有機(jī)合成方法ppt課件(已修改)
2025-05-24 08:47 本頁(yè)面
【正文】 有機(jī)合成方法研究進(jìn)展化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 古練權(quán)一、前 言l有機(jī)合成是表現(xiàn)有機(jī)化學(xué)家非凡創(chuàng)造力的舞臺(tái)l資料：l*19002022年的 100年中，化學(xué)合成和分離了 2285萬(wàn)種化合物（包括天然產(chǎn)物、藥物、材料等）。其中大部分都是有機(jī)合成的產(chǎn)物。l*許多天然存在的有機(jī)化合物，包括復(fù)雜的天然產(chǎn)物，都可以用有機(jī)合成方法制得。l 有機(jī)合成是有機(jī)化學(xué)中永不枯竭的研究資源 :? *生命科學(xué) :生物大分子，生物活性分子，生化分析試劑等? *醫(yī)藥學(xué) :藥物，藥理、病理分析試劑等? *農(nóng)業(yè) :農(nóng)藥、農(nóng)用化學(xué)品等? *石油 :石油化工產(chǎn)品等? *材料科學(xué) :高分子化合物，功能材料等? *食品 :食品添加劑等? *日用化工 :染料，涂料，化裝品等有機(jī)合成是推動(dòng)有機(jī)化學(xué)發(fā)展的永恒動(dòng)力：l有機(jī)化學(xué)家在解決有機(jī)合成問(wèn)題過(guò)程中，全面發(fā)展了有機(jī)化學(xué)：化學(xué)結(jié)構(gòu)理論，反應(yīng)理論，合成方法，分離純化方法，結(jié)構(gòu)鑒定方法等。2. 有機(jī)合成發(fā)展歷史l （ 1） 1828年 Wohler用典型的無(wú)機(jī)物合成了尿素。開(kāi)始了近代有機(jī)化學(xué)以及有機(jī)合成的的歷史。（ 2） 1917年， Robinson合成了托品酮。開(kāi)創(chuàng)了系統(tǒng)的有機(jī)合成方法，反應(yīng)機(jī)制和化學(xué)結(jié)構(gòu)關(guān)系等的研究。并第一次開(kāi)設(shè)了有機(jī)合成課程。l （ 3） 20世紀(jì) 50年代 NMR技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)測(cè)定。l （ 4） 20世紀(jì) 5070年代， Woodward合成了利血平，膽甾醇，維生素 B12和紅霉素（ 18個(gè)手性中心）等，將有機(jī)合成發(fā)展到前所未有的水平。l （ 5） 20世紀(jì) 60年代， Merrifield發(fā)展了固相合成技術(shù)。l （ 6） 20世紀(jì) 70年代， Corey發(fā)展了手性合成理論和方法。l （ 7） 1989年， Kishi合成了?？舅兀ǚ肿邮剑?C129H223N3O54,分子量 2680， 64個(gè)手性中心，7個(gè)骨架內(nèi)雙鍵），被稱(chēng)為是世紀(jì)工程。l （ 8） 20世紀(jì) 90年代，發(fā)展了組合化學(xué)合成理論和技術(shù)。C129H223N3O54,分子量 2680，64個(gè)手性中心3. 有機(jī)合成方法發(fā)展的動(dòng)力v具有重要功能的復(fù)雜有機(jī)分子，特別是生物大分子、天然有機(jī)化合物、藥物、染料、材料、特殊有機(jī)試劑、精細(xì)有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品以及其它功能有機(jī)化合物的合成需要；結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系研究需要等是有機(jī)合成方法研究的基本動(dòng)力。例如：*手性純氨基酸的合成 ????? 不對(duì)稱(chēng)合成法*多肽合成 ????? 固相合成法*大規(guī)模藥效篩選 ????? 組合化學(xué)法*特殊結(jié)構(gòu)化合物合成、零污染合成 ????? 生物有機(jī)合成法（酶法和基因工程法）l二、有機(jī)合成方法研究進(jìn)展l1．合成策略及理論l （ 1）逐步合成法（ Stepwise elongation） 和片段組合法 (Fragment condensation)l合成一個(gè)復(fù)雜的大分子化合物，可以采用兩種合成途徑：l a.從起始原料開(kāi)始一步一步進(jìn)行合成的逐步合成法 。l b.先合成若干片段，最后將各個(gè)片段連接成目標(biāo)分子的片段組合法。l *在實(shí)際的合成中，采用何種策略，則需要進(jìn)行具體的分析。例如：l 多肽合成可以選擇肽鏈逐步增長(zhǎng)法，即氨基酸殘基是一個(gè)一個(gè)依次加上去的。另一種是片斷組合法，即先合成一些小的肽段，然后再將小肽段偶聯(lián)成多肽。l兩種多肽合成策略比較l（合成一個(gè)多肽 abcdefgh)l肽鏈逐漸增長(zhǎng)法 片斷組合法 lg? ha? bc? de? fg? hlf? g? ha? b? c? de? f? g? hle? f? g? ha? b? c? d? e? f? g? hld? e? f? g? hlc? d? e? f? g? hlb? c? d? e? f? g? hla? b? c? d? e? f? g? hl 產(chǎn)率 :a7(a81)a3=alog28l（８ 為多肽中氨基酸殘基數(shù)目）l 比較兩種合成策略的優(yōu)缺點(diǎn)：l 對(duì)于合成分子量不大的多肽，兩種方法都可以采用。但是如果要合成分子量大的多肽，則一般應(yīng)采用片斷組合法。例如，合成含有32個(gè)氨基酸殘基的多肽，如果要求總的產(chǎn)率為 30%, 對(duì)于片斷組合法，則要求每一步的平均產(chǎn)率為 78%；而對(duì)于肽鏈逐步增長(zhǎng)法，則要求每一步產(chǎn)率為 %。（ 2）拆分法 (Disconnection approach)216。 拆分法是為了解決復(fù)雜有機(jī)分子全合成的合成路線(xiàn)設(shè)計(jì)發(fā)展起來(lái)的一種合成設(shè)計(jì)理論。它的基本思想是將目標(biāo)化合物分子拆分成一系列片段，應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)知識(shí)，確定每一個(gè)片段相對(duì)應(yīng)的起始原料和化學(xué)反應(yīng)。例如：l 所有的起始原料確定后，再設(shè)計(jì)全合成路線(xiàn)。在實(shí)施合成時(shí)，可以采用 逐步合成法或片段組合法進(jìn)行合成。l （ 3）計(jì)算機(jī)輔助有機(jī)合成路線(xiàn)設(shè)計(jì)l a.化學(xué)信息學(xué)和化學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)l 與有機(jī)合成有關(guān)常用數(shù)據(jù)庫(kù)：l * 現(xiàn)有化學(xué)品數(shù)據(jù)庫(kù)l * 有機(jī)化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)l * 合成方法和轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)庫(kù)l * 合成方法參考文獻(xiàn)庫(kù)l * 保護(hù)基團(tuán)數(shù)據(jù)庫(kù)l * 雜環(huán)合成數(shù)據(jù)庫(kù)l b.應(yīng)用各種數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)合成路線(xiàn)l * 整體設(shè)計(jì)法：l 目標(biāo)化合物 ?? 三維結(jié)構(gòu) ?? 數(shù)據(jù)處理 ?? 搜索（從所選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)中） ?? 修改 ?? 可能合成路線(xiàn)l * 分步設(shè)計(jì)法：l 先將目標(biāo)化合物分解為結(jié)構(gòu)單元，再按數(shù)據(jù)庫(kù)提供的信息，一步一步進(jìn)行設(shè)計(jì)。l2．合成試劑l（ 1）活性中間體l 活性中間體 –一般是具有很好的離去基團(tuán)化合物。常見(jiàn)的活性中間體主要有酰氯、酸酐等。l RCOCl(
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