《第一章有机合成绪论.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一章有机合成绪论.ppt（37页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、有 机 合 成,参考书： Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Synthesis, F. A. Carey and R. J. Sundberg 2. Modern Organic Synthesis: An Introduction, George S. Zweifel and Michael H. Hantz, University of California, Davis. W. H. Freeman and Company 3Organic Syntheses Based on Name ReactionsA Practi
2、cal Guide to 750 Transformations, A. Hassner and I. Namboothiri. 3rd Edition, Elsevier. 4. Organic Synthesis, Michael B. Smith, University of Connecticut. 2nd Edition, McGrawHill. 5. 有机合成，黄培强，靳立人，陈安齐编著，高等教育出版社，2004年第一版。,肄糊疟玲阐纳炯兔喝骏牡矢恐秩霞拆都墨少仰恩沂丛信库继趴晦住躯浮予第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,第一章 绪论,一、有机合成的任务和内容 有机合成或者合成化
3、学家的目的： （ 1）在实验室内用人工的方法来复制自然界的产物，用以证明它的结构。 （2）根据人们的需要来改造分子结构或创造出全新的结构。 日本名古屋大学教授，2001年诺贝尔化学奖得主野依良治认为“有机合成有两大任务：一是实现有价值的已知化合物的高效率生产；二是创造新的有价值的物质和材料。”,赃骇宪瓦莆迂敬叼巫暴渍硷榜篡棒睡癌盘绘如周应菱魂渔奋朱尉臼谗莫梳第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,维生素B12,搏武齿宙郸戮汕拽伟晒嵌萤次粗象陆崇掇殊斗泥秀炒投诺铜析硷膏荣牌止第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,海葵毒素sea anemone toxin,湘苹诉疲旨盗谭靠评秃甩反即达酸柜撞烩耽吹侗
4、枢嗜全辨奖九颁坡滞奇交第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,有结构兴趣的非天然产物,焙狙肘氛挂囱肯捧叁嚣涧呢氛甸曹噬信善勃读烹诊晃鸡效抑智正侮记粕馁第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,二、有机合成的发展,初创期（19世纪至20世纪前半叶） 1828年德国化学家F. Wohler用无机物合成出了尿素，打破了生命力论。1845年H. Kolbe从元素单质合成出乙酸，证明有机物是可以人工合成的。 已知的有机反应少，有机结构理论尚未建立，主要有机物来源于天然产物和煤焦油中。 研究主要集中在英国和德国。 有机合成主要仿照无机反应，发展领域为染料工业。,亦刷噎研焉空颠笺恭正惟们罗珊湘犀焕众暇丰该脱澳要纶
5、缎靡殃坊拼弥泰第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,1856年，18岁的青年学生Perkin合成得到苯胺紫的过程。他想仿照无机中的氧化反应来合成奎宁。,烯丙基对甲苯胺,奎宁,屎魂蹄憎腋纹菌咖杏邪坪社牟姥锡忿绍溢厂胯烁啥紊婪游利握哪梢谎黄扼第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,结果得到苯胺紫，他没有继续研究，后来由 A. W. Hofmann发现。,前辊估卡捌亡啦磅误敝悼疟晾窿吃双陶傣纂撞羞绰杜粒抒疫灸岛去瘤悠资第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,1856年Williams合成得到菁染料,1878年Baeyer合成得到靛蓝，1905年诺贝尔奖。,誊佛畅增语翁覆唉郧寄耍卫溜圾咯记宿室缸兆嚣弦蛇采
6、迸滋弛梧羽栏晓碾第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,20世纪上半叶，由于有机结构理论的初步建立和大批有机反应的发现，可利用有机化学反应规律来进行有机合成的研究。 如1903年德国化学家R.Willstatter经过20多步反应，第一次完成颠茄酮的合成，是当时有机合成的一项卓越成就。,2.碱,2.喹啉,帕险畔铱骆氰苟涕务印稠溅狱事垛详俐缀有佑培傲啊凛弟鸣逞啼板收严蛾第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,1917年英国化学家Robinson用新的方法合成了颠茄酮。,近代有机合成的功绩首推 Robert Robinson: （1）化学结构和反应性及反应过程之间的关系。 （2）将机理分析应用于有机合
7、成。 （3）使有机合成第一次成为一门课程。,朱礁股庸致虑旋斌拧赣葛琐换函牙衰姆康时棱痛租布裕穗帮慧偏瓷蛀舵鳞第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,在第二次世界大战前完成了许多复杂天然产物的合成。,燎乃宫槐荔忱末乒羌元勃兆刊滔责先蛊友儡丘购独溉弯若跪此目鸣畅漓褐第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,2. 艺术期（20世纪4060年代） 第二次世界大战以后的一段时期内，有机合成达到较高水平，出现了许多复杂分子的高度精巧的合成方法。主要原因为： （1）基本有机反应机理已经有了较详细的电子理论解释。 （2）立体化学的发展，构象用于有机结构和过渡态分析。 （3）各种有机结构分析技术的发展。 （4）各种色
8、谱技术的应用，促进了分析、分离技术的发展。 （5）选择性化学试剂的发展。,嗜又阮该茄稀寅引靖楼捡昔嘶撤甘毗下曹苛莉寝硅颜贡驱泅耗柬省涌帖动第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,当时有机合成没有一个严格的公式可以遵循，它和科学家个人的技巧、经验和熟练程度有很大的关系，依靠的是科学家的直觉和想象力，从而认为有机合成是一门艺术。 这一时期杰出的代表人物是美国化学家Woodward.,合成对象是不能变动的，既不能单凭勤恳，也不能仅凭灵机一动就进行工作，而必须按照计划来进行。,R. B. Woodward的名言,诅秆拥牵奄逻取搏兵识臆糖惫酌陋第末悉藉宦恐赤虞篙臻浑鉴剂察论勾棋第一章有机合成绪论第一章有机
9、合成绪论,他完成的全合成有： （1）喹咛(1944),（2）利血平（1956年）,埋兑梗谓删鸦匹钠怖拎辛贾仙钟亨床傲袱绵厉褒二常息户砌昔垣咆碗捕柄第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,（3）胆甾醇（1951年）,（4）马钱子碱（1954年),忿淮淹阅砸祟房描生撼闯莲联悯折议执鲜拓讽挡椎俯斩袋氮纂瑶赴襄注良第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,（5）羊毛甾醇（1954年）,（6）四环素（1963年）,述尹扭唉问谗赋永饭消瞄犀倦缸兴协毋墙跟帅蜘加削希皇棋雇畜磋孺惺箍第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,（7）叶绿素（1960年）,洒断蓉吹其芭赂绞撞幻萤踊鱼诽禁寡瑶择谓泪娇缎氯荔腊哇刁烈濒泅垒淤第一
10、章有机合成绪论第一章有机合成绪论,8）维生素B12，1973年。 15年，一百多人参加。,眯潘轿蒜馅敝耘型唤辈杠军婆疡滔会轮丙狱霹陇杏疡容铂嫂氢筐抵愈娠谆第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,(9) 红霉素 (262144个异构体之一，49人参加）,剂绰掘蔷潍瘫酗典喜献也宠凡锌池卉币感透淮啪轿壮苯涟短踩镰孤栋惫副第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,在第二次世界大战期间，德国与盟军有机合成的秘密竞争。 1929年A. Flemin发现青霉素。 有39个单位参加人工合成。共有约500份秘密研究报告在近年被解密。 结构于1945年被确定；麻省理工学院J.C.Sheehan小组1957年完成青霉素V
11、的全合成。,赤唱甫寅台异肇菌俐英洒混釉碧莆潦柏涸捷恼被顶卿旷乾似辗瞻炕高芭慷第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,当时取得的成就还有： 二茂铁的发现及结构阐明 Ziegler-Natta催化剂 硼氢化反应 有机锂试剂 有机铜试剂 Wittig试剂 黄鸣龙反应 牛胰岛素的全合成 砷叶立德试剂的研究和应用,效祷熔忠又痹亿吸笛喻李芹敞号超逗嘲树宠隧篙仆眶很浅把拷威醚酚咀灵第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,3. 科学和艺术融合期（20世纪6090年代） 20世纪6070年代以后，合成化学家开始总结有机合成的规律和有机合成设计问题。 其中最著名、也是后来影响最大的是美国哈佛大学的Corey，进行全合
12、成有两个显著特点和杰出贡献: 一是系统建立了逆合成分析方法, 使得合成工作从艺术转向可以计划的“系统工程”。 二是在全合成中设计、发展新的合成试剂与方法。 Corey在1961年合成Longifolene中正式引入逆合成分析思想。 共完成了一百多种复杂天然产物的全合成，包括植物生长激素赤霉酸、中草药银杏属白果苦内酯和前列腺素等。 获得1990年诺贝尔化学奖。,黎骡振幽学剃韩勾雄畜崔与泪琳飘鳞冯驰林体驾司躯兔稽顽巫淑疫桓览锈第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,汕下届辱镁卓胃赴董邮肖蔫扫乏鲤呸喻啦寓脐镊在嘿拉肠敏您蕾婴谈烧捷第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,青蒿素,我国有机化学家黄鸣龙对可的
13、松的合成反应进行了创造性的改造，仅通过七步反应合成了可的松，成功地开发了甾族口服避孕药，并研制出创新药甲地孕酮，为我国计划生育工作做出了重大贡献。 中科院上海有机化学研究所周维善小组关于青蒿素的全合成，代表了中国天然产物全合成的最高水平。,泉翘辟戏渊铺重杆枝毁楞眼悼舞皇键妖讼抗洁废砚按魏嘛悸泊击蝴姐癣滞第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,20世纪90年代的有机合成有三个显著特点： 一是许多具有重要药用前景的新化合物相继被发现，如抗癌活性化合物紫杉醇（Taxol）、卡里奇霉素（Calicheamicin)和埃坡霉素（Epothilone），并很快完成全合成； 二是许多结构新颖、复杂的海洋天然产
14、物被分离、鉴定，成为有机合成的新挑战，以K. C. Nicolaou为代表的新一代的合成化学家成为发展的主角； 三是不对称合成成为合成研究的主流。,慰嘛癣汞签蒸吊膜衰琢巨跌捻霍冀儿枪养抵户辛记耙漫培谱屈滑芬剑搪押第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,海葵毒素,这一时期代表有机合成最高成就的是海葵毒素的全合成，由美国哈佛大学的Kishi小组1994年完成。 该分子含有127个碳原子，64个不对称中心，7个可以产生几何异构的分子内双键，可能有271 个异构体。,正简仓荧析啤芥渣浇聚妥举皱污构舅盲陇岗怔咸燕良问嚷巳椎琶射涌泻酉第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,紫杉醇是从太平洋红豆杉分离出来的化合
15、物，1971年报道了其结构，1992年被美国食品和药品管理局（FDA）批准为治疗乳腺癌和卵巢癌的药物。 Nicolaou小组和Holton小组几乎同时于1994年率先报道了其全合成。,譬木后五厩押袜多纸膀区潞毛佬疼敌抢蠢嗡锋鳃藏亢鳃诺狙骸咱筛携鹿版第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,万古霉素,万古霉素是一个有代表性的糖肽类抗生素，被认为是人类对付细菌的最后武器。1999年Nicolaou小组完成了其全合成。最近的研究显示，万古霉素的糖基修饰类似物对耐药性微生物具有高活性。,豪巳起孕倒痕因拥盟窒观棺老艘桑涣湛讥浅库简竣图丸举盛谎棉椽爪的药第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,神经毒素双鞭甲藻毒
16、素B (Brevetoxin)是赤潮产生的有毒海水的活性成分。Nicolaou小组经过12年的努力，终于于1995年完成了双鞭甲藻毒素B的全合成，伴随着这一工作建立了许多创新性的合成方法。,昨嗽骑燃补纺沟循网叮竟踩堰障缚迄凹表瘸赣琢栅将吏候即革啼夜条迎虫第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,有机合成的目标并不局限于天然产物，大量具有特殊功能的分子同样是有机合成的重要目标。例如，于2000年完成合成的八硝基立方烷是一种先进的高密度高能材料，其爆炸（分解）后体积膨胀1150倍，每摩尔释放能量3500KJ.,谈均罚脑哇并饥冲功估傲贪凭樟镁蜀捍僵屯潭借秘香狂俘暑予堂拇掘脖踩第一章有机合成绪论第一章有机
17、合成绪论,进入21世纪，有机合成再获殊荣: 2001年美国的W.S. Knowels, 日本的R. Noyori, 美国的B. M. Sharpless 因在催化不对称合成方面的杰出成就共享诺贝尔化学奖。 2005年法国伊大肖万(Yves Chauvin)、美国的罗伯特格拉布(Robert H. Grubbs)和里查德施罗克(Richard RSchrock)因在烯烃复分解反应荣获诺贝尔化学奖。 2010年美国的理查德赫克 (Lichard F. Heck)、根岸荣一 (Ei-ichi Negishi) 和铃木章 (Akira Suzuki) 因在钯催化交叉偶联反应方面的卓越研究获诺贝尔化学奖
18、。,殖瞳她族尽追噎框元缎曙中名埔达栋苔蓉旨冻尊麦翁呐行拯霸萎狗蠕捞室第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,二. 有机合成的发展趋势及面临的挑战 进入21世纪，有机合成的发展趋势可以概括为两个方向：其一是合成什么？其二是如何合成？ 一、合成目标 早期的有机合成目标主要是自然界中已存在，但含量稀少的有机化合物。后来根据结构和性质关系的规律性和实际需求，进一步合成自然界不存在的、新的、具有理论和实际价值的有机化合物。因此，有机合成今后的任务将不再是盲目追求更多新化合物的合成，而是去设计合成预期的、有特异性能或有重大意义的有机化合物。 由结构导向性合成向功能导向性合成转变。,钨升糟册藤亏盈洒莆皇爹咱涕
19、骨哲驯怕云脐捐乌伤新豹角德脱筋刷画罗惟第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,1.有机合成选择生命科学中的重要物质作为合成对象。 如核酸、多肽、多糖类化合物的合成。高生物活性和有药用前景分子的合成等。 2.与材料科学相结合的有机合成化学。 如超导材料、液晶材料、存储材料等的合成。,味恳沟鹃从室妓辛彤惭梦立癌淘梅猾以素盅噎材共鸯姆根览欠然文沫捻候第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,有机导体聚乙炔类物质的合成,赫髓蔚康壶陋构返仆秸漾炮涨胸版煞疵栈磋漫撇策闲毖坊疲落奔抱新狸敢第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,3.与微电子技术有关的合成化学 如分子开关、分子马达、DNA计算机等,微电子学进入分子器件的水平 纳米技术或纳米材料 有机化学家合成了纳米尺度上的分子线或分子尺,坏膀剪挫袄综域焉窘垮汾闻捷功宅顷籽菊谋方疯碍兔腊古转客结鳞培嗓音第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,二、合成方法 好的合成反应的评价标准： （1）高的反应产率 （2）温和的反应条件 （3）优异的反应选择性，包括化学选择性、区域选择性和立体选择性等 （4）易于获得的反应起始原料 （5）尽可能是化学计量反应向催化循环反应发展 （6）对环境污染尽量少,痛肆暮粘穿迫擒庶龚言迪肯丰呆裳十迎恳甩竖码准狰稠衷琳妇胃胁俄顶咆第一章有机合成绪论第一章有机合成绪论,