大学有机化学有机合成全面总结

(TitanicTnerms/ry有机合成合成的目的和要求(TitanicTnerms/ry(TitanicTnerms/ry所谓有机合成就是从简单易得的原料，通过一步或 多步化学反应制备出比较复杂的目标分子的过程。它也 包括将复杂的物质变为简单物质的过程。1. 合成的目的通过一定的反应，使原来分子中某一个或几个化学 键断裂，同时形成一个或几个新的化学键，从而使分子 发生转变或将几个小分子连接起来。2.合成的要求:合成的步骤越少越好;”每步的产率越高越好;原料越便宜越好。二、有机合成的基本反应化学反应是合成的基础，合成路线本来就是由一些具 体的反应，按照一定的逻辑思维组合起来的。合成一个有机化合物要考虑的核心问题不外是三个方面: 合成目标化合物分子的骨架 引入所需的官能团 目标化合物的立体化学方面的要求增长碳链或增加支链碳链的减短碳胳的形成和变化1碳环的合成官能团的引入rch2ch2ohOMgX3. 增加多个碳原子的反应 R-C =CH -NaNHL R_c=CNa -RX- R-CC-R7 其中：G为伯卤代桂X 为Cl、Br I 武慈反应R-X + R-X R.R其中：便最好为伯烷基X 为Cl、Br I 铜锂试剂反应R-X R-Li -SilU R2CuLiR-R7其中：便最好为伯烷基；R般无限制X 为Cl、Br. I 傅克反应烷基化:+ R-X A1C13 （或烯、醇）RJ3时重排产物为主-CH2CH2CH3酰基化：Q + ch3ch2ch2-&i -a1c1-(或酸酹)ch2ch2ch2ch3zn-Hg aHC1 瓮醛缩合自身缩合：.(CH2)3CH3H=CH-C-C(CH3)32 CH3(CH2)4CHO - ； j CH3(CH2)4CH=t-CHO 交叉缩合：外 POH3 r 1 + ch3-cc(ch3) 格氏试剂与拨基化合物反应or/.&H （R）RMgX/无水乙瞇- H2O/H+oRMgX/无水乙醸- H2O / H+-OHH （R）oR/lx蹩需甲R-CROH RROOr/.&OrRMgX /无水乙醵.r/.&rRMgX/无水乙瞇. H2O / H+ H2O/H+其中：R、R/、R为烷基、芳基X 为Cl、Br 乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯的反应C2H5ONa r.x浓OH，CH3-C-CH-t-OC2H5 H+oR-CH-OH酸式分解CH2(COOC2H5)2 稀OH HMoch3-c-ch2-r酮式分解QHsONa. CH(COOC H )JR-CH(COOC2H5)2 OH 化O. R-CH2COOH H+, A维荻希试剂与醛酮的反应+ - N =o + (ph)3PCHx 季麟盐RR/RR、R/、R、R/可以为H、R、-Ar. COOR等碳链的减短不饱和炷的氧化R-=CH2R-C = CH H+ ch2ch2ch3KMnO4-CHCCH haonRCH二CHR/ KM11O4 . RCOOH + RZCOOH H+ 笃也 R-=O + CO2 KMnO RCOOH + CO2 COOH 不饱和怪与臭氧作用R-C=CHR/Z R-C=O + RCHOJ/ Zn / h2o论卤仿反应R-R-COONa99R-CHCH3CHX3； + R-COONaX 为Cl、Bf、I脱竣反应R-COONa + NaOH (CaO) A R-HR-Br2 + NaOH 或 NaOBr + NaOH霍夫曼降解反应a R-NH99碳环的合成双烯合成（DA反应） 一 X II+其中：X为吸电子基，反应容易进行二元竣酸脱竣 /CHCOdHxch2cooh卡宾反应= (CH9C2H5ONa-C2H5OH/CH2(CHA C=ocd荻克曼缩合反应 zch2cc2h5 xch2cc2h5其中：11 = 2, 3H+傅克酰基化反应OH/CH2(CH九 C=O、h/cooc2h5Cyanic官能团的引入(Titanic9(Titanic91引入卤素+ Cl2j-CH2ClFeNBSfl-CH2Br(Titanic9(Titanic9 ch3ch2ch=ch2 CH3(pHCH=CH2 Br黑f ch3chch=ch2 r-ch=ch2TTV R（符合马氏规则）XHRr过氧化物R-CH2-CH2Br （违反马氏规则）(Titanic9(Titanic9 R-C=CH2.双键或三键的形成R辛晋X Xr-(P=ch2XXR (CH3XR-R/NaOHR-gH-H-R7H2SO4170 CRCH=CHR/ + HXR-CH=CH-RZ + H2O(Titanic9H R/ -：希R-CH=C-RZ三 CR/ R2C=O + RCH=P(C6H5)3 R2C=CHRz3.引入羟基r-ch=ch2H2SO4諾R-(H-CH3 (符合马氏规则)-2OH (BH3)2-_ R-CH2CH2OH (反马氏规则) H2O2 / OH2 2H.R-C=O . R-CH-OHH (R)O H (R/)H = LiAiH4 NaBH4 H2/Ni Pt、Pd等R-COOR7 HL R-CH2OH + ROHH = LiAiH4 C2H5OH + Na H2 / Ni Pt、Pd等 r-ch2xH2O / OHP心P心S迁RCH2OH格氏试剂合成法HCHO RMgX/无水乙瞅 R_ch2OHR-CHO H2O / H+RMgX/无水乙醴Oz ii /zRCR巧0 / H+RMgX/无水乙醯R-OHRR7-(-OHR巧0 / H+二元醇的制备4.引入摄基HC=CH+ H2O HgSOj CH3CHOH2SO4r.C=CHch2=ch2r-ch=ch2H2 h2so4HgS4 A r-&ch3PdCl.-CuCbO22-PdCl2-CuCl2+ O2ch3choo* R-t-CH3R-CH=CR Zn / H2OKMnO4 6a R-CHO + O=C(Oii , R-C-R7R/ROffianich讪 iwtyh2so42 ROH 一厂宀R-O-R + H2O合成对称醸i4(rc2威廉姆逊合成法R-ONa + R-X R-O-R7 + NaX其中：R二伯、仲、叔烷基R/二伯、仲(不能为叔)烷基环醵的合成R-CH=CH2 + HOC1 R-(pH H2硫酸二甲酯合成酚醵H + (CH3)2SO2.OCH3/V / Y f _* YR CH=CH2 + 2- R辔耳 ）c=o -CH2-克莱门森还原法：PZn-HgR-C-R/ R-CH2-RzHCI2沃尔夫.黄鸣龙还原法：?H2N-NH2, NaOHR/二缩云二醇HEP 丨丨 m LMHRC三CR/ 顺式加成反式加成A RCH2CH3 ma 口 或 Pd/C rch2ch2-oh r-ch=ch2Offianich讪 iwty7芳环上引入X、-NO2 -NH2 -SO3H -R、(Titanic9(Titanic9(Titanic9官能团的相互转化1卤素、症基、氨(胺)、按基、竣基的转换 O R roiR-OHR-C!R-COOHh2o/oh1|px3Mg R-X InhCN r-nh2R：NH R-NHRH丿2o+h3o+.R-COOH 4 .HI, 苯甲離：对碱、氧化剂、还原剂等稳定，但对酸不稳定。3.醛、酮、拨基的保护OR上R/OR&HHOCH2CH2OH / 干 HCJ_H2O / H+CH3OHH2O / H+R”och3Hz OCH3缩醛（酮）：对还原剂、氧化剂、碱、格氏试剂稳定,但对酸不稳定。r-cooch3CH.OH / H+R-COOH =工H2O / H+或 OH5. 氨基的保护CH3COCI 或(CH3CO)2ONHCOCH3II邻对位基H2O / H+或 OH额3so4h间位基h2so4NaOH6. 双键的保护R-CH=CH-R/X2Zn卤代桂：对碱、氧化剂、还原剂稳定7. 芳环位置的保护H2SO4H2O / H+四、选择合成路线的步骤和方法1.有机合成路线的选择原则:当我们为一个目标化合物设计了几条可能的合成路线时，可以根据几条原则来评估各条路线的优劣, 从而选择最佳路线O结构上要求选择路线原则经济上要求官能团的引入 原料易得，便宜 产物易分离，收率高，副 反应少 步骤要求简单 反应经典，可发生，条件 温和，对环境污染小反应步骤少，收率要高是选择合成路线的重要因素。如化学反应： A AB ABCABCD假如反应每步产率90%,贝IJ3步后总产率为(0.9)3 x 100 = 73%假如反应每步产率70%,贝IJ3步后总产率为(0.7)3 x 100 = 34%(TitanicTnerms/ry丿直线法:A 旦AB 二ABC AaBCD -ABCDE -ABCDEF如用5步反应，每步产率90%, 则5步后总产率为（0.9）5 x 100 = 59%平衡法:90%90%ABCDEFD膚DE砖DEF其中只有3步连续，总产率为（0.9）3 X100 = 73%原料易得是指合成要用些基本的原料。常用“三烯一烘” （乙、丙、丁烯及乙烘），“三苯一蔡”（苯、甲苯、二甲 苯及蔡）及小于C4原子的醇类和甲醛、乙醛、草酸、卤苯、 环己烷、丙二酸二乙酯等。实验方法切实可行，包括实验室方法或工业方法,因为并非所有的反应都有合成意义。另外，尽量使用经 典的反应，若不平常的反应过多，失败的机会也会多， 且关键的反应越早出现越好，即决定整个合成成败的反 应应尽早出现。如果关键反应在整个合成路线的后面， 一旦失败，就前功尽弃。2. 解合成题的基本方法首先分析产物的结构要求，包括碳架、官能团及其 位置立体化学要求等。从产物的结构回忆所有可能的合成方法，确定初步合成的方案。利用倒推（逆向合成）法思考。Cyanic9设讦就是在吞成f化合WZ前厂研究设 计最佳的合成路线，它是有机合成成败的关键，目前有机 合成路线设计多采用逆向合成法。其特点是先剖析目标分子的结构，从目标分子开始，逆推至中间物，逐步倒推到原料，并要考虑如何从简便的原料开始（经过哪些反应）合成出目标分子。合成树A AF G H目标分子（TM）O、P) o对目标分子A,可能的中间物（B、C、D、E）或起始 原料（F、G从头完成反应式，重要的条件要注明，如反应的温度、 压力、催化剂、溶剂等。CheHiistrv3. 目标分子拆分的一般方法：在进行有机合成时，一般用割切法，如何割切则有 多种方法，但其中有一部分割切是没有意义的，要找到 最佳的割切方法，可根据如下原则割切：二甲基环戊基甲醇OC-CH3 + CH3MgBr从a处分割:MgBr + CH3-CHO从反应活性来考虑 如.合成从a处分割:09从b处+h2+酰卤反应活性大于卤代 炷，且环上电子云密度 高，有利于酰基化反应。/IHOW + HO9考虑问题要全面如：合成从a处分割：O-CH2CH2CH2CH=CH2X* 丿 + NaOCH2CH2CH2CH=CH2ONarAi + BrCH2CH2CH2CH=CH导CH? + BrMgCH2CH=CH21= HO-CH2CH2CH2CH=CH2