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有机合成,(Organic Synthesis),参考书 黄培强等. 有机合成. 高教出版社,2004 英斯图尔特沃沦著.有机合成:切断法探讨.丁新腾译.上海:上海科学技术文献出版社,1986 英斯图尔特沃沦著.有机合成设计. 丁新腾,林子森译.上海:上海科学技术文献出版社,1981,已发现的化合物近2200万种 很多复杂的有机物如维生素A、叶绿素、青霉素、前列腺素、维生素B12等,都先后被合成出来。 有机合成设计理论的提出和发展, 新试剂、新反应与新合成方法层出不穷, 分析、分离、结构测定的手段日渐完善,推动了有机合成化学的飞速发展。,Woodward,R.B.与Corey,E.J.这两位杰出的有机合成化学家,他们的工作为有机合成化学奠定了坚实的基础。 Woodward合成出数十种复杂的天然产物分子;,Corey不仅合成出了一百多种难以合成的复杂有机物,而且首先创立了有机合成设计理论,把化学合成由纯经验式向理性认识推进了一大步。,Woodward等完成VB12全合成,树脂糖苷(Tricolorin)及高抗癌活性的甾体皂甙(OSW-1):,从20世纪下半叶起,化学的主要任务不再是发现新元 素,而是合成新分子,特别是人们感兴趣的明星分子。 一徐光宪一,21世纪,要实现“理想的”合成法。强调实用、环境友好、 资源可持续利用。 简单原料、温和条件,经过简单步骤,快速、高选择性、高效 地转化为目标分子。 绿色合成,2001年诺贝尔化学奖 “手性催化氢化反应”、“手性催化氧化反应”,独特功能分子(各种性能材料、生理活性分子、天然产物) 的全合成。,计算机技术引入,结构测定、分子设计和合成设计。,有机新材料(分子材料)化学。 1. 化学结构种类多; 2. 能够有目的地改变功能分子的结构,进行功能组合和集成; 3. 能够在分子层次上组装功能分子,调控材料的性能。,当前研究的热点领域: 1. 具有潜在光、电、磁等功能的有机分子的合成和组装; 2. 分子材料中的电子、能量转移和一些快速反应过程的研究; 3. 研究分子结构、排列方式与材料性能的关系,发展新的分子 组装的方法,探讨产生特殊光电磁现象的机制; 4. 探索新型分子材料在光电子学和微电子学中的应用等。,好的合成反应的评价标准:,1、高反应产率; 2、温和的反应条件; 3、优异的反应选择性 (化学、区域和立体选择性); 4、易于获得的反应原料; 5、尽可能使化学计量反应向催化循环反应发展; 6)对环境污染少。,本课程所讲内容,1、有机合成的重要反应、重要方法和重要试剂(包括新的发展); 2、 *有机合成策略、技巧; 3、组合合成; 4、复杂有机合成、高选择性合成和仿生有机合成 。 学时数:32学时,第一章有机化合物的制备方法,一、烷烃的制备 1、还原反应 1)不饱和烃(烯、炔)的催化加氢,2)醛酮的还原,(a)Clemmensen Reaction (b) (c),3)卤代烃的还原 4)醇的还原 2、金属有机物的水解,3、偶联反应 1)Wurtz反应 Wurtz-Fittig反应 2)有机金属化合物与卤代烃的偶联,(3 )有机金属化合物与硫酸酯的偶联 (4)三烷基硼烷的偶联 (5)羧酸盐电解偶联(Kolbe Reaction),二、烯烃的制备方法 1、消去反应 (1)卤代烃脱卤化氢 (2)邻二卤代烃脱卤 (3) -卤代醇脱次卤酸,(4)醇脱水 (5)季铵盐或季铵碱的热解(Hofmann裂解) (6)Cope反应(氧化胺的热解),(7)砜及亚砜的热解 (8)羧酸酯的热解 (9) -羟基酸的脱水脱羧,2、还原反应 (1)炔烃的部分还原,(2)腙的还原消除,3、缩合反应 4、加成反应 (1)Ziegler型催化加成 (2)炔化物与有机硼烷加成 5、周环反应,4、加成反应 (1)Ziegler型催化加成,(2)炔化物与有机硼烷加成 5、周环反应,三、炔烃的制备方法,1、消除反应 (1)二卤代烃及卤代乙烯脱卤化氢 (2)四卤代物脱卤素,(3)乙烯醚脱醇 (4)- 二酮脱氧,2、金属炔化物的烃化 3、偶联反应 4、碳化钙(电石)水解,四、芳香烃的制备,1、重排反应 2、Friedle-Crafts反应(烷基化、酰基化),2、Friedle-Crafts反应(烷基化、酰基化),常用催化剂: 烷基化剂: 当芳环上连有强吸电子基团时,难以发生付-克反应,3、偶联反应 4、取代反应 (磺酸基被取代、重氮基被取代),五、卤代烃的制备方法,1、烃的直接卤代,(3)、烯丙基、芳烃的-氢卤代,(4)羰基的-卤代,2、取代反应 (1)羟基被卤代,(2)卤代烃的卤素交换 (3)金属有机物与卤素作用 (4)磺酸酯与NaX作用,(5)重氮基被卤素取代 (6)醚键的断裂,3、加成反应,(1)不饱和烃与X2加成 (2)不饱和烃与HX加成 (3) 烯烃与次卤酸加成,(4)烯烃的硼氢化卤化反应 (5)环氧乙烷与HX的加成 (6)烯烃与卤代卡宾的加成,4、其它反应,(1)醛酮与PCl5作用 (2)氯甲基化反应,(3)羧酸及其盐与卤素作用,六、醇酚的制备方法,1、加成反应 (1)烯烃的水合 (2)烯烃的硼氢化氧化反应 (3)烯烃的汞氧化脱汞反应,(4)金属有机化合物与羰基化合物加成,(5)金属有机化合物与氧加成 (6)羰基与HCN加成,2、还原反应 (1)醛酮的催化加氢 (2)化学还原 主要化学还原剂有:Na-乙醇、Na-Hg、 Al-Hg、Zn-NaOH、Zn-乙酸、Fe-乙酸,(3)负氢还原 (反应的实质为亲核加成反应),(4)Meerwein-Ponndorf-Verley反应 (5)Cannizzaro反应,(6)环氧化合物的还原 (7)羧酸及其衍生物的还原,(8)羰基化合物、酯的双分子还原偶联,3、取代反应,(1)卤代烃水解 (2)羧酸酯的水解 (3)环氧化合物的水解,(4)磺酸基被取代 (5)重氮基被取代 (6)烷基芳香醚的裂解,4、氧化反应,(1)烯烃的氧化 (2)烯烃的-位氧化,5、缩合反应,(1)羟醛缩合 (2)安息香缩合 (3)芳烃与环氧乙烷缩合,6.重排反应,(1)Claisen重排(烯丙基、芳基重排),(2)环状二烯酮重排,七、醚和环氧化合物的制备方法,1、O-烃化反应 (1)Willianmson反应(合成不对称醚) (2)Ulmann反应(合成芳香醚),(3)硫酸酯或磺酸酯与醇钠、酚钠作用 (4)醇分子间脱水(合成对称醚),(5)卤代醇分子内脱HX (6)醇酚与重氮烷作用,2、加成反应,(1)醇与环氧化物加成 (2)卤代醚与烯烃加成,(3)醇与缺电子烯烃或炔烃加成 (4)醇酚与烯烃的加成,3、环化反应,
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