有機合成方法ppt課件(已修改)
2025-05-24 08:47 本頁面
【正文】 有機合成方法研究進展化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 古練權(quán)一、前 言l有機合成是表現(xiàn)有機化學(xué)家非凡創(chuàng)造力的舞臺l資料：l*19002022年的 100年中，化學(xué)合成和分離了 2285萬種化合物（包括天然產(chǎn)物、藥物、材料等）。其中大部分都是有機合成的產(chǎn)物。l*許多天然存在的有機化合物，包括復(fù)雜的天然產(chǎn)物，都可以用有機合成方法制得。l 有機合成是有機化學(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，化裝品等有機合成是推動有機化學(xué)發(fā)展的永恒動力：l有機化學(xué)家在解決有機合成問題過程中，全面發(fā)展了有機化學(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. 有機合成發(fā)展歷史l （ 1） 1828年 Wohler用典型的無機物合成了尿素。開始了近代有機化學(xué)以及有機合成的的歷史。（ 2） 1917年， Robinson合成了托品酮。開創(chuàng)了系統(tǒng)的有機合成方法，反應(yīng)機制和化學(xué)結(jié)構(gòu)關(guān)系等的研究。并第一次開設(shè)了有機合成課程。l （ 3） 20世紀 50年代 NMR技術(shù)開始應(yīng)用于有機化合物結(jié)構(gòu)測定。l （ 4） 20世紀 5070年代， Woodward合成了利血平，膽甾醇，維生素 B12和紅霉素（ 18個手性中心）等，將有機合成發(fā)展到前所未有的水平。l （ 5） 20世紀 60年代， Merrifield發(fā)展了固相合成技術(shù)。l （ 6） 20世紀 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個手性中心，7個骨架內(nèi)雙鍵），被稱為是世紀工程。l （ 8） 20世紀 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個手性中心3. 有機合成方法發(fā)展的動力v具有重要功能的復(fù)雜有機分子，特別是生物大分子、天然有機化合物、藥物、染料、材料、特殊有機試劑、精細有機化學(xué)產(chǎn)品以及其它功能有機化合物的合成需要；結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系研究需要等是有機合成方法研究的基本動力。例如：*手性純氨基酸的合成 ????? 不對稱合成法*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 ????? 生物有機合成法（酶法和基因工程法）l二、有機合成方法研究進展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.從起始原料開始一步一步進行合成的逐步合成法 。l b.先合成若干片段，最后將各個片段連接成目標分子的片段組合法。l *在實際的合成中，采用何種策略，則需要進行具體的分析。例如：l 多肽合成可以選擇肽鏈逐步增長法，即氨基酸殘基是一個一個依次加上去的。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（合成一個多肽 abcdefgh)l肽鏈逐漸增長法 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：l 對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個氨基酸殘基的多肽，如果要求總的產(chǎn)率為 30%, 對于片斷組合法，則要求每一步的平均產(chǎn)率為 78%；而對于肽鏈逐步增長法，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)雜有機分子全合成的合成路線設(shè)計發(fā)展起來的一種合成設(shè)計理論。它的基本思想是將目標化合物分子拆分成一系列片段，應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)知識，確定每一個片段相對應(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)計全合成路線。在實施合成時，可以采用 逐步合成法或片段組合法進行合成。l （ 3）計算機輔助有機合成路線設(shè)計l a.化學(xué)信息學(xué)和化學(xué)信息數(shù)據(jù)庫l 與有機合成有關(guān)常用數(shù)據(jù)庫：l * 現(xiàn)有化學(xué)品數(shù)據(jù)庫l * 有機化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)庫l * 合成方法和轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)庫l * 合成方法參考文獻庫l * 保護基團數(shù)據(jù)庫l * 雜環(huán)合成數(shù)據(jù)庫l b.應(yīng)用各種數(shù)據(jù)庫設(shè)計合成路線l * 整體設(shè)計法：l 目標化合物 ?? 三維結(jié)構(gòu) ?? 數(shù)據(jù)處理 ?? 搜索（從所選擇的數(shù)據(jù)庫中） ?? 修改 ?? 可能合成路線l * 分步設(shè)計法：l 先將目標化合物分解為結(jié)構(gòu)單元，再按數(shù)據(jù)庫提供的信息，一步一步進行設(shè)計。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化合物。常見的活性中間體主要有酰氯、酸酐等。l RCOCl(
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