高等有机合成ppt课件.ppt
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1、我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物高等有机合成高等有机合成Advanced Organic Synthesis我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物绪绪 论论一、有机合成的历史回顾一、有机合成的历史回顾二、有机合成化学的发展趋势二、有机合成化学的发展趋势三、学习内容和方法三、学习内容和方法四、重要参考书及期刊四、重要参考书及期刊五、课程安排五、课程安排我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么
2、把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一、有机合成的历史回顾一、有机合成的历史回顾1. 尿素的合成尿素的合成 (1828年,德国化学家年,德国化学家 Wohler)NH4OCNH2NNH2O有机化学的开始有机化学的开始我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2. 颠茄酮的合成颠茄酮的合成 1) 1902年,德国化学家年,德国化学家 Willstatter (1915年获年获Noble 化学奖)化学奖)21 steps, overall yield
3、0.7%我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2)1917年,英国化学家年,英国化学家 Robinson (1947年获年获Noble 化学奖)化学奖)3 steps, overall yield 90%Robinson为什么能是发现这条合成路线?为什么能是发现这条合成路线?R1NHR2+HCHO+R3R4OR3R4OR1NR2Mannich Reaction (1912)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一
4、个活的生物3. 维生素维生素B12 的合成的合成 (Woodward, 1977年)年) 在在Woodward及及Eschenmoser 领导下领导下, 经过两个经过两个实验室,实验室,100多位科学家的共同努力,于多位科学家的共同努力,于1977年完成年完成了维生素了维生素B12的全合成工作。的全合成工作。 将有机合成作为一种艺术展现在世人面前。将有机合成作为一种艺术展现在世人面前。 因在因在1945-1954年人工合成了奎宁、类固醇、年人工合成了奎宁、类固醇、马钱子碱、羊毛甾醇、麦角碱等近马钱子碱、羊毛甾醇、麦角碱等近20种复杂天然种复杂天然产物而产物而1965 年获年获Noble 化学奖
5、化学奖我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物E. J. Corey, (1990年获年获Noble 化学奖化学奖) 如果说Woodward 一生奋斗的成就是将有机合成作为一种艺术展现在世人面前,那么Corey 则是将有机合成从艺术转变成为科学的一个关键人物。他的逆合成分析是现代有机合成化学的重要基石,推动了20世纪70年代以来整个有机合成领域的蓬勃发展。 逆合成分析逆合成分析 (Retrosynthetic analysis)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界
6、里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 Woodward (1981) 红霉素的全合成 Y. Kishi (1987) 海葵毒素的全合成 S. L. Schreiber et al (1993) FK-1012 的全合成 K. C. Nicolaou & S. L. Schreiber(1994) 紫杉醇(Taxol)的全合成我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没
7、有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物5. K. C. Nicolaou & S. L. Schreiber K. C. Nicolaou, et al. The art and science of total synthesis at the dawn of twenty-first century, Angew. Chem. Int
8、. Ed. Engl., 2002, 39, 44 S. L. Schreiber, et al. Target-oriented and diversity-oriented organic synthesis in drug discovery, Science, 2000, 287,1 964高立体选择性高立体选择性 (High Stereoselectivity)原子经济性反应原子经济性反应 (Atom Economical Reaction)绿色化学绿色化学 (Green Chemistry)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉
9、快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物二、有机合成化学的发展趋势二、有机合成化学的发展趋势1. 新试剂、新反应、新方法的发现永无止境新试剂、新反应、新方法的发现永无止境HNNClEpibatidineisolated from skins of the Ecuadoran poison frog Epipedobates tricolorDaly, John W. etal. J. Am. Chem. Soc. (1992), 114(9), 3475-8ED50: 0.005 mg/kg s.c. 1.5 mg/kg i.p.Daly, John W. et al.Ki: (+) 0.
10、045nM; (-) 0.058 nM,in mice, hot plate testnAChRCorey, E. J. et al. USA. J. Org. Chem. (1993), 58(21), 5600-2.First patent:US 845042(1993)First total synthesis of (+)and (-)-EPGeneral Introduction of Epibatidine Epibatidine 的研究的研究我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物NR
11、R+NRRRRNBocSO2TolHNBocSO2Tol+NRR+NRRRRNRR+NRRY(OTf)3我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 Y(OTf)3-catalyzed novel Mannich reaction of N-alkoxy-carbonylpyrroles, formaldehyde and primary amine hydrochlorides C. X. Zhuan, J. C. Dong, T. M. Cheng, R. T. Li*, Tetrahedron L
12、etters, 2001, 43(3), 461-463NR+RCHO +RNH2HCl.Y(OTf)3 (10%mmole)NNRRNRCHNHRRAB我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 Aldol 缩合反应的研究缩合反应的研究RCHO + RCH2CHOOH-经经典典的的方方法法TiCL4定定向向 Aldol 缩缩合合L-Proline有有机机小小分分子子催催化化RCHCHCHOOHR我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜
13、测没有错:表里边有一个活的生物2. 与生命科学和材料科学的联系越来越紧密与生命科学和材料科学的联系越来越紧密Combinatorial Chemistry组组合合化化学学药药物物化化学学Medicinal Chemistry材材料料科科学学Material Sciences我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物三、学习内容和方法三、学习内容和方法 内容内容有有机机合合成成反反应应的的学学习习反反应应的的应应用用 (有有机机化化合合物物合合成成路路线线设设计计)分分子子骨骨架架的的形形成成官官能能团
14、团之之间间的的转转换换C C- -C C单单键键的的形形成成C C- -C C双双键键的的形形成成氧氧化化反反应应还还原原反反应应取取代代反反应应我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1. 对重要的基础有机反应要能够熟练运用对重要的基础有机反应要能够熟练运用新化合物的合成新化合物的合成比葫芦画瓢比葫芦画瓢逆合成分析逆合成分析跟踪文献,尽可能将最新的试剂、反应和方法应用于跟踪文献,尽可能将最新的试剂、反应和方法应用于自己的研究工作中。自己的研究工作中。3. 学习别人的思路,创造性地借鉴和运用学习别人
15、的思路,创造性地借鉴和运用 方法方法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物四、重要参考书及期刊四、重要参考书及期刊 参考书参考书F. A. Carey 著,王积涛译,高等有机化学, B. 反应与 合成,高等教育出版社,1986。岳保珍,李润涛,有机合成基础,北京医科大学出版社,2000。吴毓林,姚祝军,现代有机合成化学,科学出版社,2001。W. Carruthers 著,李润涛等译,有机合成的一些新方法,河南大学出版社,1991。黄宪,王彦广,陈振初,新编有机合成化学,化学工业出版社,2003。
16、王咏梅等,高等有机化学习题解答,南开大学出版社,2002。Dale L. Boger, Modern Organic Synthesis, The Scripps Research Institute, Tsri Press, 1999.Comprehensive Organic Synthesis, Vol. 1-9我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 期刊期刊Angew. Chem. Int. Ed. J. Am. Chem. Soc. J. Org. Chem.Org. LettersCh
17、em. Commun.TetrahedronTetrahedron Letters.Tetrahedron Asymm.SynthesisSynlett11. Synth. Commun.12. Eur. J. Chem.13. Eur. J. Org. Chem.14. Heterocyclics15. J. Heterocyclic Chem.16. J. Med. Chem.Bioorg. Med. Chem.Bioorg. Med. Chem. Lett.Eur. J. Med. Chem.20. J. Comb. Chem.我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一
18、个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物五、课程安排五、课程安排 进度安排进度安排 2. 讲授原则讲授原则 复习老反应,补充新反应,复习老反应,补充新反应, 重点讲进展,强调学思路。重点讲进展,强调学思路。考试考试 1) 写综述一篇写综述一篇 (近(近5年的进展)(年的进展)(40%) 2) 笔试(笔试(60%)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物Chapter 2 Formation of Carbon-Carbon Single Bonds我吓了一跳,蝎子
19、是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一、一、General Principles烷化反应:烷化反应: E = 烷化剂烷化剂缩合反应:缩合反应: E = 醛、酮、酯等醛、酮、酯等Michael 加成:加成:E = Mannich 反应反应EWGCHABHBaseCHAB-E+CHABE我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物二、二、影响反应的主要因素影响反应的主要因素 a. 反应底物反应底物 (Substrate)-N
20、O2 -COR SO2R -CN -CO2R -Ph , SOR A和和B至少要有一个是至少要有一个是 EWGCH2AB A和和B应该能使其应该能使其 -碳上的碳上的H活化的基团,通常为吸电子活化的基团,通常为吸电子基(基(Electron withdraw group EWG)。)。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物b. 碱碱 (Base)常用的碱:常用的碱: Ph3C- (Me2CH)2N- EtO- OH- R3N 碱的选择取决于底物的反应活性理想的碱:理想的碱:碱性强,亲核性弱,并不进
21、攻那些较敏感的基团,另外 能溶于非极性溶剂中。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物c. 溶剂溶剂 (Solvent)SolventO- alkylationC-alkylation反应速度反应速度常用的非质子极性溶剂 (polar aprotic solvent): DMF DMSO HMPAPOMe2NNMe2NMe2我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为
22、什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物d. 亲电试剂亲电试剂 (Electrophilic reagent)所有能与负碳离子发生反应的碳正离子或分子。所有能与负碳离子发生反应的碳正离子或分子。例:例: RX, R-SO3H, RCO2Et, RCOR 这四种影响因素之间是相互联系,相互影响的。在分析这四种影响因素之间是相互联系,相互影响的。在分析一个具体反应时,应该综合分析考虑这四种影响因素。一个具体反应时,应该综合分析考虑这四种影响因素。 ROTsRClRBrRI反应速度Hard alkylating agentSolft alkyla
23、ting agent我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物三、烷基化反应三、烷基化反应 (Alkylation)OO1. O-alkylation & C-alkylationExample 1我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物Example 2Degree of substitution of alkylating agent:我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的
24、世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物Example 3OAcOAcOAcOOAcBr+MeCO2EtOK2CO3 / TBABCH3CNr. t.OAcOAcOAcOOAcMeCO2EtOK2CO3 / TBABCH3CNr. t.OAcOAcOAcOOAcMeEtO2CO+OAcOAcOAcOOAcOH+OAcOAcOAcOOAc62%R. T. Li et al. Synth. Commun. 1997, 27(8), 1351-1357我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边
25、有一个活的生物2. 区域选择性区域选择性 (Regioselectivity) 区域选择性受热力学控制和动力学控制的反应条件影响区域选择性受热力学控制和动力学控制的反应条件影响很大很大. .热力学控制条件下主要生成取代基较多的烯醇热力学控制条件下主要生成取代基较多的烯醇; ;动力学控制条件下主要生成取代基较少的烯醇动力学控制条件下主要生成取代基较少的烯醇; ;Example 1我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物Example 2我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽
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