有機(jī)合成化學(xué)與路線設(shè)計(jì)chapter1課件

chapter1緒論有機(jī)合成化學(xué)與路線設(shè)計(jì)湯冬TEL.613545)E-mail:tangdongabcd@126.com3

有機(jī)合成之父——伍德沃德先后合成了奎寧、膽固醇、可的松、葉綠素、利血平和維生素B12等一系列復(fù)雜有機(jī)分子和有機(jī)配體配合物，為有機(jī)合成作出了巨大貢獻(xiàn)。他說(shuō)過(guò)：在上帝創(chuàng)造的自然界的旁邊化學(xué)家又創(chuàng)造了另一個(gè)世界(R.B.Woodward,美國(guó))5有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)

要具有高的路線設(shè)計(jì)的能力,首先要有技術(shù)方面的能力,如對(duì)各類、各種有機(jī)反應(yīng)的熟悉與掌握,對(duì)同一目的、不同有機(jī)合成反應(yīng)在實(shí)用上的比較與把握,對(duì)各個(gè)步驟操作條件的實(shí)際掌握,對(duì)產(chǎn)品純化和檢測(cè)的能力,等等。

路線設(shè)計(jì)并沒(méi)有固定的答案，只要合理都能得到想要的產(chǎn)物，但是好的合成路線事倍功并，劣的合成路線費(fèi)時(shí)費(fèi)力。Woodward所說(shuō)的Art6顛茄酮合成路線-----Willstatter（1915年諾貝爾獎(jiǎng)）有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)7顛茄酮合成路線-----Robinson(1947年獲諾貝爾獎(jiǎng))顛茄酮合成路線-----NicolaouK.C.81.2有機(jī)合成的發(fā)展?fàn)顩r早期的化學(xué)家認(rèn)為機(jī)體具有特殊的“生命力”,因而能夠制成有機(jī)物質(zhì),而在試管中是無(wú)法合成這些有機(jī)物質(zhì)的。Wohler

在1828年偶然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)化學(xué)反加熱氰酸銨得到尿素:有機(jī)合成與整體有機(jī)化學(xué)的關(guān)系?第一,合成可以邏輯式地裝配已確定結(jié)構(gòu)的分子。第二,合成能夠提供自然界沒(méi)有的物質(zhì),從此開(kāi)辟出一個(gè)新穎的領(lǐng)域。第三,解決理論問(wèn)題需要合成。10化學(xué)理論假設(shè)的物質(zhì)能通過(guò)有機(jī)合成來(lái)構(gòu)建嗎？香港中文大學(xué)黃乃正等人成功地合成了1,2,7,8-二苯并[2,2]環(huán)蕃。Cook合成了十字四烯(Stauren-tetraene)。12先想象適合于應(yīng)用的分子結(jié)構(gòu),再合成所需的分子金屬配體與配位化合物設(shè)計(jì)：如可以想象有一類化合物的結(jié)構(gòu)里,有一金屬原子夾在兩個(gè)環(huán)烯之間。環(huán)烯有活潑電子可供金屬原子用,形成配合作用。金屬原子的多變化合價(jià)，環(huán)烯的配合造成金屬價(jià)的多變。又由于價(jià)數(shù)的多變,使其具有引起其他化合物發(fā)生氧化或還原反應(yīng)的能力。因此,這種結(jié)構(gòu)的化合物是一類很好的催化劑,我們熟悉的二茂鐵就是常用的一種催化劑。此類金屬有機(jī)催化劑品種繁多,應(yīng)用很廣。141.3有機(jī)合成的現(xiàn)代成就(1)已研究清楚的有機(jī)反應(yīng)多達(dá)3000個(gè)以上,其中有普遍應(yīng)用價(jià)值的反應(yīng)就有200多個(gè)。(2)國(guó)內(nèi)外已商品化的試劑有5萬(wàn)多種。(3)具有產(chǎn)率高,反應(yīng)條件溫和,選擇性和立體定向性好的新反應(yīng)大量出現(xiàn),如光化反應(yīng)、微生物反應(yīng)、模擬酶合成等。(4)元素有機(jī)化學(xué)的發(fā)展使有機(jī)合成大放光彩。(5)新試劑、新型催化劑,特別是固相酶新技術(shù)的應(yīng)用可使催化劑穩(wěn)定,能長(zhǎng)期使用并能使生產(chǎn)連續(xù)化。它們通常具有使反應(yīng)速度快,條件溫和,選擇性好,合成工藝簡(jiǎn)化等優(yōu)點(diǎn)。(6)合成方法的研究也是有機(jī)合成發(fā)展的一個(gè)重要方面。良好的合成路線設(shè)計(jì)能夠合理而巧妙地解決復(fù)雜的合成問(wèn)題,使合成路線既具有科學(xué)性,又具有藝術(shù)性。這一點(diǎn)已在許多復(fù)雜分子合成中顯示了巨大的潛力和廣闊的應(yīng)用前景。151.4有機(jī)合成的發(fā)展趨勢(shì)有機(jī)合成今后發(fā)展的良好客觀條件和改進(jìn)方向(1)理論方面現(xiàn)代有機(jī)合成化學(xué)已建立在堅(jiān)實(shí)的理論有機(jī)化學(xué)和量子化學(xué)的基礎(chǔ)上。產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與純度以及提高反應(yīng)的收率等方面取得更多的主動(dòng)權(quán)。(2)方法方面近年來(lái),對(duì)新型有機(jī)合成方法獲得重大的突破,從而為合成方法帶來(lái)更大的變革。(3)測(cè)試方面近代物理測(cè)試方法,如紅外、紫外、核磁共振、色質(zhì)聯(lián)用、高效液相色譜、元素自動(dòng)分析、X射線衍射等,已普遍配合應(yīng)用,有力地促進(jìn)了有機(jī)合成的迅速發(fā)展。(4)人工智能方面使用計(jì)算機(jī)來(lái)輔助合成路線設(shè)計(jì)將大大加快合成路線設(shè)計(jì)的速度。161.復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)性2.激發(fā)新的合成方法學(xué)的發(fā)展ShortertimeMoreefficientPreviouslyund