药物合成反应

推电子基：
如 HO— RO— CH3CONH— C6H5— R—
吸电子基：
如 —NO2 —CN —COOH —COOR —SO3H —X
b. 卤素活泼性 Cl正离子的亲电性比Br正离子强，所以，氯与烯烃 的加成反应的速度比溴快，但选择性比溴差。
c. 溶剂 常用溶剂有CCl4、CHCl3、CH2Cl2、CS2、Et2O、 CH3COOC2H5等惰性溶剂。 d. 温度 反应温度一般不宜太高，如烯烃与氯的反应，需控 制在较低的反应温度下进行，以避免取代等副反应发生。
1.2 偶极矩（μ）： 指偶极分子中电量相等的两个相反电荷中 的一个电荷的电量（q），与这两个电荷间距 离（d）的乘积，单位：德拜（D）。即：
μ ＝ q× d
例：
Cl
μ＝1.54D
1.3电子效应
1.3.1 诱导效应
1.3.2 共轭效应
1.3.3 超共轭效应（弱）
1.3.1诱导效应 在有机分子中相互连接的不同原子间，由 于各自电负性的不同而引起的连接键内电 子云的偏移现象。（电负性引起）
Z
Z
Z
Z
H E
H E
H E
H E

有-I，+T，且|-I|<|+T|：
如-F,-Cl,-Br,-I等
（1）总效果使苯环电子云密度降低；
（2）使取代基邻、对位电子云密度低于间位；
（3）邻、对位定位基。
1.4 反应试剂的分类
A－ X + Y
基质 反应试剂
A－ Y + X
产物 亲电试剂 亲核试剂 离去基团
CH2 OCCH3 C O OH
O
O
CH 3COOK DMF
O
3.将卤素原子作为保护基、阻断基，用于提高反应的选择性
卤 化 反 应 的 类 型
不饱和烃的卤加成 饱和烷烃、芳香环上的卤取代
+
Cl2
Fe
Cl
+
HCl
烯丙位、苄位上的卤置换
H C CH C + X2
CH2
X2=Cl2 , Br2
X
C CH C


烯烃的双键和芳环
还原剂：Fe2＋


金属有机化合物中的烷基：RMgX
碱类
其它基本概念
1.5 溶剂的分类 质子传递溶剂 非质子传递溶剂（极性溶剂、非极性溶剂） 1.6 碳正离子、碳负离子稳定性
取代反应
反应试剂的性质 反应物分子中 C-H键断裂方式
亲电取代 亲核取代 游离基取代
有机合成 反应
加成反应
进行方式
加成的基本途径
亲电加成 亲核加成 游离基加成 环加成
α-消除 β-消除 分子内重排 分子间重排
消除反应
被消除原子或原子团位置
重排反应
发生重排原子（团）位置
第一章 卤化反应
Halogenation Reaction
卤化反应：
在有机化合物分子中建立 C-X ，得到含卤化合物 的反应
工业应用：20世纪20年代以后 1923年：甲烷气相氯化的工业装置建成 1931年：工业生产氟氯甲烷 1958年：氧化氯化法合成卤代烷 现在：广泛用于有机合成，制备各种重要的原料、中间 体和工业溶剂
（1）反应历程： 第一步：卤正离子向π 键进攻，形成三员环卤正离子 或开放式碳正离子的过渡态。
R1 R3 C C R2 R4 X R1 R2 R3 R4 R1 R3 C C R2 R4 X (2) δ+δ X X
-
(1)
第二步： 对于过渡态（1）： 卤负离子从环状卤正离子的背面向碳原子做亲核进攻， 得到一对外消旋体的反式加成产物。
电子效应
诱导效应（I）：由电负性大小决定。 -I:吸电子 ＋I:供电子 共轭效应（T）：包括π-π共轭和p-π共轭。 -T:吸电子
＋T:供电子
1.3.2
共轭体系
共轭效应
π-π共轭：交替出现单双或三键

p-π共轭：含有孤电子对或空p 轨道的原子 通过单键与带有π键的另一原子连接而成
苯环上已有一个取代基的定位规律
极性试剂
反应试剂
游离基试剂
1.4.1 亲电试剂

正离子：NO2+，R+ 含有可极化或已极化共价键的分子偶极的正端： Cl2，HCl


含可接受共用电子对的分子：FeCl3，AlCl3
羰基的双键：C=O
氧化剂：Fe3+，O3
酸类 卤代烷中的烷基：R-X
1.4.2 亲核试剂

负离子：OH-，RO含有可极化或已极化共价键的分子偶极的负端： NH3，RNH2
药物合成反应
Organic Reaction of Drugs Synthesis
课程简介 Organic Reaction of Drugs Synthesis

本课程共48学时。 主要介绍各类基本有机合成反应及其在 药物合成中的应用。
教材及参考书

教材：药物合成反应，第三版 闻韧主编， 化学工业出版社。 参考书：药物合成反应，张胜建编，化学 工业出版社 2010. Modern Synthetic Reactions，美Herbert O. House著，
Journal of the American Chemical Society
3. J. Chem. Soc. Chem. Comm., 1999, 490. Journal of the Chemical Society, Chemical Communication 4. Org. Synth. Coll., Vol. 5. 1973. 921. Organic Synthesis
H
an ti -addi ti on syn -addi ti on produ ct produ ct Ph Br2-C C 4 l C l2-C C 4 l 83% 32% 17% 68%
卤化反应在有机合成中的用途：
1.制备含卤素的有机药物
H H2N C OH NHCOCHCl2 C H CH2OH
NH N
O F COOH
氯霉素
诺氟沙星
C2H5
2.卤化物是官能团转化中一类重要的中间体。药物中间体 糖皮质激素醋酸可的松
l 2
CH2 I C O OH
Chemical Abstracts Service Source Index 美国化学文摘资料来源索引
现实意义
1、与就业关系密切 （面试、实习、研发工作等必备） 2、考研 （在有机化学中占的比重很大）
基础有机知识回顾
1、基本概念
2、反应类型
1、基本概念
1.1 电负性 指元素原子的原子在分子中吸引电子能 力的相对大小。电负性越大，原子在分子 中的吸引电子的能力越强。 如C 2.55 H 2.20 F 3.98 Cl 3.16 Br 2.96 I 2.66 N 3.04 O 3.44 S 2.58
Z H Z H E + E + Z + H E
邻位取代
Z
Z + + + H
Z + H E + H E +
Z
对位取代
H
Z
E
E
Z
H
E
间位取代
H E

有+I，无T： 如-C2H5
（1）使σ-配合物稳定，活化苯环；
（2）使邻、对位取代产物更稳定；
（3）为邻、对位定位基。

有-I，无T： 如-N+(CH3)3,-CF3,-CCl3等
（1）使σ-配合物均不稳定，使苯环钝化；
（2）使邻、对位取代产物更不稳定；
（3）为间位定位基。

有+I，+T： 如-O-,-CH3
（1）共轭效应与诱导效应作用一致；
（2）则使苯环活化；
（3）邻、对位定位基。

有-I，-T： 如-NO2,-CN,-COOH,-CHO等
（1）诱导效应与共轭效应作用一致；
N-溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS，NCS）
卤化氢（HX）：HCl、HBr
第一节 不饱和烃的卤加成反应
学习内容： 卤素、次卤酸（酯）、N-卤代酰胺、卤化氢 对不饱和键的加成反应
基本要求： 掌握以上卤化剂对不饱和键的加成反应的机 理、反应条件与产物之间的关系以及应用实例。
一、 卤素对烯烃的加成反应
概 述
（2）则使苯环钝化；
（3）间位定位基。

有-I，+T，且|-I|<|+T|：
Z H E Z H E Z H E Z H E
如-OH,-OCH3,-NH2,-N(CH3)2, -NHCOCH3等 （1）诱导效应与共轭效应作用 不一致，共轭效应作用大于诱 导效应，使苯环活化； （2）使邻、对位取代产物更稳 定； （3）邻、对位定位基。
立体化学问题
H H
CH3 + Br2
Br H H
CH3
(a)
+ Br
CH3
顺式
(a)
CH3
(b) (b)
H Br H
CH3 Br H
H
Br
CH3
CH3
CH3 Br
CH3 H Br H Br CH3
CH3 H Br Br H CH3
环卤鎓离子也可以形成在氯或碘的加成中，但是氯的电负性较 大，原子半径小，因此会出现顺式（syn-）加成
Hetercycles Org. react.; J. Med. Chem.; Chem. Rev.; J. Chem. Soc. Perkin Trans.; Angew. Chem. Int. Ed. Engl.; J. Indian Chem. Soc. Bull. Chem. ,Soc. Jpn. （Bulletin of the Chemical Society of Japan）