(P593)4

2.1917年Robinson一步合成了托品酮，初步體現(xiàn)了有機(jī)合成的科學(xué)和藝術(shù)曼尼其(Mannich)反應(yīng)(制備β-氨基酮)17步反應(yīng)1步反應(yīng)SirRobertRobinson(1886–1975)英國(guó)1947年獲獎(jiǎng)0.75%90%5

3.20世紀(jì)50-70年代，Woodward合成了利血平，膽固醇和維生素B12等復(fù)雜天然有機(jī)化合物，將有機(jī)合成發(fā)展到前所未有的水平，充分體現(xiàn)了有機(jī)合成的藝術(shù)性。RobertB.Woodward(1917–1979)美國(guó)1965年獲獎(jiǎng)膽固醇6個(gè)手性中心葉綠素a6

4.20世紀(jì)70年代，Corey發(fā)展了有機(jī)合成理論(逆合成分析)和方法,充分體現(xiàn)了有機(jī)合成的科學(xué)性。EliasJ.Corey

(1928－？)美國(guó)1990年獲獎(jiǎng)長(zhǎng)葉松萜烯(longifolene)75.1989年，Kishi合成了?？舅兀ǚ肿邮剑篊129H223N3O54,分子量2680，64個(gè)手性中心，7個(gè)骨架內(nèi)雙鍵），被稱為是世紀(jì)工程。8目標(biāo)物的合成中要解決以下幾個(gè)主要問題：

1.如何構(gòu)建目標(biāo)化合物的碳骨架結(jié)構(gòu)；

2.如何引入目標(biāo)化合物中的官能團(tuán)；

3.如何達(dá)到高選擇性合成（包含立體結(jié)構(gòu)的控制）9一、碳骨架的構(gòu)建二、官能團(tuán)的引入和保護(hù)三、區(qū)域選擇性和立體構(gòu)型碳鏈增長(zhǎng)碳鏈減短碳環(huán)合成碳鏈重排101.碳鏈增長(zhǎng)(C-C的形成)1)鹵代烴的親核取代反應(yīng)一、碳骨架的構(gòu)建(P603)112)羰基化合物的親核加成反應(yīng)①格氏反應(yīng)——制備1o，2o，3o醇和多一個(gè)碳原子的羧酸②醛酮加氫氰酸——制備多一個(gè)碳原子的不飽和羧酸12③各類縮合反應(yīng)(見第七章)——合成α，β-不飽和化合物a.羥醛縮合——制備α，β-不飽和醛酮b.Knoevenagel反應(yīng)——制備α，β-不飽和酸13c.Perkin反應(yīng)——制備α，β-不飽和酸d.Claisen酯縮合——制備1,3-二羰基化合物d.Reformatsky反應(yīng)——制備β-羥基酸(酯)14f.Michael加成和Robinson關(guān)環(huán)——制備并環(huán)化合物g.Wittig反應(yīng)——制備烯烴15

3)芳烴的親電反應(yīng)16

4)其它反應(yīng)①Reppe反應(yīng)——制備多一個(gè)碳原子羧酸②Arndt-Eistert反應(yīng)(重氮甲烷和酰鹵)——制備多一個(gè)碳原子的羧酸小結(jié)增加一個(gè)碳的羧酸合成(P603)172.碳鏈減短的方法(P606)1)羧酸的脫羧反應(yīng)Hunsdiecher反應(yīng)——制備少一個(gè)碳原子的鹵代烴182)甲基酮的鹵仿反應(yīng)——制備少一個(gè)碳原子的羧酸3)酰胺的Hofmann降解反應(yīng)、Curtius重排反應(yīng)和Schmidt重排反應(yīng)——生成少一個(gè)碳原子的一級(jí)胺194)烯，炔，酮，芳烴側(cè)鏈，-二醇和-羥基醛或酮的氧化斷裂反應(yīng)Baeyer-villiger——由酮制酯203.碳環(huán)合成(P607)1)三元環(huán)

①丙二酸酯與1,2-二鹵代烷的烷基化反應(yīng)②Simmons-Smith和卡賓的反應(yīng)212)四元環(huán)

①丙二酸酯與1,3-二鹵代烷的烷基化反應(yīng)②烯烴光二聚的反應(yīng)hv223)五元環(huán)

①Dieckman關(guān)環(huán)反應(yīng)②分子內(nèi)羥醛縮合23③丙二酸酯與1,4-二鹵代烷的烷基化反應(yīng)244)六元環(huán)

①Diels-Alder反應(yīng)②苯環(huán)的還原反應(yīng)③丙二酸酯與1,5-二鹵代烷的烷基化反應(yīng)25④芳環(huán)酰基化反應(yīng)26⑤Robinson環(huán)合反應(yīng)274.改變碳骨架——碳鏈重排(P607)2)頻哪醇(Pinacol)重排1)碳正離子重排283)Beckmann重排4)聯(lián)苯胺重排295)Fries重排6)Claisen重排30Alcohol二、官能團(tuán)的引入和保護(hù)(P613)1.官能團(tuán)的引入311)—NH22.官能團(tuán)的保護(hù)322)(對(duì)所有氧化劑、還原劑和強(qiáng)堿都穩(wěn)定)333)－OH(對(duì)堿、格氏試劑、LiAlH4、CrO3穩(wěn)定)342.區(qū)域選擇性(官能團(tuán)相同，但反應(yīng)位置不同)1)不對(duì)稱烯烴與HBr反應(yīng)(馬氏規(guī)則和反馬氏規(guī)則)2)烯烴親電加成成醇(1o和2o，3o)3)消除反應(yīng)(查依采夫規(guī)則和霍夫曼規(guī)則）4)芳烴的定位規(guī)則三、選擇性的控制(P617)1)碳碳雙鍵與碳碳叁鍵有不同反應(yīng)活性2)氧化還原1.化學(xué)選擇性(官能團(tuán)不同)353.立體選擇性(官能團(tuán)相同，位置相同，但空間排列不同)1)炔烴加氫P619362)烯烴的氧化與加成373)鹵代烷的SN2取代反應(yīng)和E2消除反應(yīng)384)季銨堿受熱反式消除，氧化叔胺受熱順式消除39習(xí)題40

一、有機(jī)合成的要求1.步驟少

17步反應(yīng)(P593)41

曼尼其(Mannich)反應(yīng)(制備β-氨基酮)1步反應(yīng)42

2.產(chǎn)率高

盡量使用平行反應(yīng)而不是連續(xù)的反應(yīng)43

3.原料易得，且符合綠色化學(xué)要求傳統(tǒng)工藝綠色工藝44

逆向合成分析過程圖二、逆向合成分析(retrosynthesis)EliasJ.Corey

(1928－？)美國(guó)1990年獲獎(jiǎng)JohnWiley&SonsCana