有机药物合成手册
实验三十六 多步骤有机合成――磺胺药物的合成
实验三十六多步骤有机合成――磺胺药物的合成一、实验目的1．了解多步骤有机合成的基本实验方法。
2．掌握综合应用有机合成的各项操作技术。
二、基本原理以简单的原料合成复杂的分子是有机合成的最重要的任务之一，也是有机合成最有活力的领域。
由于几百万种有机化合物已成为商品的毕竟是少数，因此，科学研究中离不开合成工作，新领域的探索更离不开合成。
完成有机合成，除了制定合成路线和策略，娴熟的实验技巧和个人经验也是必不可少的条件。
因此，当学生掌握了一些最基本的操作技术和完成了一定数量的典型制备后，练习从基本的原料开始，经过几步合成一些较为复杂的分子，是培养学生有机合成基本功不可缺少的方面。
在多步骤有机合成中，由于各步反应的产率低于理论产率，反应步骤一多，总产率必然受到累加的影响。
即使只需五步的合成，假设每步产率为80％，则其总产率仅为（0.8）5×100％＝32.8％。
虽然几十步的合成是极少数的，但是五步以上的合成在科学研究和工业生产中是较为普遍的。
鉴于多步骤反应对总产率的累加影响，人们一直在研究可获得高产率的反应，并改进实验技术以减少每一步的损失，这也是多步骤合成必须重视的问题。
在多步骤有机合成中，有的中间体必须分离提纯，有的也可以不经提纯，直接用于下一步合成，这要根据对每步反应的深入理解和实际需要，恰当的做出选择。
磺胺药物是含磺胺基团的合成抗菌药的总称，能抑制多数细菌和少数病毒的生长和繁殖，用于防治多种病菌感染。
磺胺药物曾在保障人类生命健康方面发挥过重要作用，在抗生素问世后，虽然失去了先前作为普遍使用的抗菌剂的重要性，但在某些治疗中仍然应用。
磺胺药物的一般结构为：H2N SO2NHR由于磺胺基上的氮原子的取代基不同而形成不同的磺胺药物。
虽然合成得到的磺胺衍生物多达1000种以上，但真正显示抗菌效力的只有为数不多的十多种。
本实验合成的磺胺药是最简单的磺胺醋酰。
磺胺醋酰钠在临床上主要制成滴眼液，用于沙眼、结膜炎等眼科感染。
实验三十六 多步骤有机合成――磺胺药物的合成
实验三十六多步骤有机合成――磺胺药物的合成一、实验目的1．了解多步骤有机合成的基本实验方法。
2．掌握综合应用有机合成的各项操作技术。
二、基本原理以简单的原料合成复杂的分子是有机合成的最重要的任务之一，也是有机合成最有活力的领域。
由于几百万种有机化合物已成为商品的毕竟是少数，因此，科学研究中离不开合成工作，新领域的探索更离不开合成。
完成有机合成，除了制定合成路线和策略，娴熟的实验技巧和个人经验也是必不可少的条件。
因此，当学生掌握了一些最基本的操作技术和完成了一定数量的典型制备后，练习从基本的原料开始，经过几步合成一些较为复杂的分子，是培养学生有机合成基本功不可缺少的方面。
在多步骤有机合成中，由于各步反应的产率低于理论产率，反应步骤一多，总产率必然受到累加的影响。
即使只需五步的合成，假设每步产率为80％，则其总产率仅为（0.8）5×100％＝32.8％。
虽然几十步的合成是极少数的，但是五步以上的合成在科学研究和工业生产中是较为普遍的。
鉴于多步骤反应对总产率的累加影响，人们一直在研究可获得高产率的反应，并改进实验技术以减少每一步的损失，这也是多步骤合成必须重视的问题。
在多步骤有机合成中，有的中间体必须分离提纯，有的也可以不经提纯，直接用于下一步合成，这要根据对每步反应的深入理解和实际需要，恰当的做出选择。
磺胺药物是含磺胺基团的合成抗菌药的总称，能抑制多数细菌和少数病毒的生长和繁殖，用于防治多种病菌感染。
磺胺药物曾在保障人类生命健康方面发挥过重要作用，在抗生素问世后，虽然失去了先前作为普遍使用的抗菌剂的重要性，但在某些治疗中仍然应用。
磺胺药物的一般结构为：H2N SO2NHR由于磺胺基上的氮原子的取代基不同而形成不同的磺胺药物。
虽然合成得到的磺胺衍生物多达1000种以上，但真正显示抗菌效力的只有为数不多的十多种。
本实验合成的磺胺药是最简单的磺胺醋酰。
磺胺醋酰钠在临床上主要制成滴眼液，用于沙眼、结膜炎等眼科感染。
有机物、药物合成方法
CH3 CHO + CH3CHO
βα CH3CH CH2CHO
OH
药物合成设计
7.4 β-羟基羰基化合物和 α，β-不饱和羰基化合物的拆开
OH O
βα
H
CHOβ
α
OH
O
O
H+
H
CHO
+ CH2O
药物合成设计
7.4 β-羟基羰基化合物和 α，β-不饱和羰基化合物的拆开
2． α，β－不饱和醛或酮的拆开
7.2 分子的拆开法和注意点
在注意到哪醇重排前后结构的变化就可以 解决下面两个化合物的合成问题：
CH3
O
O
OH OH
O
2
O
H+
OH OH Mg Hg
药物合成设计
7.3 醇的拆分
醇中的羟基在合成中是关键官能团，因为它 们的合成可以通过一个重要的拆开来设计，又 因为它们又可转变成别的官能团的各族化合物 。
药物合成设计
7.5 1,3－二羰基化合物的拆开
克莱森缩合包括以下几个方面：
1. 相同酯间的缩合：
O
O
CH3C CH2C OC2H5
O
CH3C OCH2CH3 + CH2 δ+
O C OCH2CH3
OO
O
O
O
+
药物合成设计
7.5 1，3－二羰基化合物的拆开
2．酯分子内缩合相同酯间的缩合：
O CO2Et
药物合成设计
The Art and Science of Total Synthesis at Dawn of the Twenty-First Century K.C.Nicolau, et al Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 44-122
药物化学及药物合成反应实验指导书
药物化学及药物合成反应实验指导书（供药学、制药工程、药剂、药学专升本、药学专科、药分专科专业用）药物化学-制药工程教研室编写安徽中医学院自编前言我国加入世界贸易组织（WTO）以来，制药行业迎来难得的发展机遇，也面临着前所未有的挑战。
我国的药物研究正经历着一个从仿制为主到创制新药为主的历史性转变时期，如何抓住机遇，顺利实现这个历史性转变，关键在于创新型人才的培养。
药物化学是药学类各专业和制药工程专业重要的专业课，也是一们实验性很强的课程，在药学类创新型人才培养方面发挥着重要作用。
安徽中医学院药物化学-制药工程教研室积极探索药物化学与药物合成反应实验课教学改革，并依据药物化学及药物合成反应教学大纲的要求编定了本实验指导用书，目的是通过实验加深理解药物化学的基本理论和基本知识，掌握合成药物的基本方法，掌握对药物进行结构改造与修饰的基本方法，了解拼合原理在药物化学中的应用，进一步巩固有机化学实验的操作技术及有关理论知识，培养学生理论联系实际的作风，实事求是，严格认真的科学态度与良好的工作习惯。
在实验指导用书的编写中，介绍了药物的绿色合成内容和文献来源，安排了一些中药有效成分的合成，以及中药活性物质的结构修饰与改造内容，充分体现了中医药院校的特色和实用性。
本实验指导用书由三部分组成，第一部分介绍了实验室的安全常识和基本知识；第二部分介绍了十六个药物合成和中药有效提取、合成及结构改造与修饰内容；第三部分为附录介绍了生产工艺中避免使用和限制使用的溶剂和部分与药物化学或合成相关的文献来源，供实际工作中参考使用。
本实验教材是药化化学-制药工程教研室教学经验的集体总结，限于水平，难免有误，我们要在使用过程中不断总结经验，收集反映，以便进一步修正提高。
安徽中医学院药物化学-制药工程教研室2008年12月目录第一部分实验须知一、实验室安全二、化学药品、试剂的存储及使用三、废品的销毁四、实验室中一般注意事项五、实验记录和实验报告第二部分实验项目一、苯妥英的制备二、贝诺酯的制备三、磺胺醋酰钠的制备四、对羟基苯乙酮的制备五、桂皮酰哌啶的制备六、烟酸的制备七、香豆素-3-羧酸的合成八、苯佐卡因的合成九、1,4-二氢吡啶类钙离子拮抗剂的绿色合成十、阿司匹林的合成十一、哌嗪枸橼酸盐的合成十二、阿魏酸哌嗪盐的合成十三、氟哌酸的合成十四、去甲斑蝥素中间体的合成十五、苦参生物碱的提取十六、氧化苦参碱的化学合成附录一：生产工艺中避免使用和限制使用的溶剂附录二：部分与药物化学或合成相关的文献来源第一部分实验须知一、实验室安全药物化学及药物合成反应和有机化学一样是一门实践性很强的学科，因此，在进入实验室工作之前，希望参加实验者必须对实验课程的内容，要有充分的准备，而且要通晓实验室的一些基本规则，遵守实验室安全操作须知，才能避免可能发生的一些危险情况。
有机药物合成法
有机药物合成法是指利用有机化学反应合成有机分子，进而制备药物的方法。
有机药物合成法是现代药物合成的核心方法之一，它具有合成路线多样、合成步骤可控、反应条件温和、产率高等优点，可以制备出结构多样、性质优良的有机药物分子。
有机药物合成法主要包括以下几种：
1.烷基化反应：将烷基化试剂与药物分子进行反应，引入烷基基团。
2.烯烃加成反应：将烯烃加成试剂与药物分子进行反应，引入烯烃基团。
3.芳香化反应：将芳香化试剂与药物分子进行反应，引入芳香基团。
4.氧化反应：将氧化试剂与药物分子进行反应，引入氧基团。
5.还原反应：将还原试剂与药物分子进行反应，引入还原基团。
6.缩合反应：将缩合试剂与药物分子进行反应，引入缩合基团。
7.取代反应：将取代试剂与药物分子进行反应，引入取代基团。
以上反应类型可以组合使用，构建出复杂的有机药物分子。
在有机药物合成法中，需要根据药物分子的结构特点和所需的化合物类型选择合适的反应类型和试剂，并进行反应条件的优化，以获得高收率和高纯度的有机药物分子。
有机药物合成法
有机药物合成法（陈芬儿）
二乙酰大黄酸叫双瑞醋因，有合成路线
大黄素和大黄素甲醚来源丰富，在虎杖中含量较高，以虎杖作为提取来源，虎杖较为便宜，大黄素甲醚可以制备大黄素甲醚酸
大黄素可以制备大黄素酸
以下目的、设想、原理、工艺路线必须熟悉
主题：论文(定稿）
目的：通过结构改造得到活性更强的化合物。
因为大黄酸强于大黄酚，二乙酰大黄酸又称双瑞醋因，为镇痛消炎药。
而在非甾体解热镇痛消炎的药物中多具有羧基，如阿斯匹林、布洛芬等
因此，推理分子中引入羧基，可以增强活性。
给予上述假设，将大黄素甲醚半合成大黄素甲醚酸。
为以后进行药理实验提供物质基础。
工艺路线：借鉴大黄酚半合成大黄酸的工艺路线
原理：酚羟基先保护，再氧化，最后去保护基。
酚羟基应先保护：进行乙酰化，成酯
氧化：用铬酐+冰醋酸+水+醋酐，将甲基氧化成羧基。
去保护：碳酸钠或氢氧化钠水解，再加酸，析出。
鉴定：四大波谱，红外(IR)，紫外（uv），高分辨质谱（HR-MS)，核磁共振（1HNMR，氢谱），碳谱13CNMR)，要寄到军事医学科学院做结构鉴定。
红外(IR)，紫外（uv），高分辨质谱（HR-MS)，核磁共振（1HNMR，氢谱），碳谱13CNMR)有哪些作用？。
药物有机合成
3．制作弯管 ．
弯曲的操作：双手持玻璃管， 弯曲的操作：双手持玻璃管，手心向外把需要弯曲的地方放在火焰上预 然后在鱼尾焰中加热，宽约5cm。在火焰中使玻璃管缓慢、均匀而 热，然后在鱼尾焰中加热，宽约 。在火焰中使玻璃管缓慢、 不停地向同一个方向转动，至玻璃受热（变黄）即从火焰中取出， 不停地向同一个方向转动，至玻璃受热（变黄）即从火焰中取出，轻轻 弯成所需要的角度。 弯成所需要的角度。
注意事项
1. 2. 3. 4.
在拉细过程中要边拉边旋转 在火眼上加热尽量不要往外拉。 在火眼上加热尽量不要往外拉。 弯成角度之后，在管口轻轻吹气。 弯成角度之后，在管口轻轻吹气。 放在石棉网上自然冷却。 放在石棉网上自然冷却。
思考题
截断玻璃管时候要注意哪些问题？怎样弯曲和拉细玻璃管？在火 截断玻璃管时候要注意哪些问题？怎样弯曲和拉细玻璃管？ 焰上加热玻璃管时怎样才能防止玻璃管被拉歪？ 焰上加热玻璃管时怎样才能防止玻璃管被拉歪？ 弯曲和拉细玻璃管时候软化玻璃管的温度有什么不同？ 弯曲和拉细玻璃管时候软化玻璃管的温度有什么不同？为什么要 不同呢？ 不同呢？弯制好的曲玻璃管如果要立即和冷的物件接触会发生什 么不良的后果？应该怎样才能避免？ 么不良的后果？应该怎样才能避免？
实验一
实验目的
简单玻璃工操作
1．掌握制作滴管、熔点管，拉毛细管等简单玻璃用具的方法。 ．掌握制作滴管、熔点管，拉毛细管等简单玻璃用具的方法。 2．熟悉实验室里简单的玻璃工操作。 ．熟悉实验室里简单的玻璃工操作。
仪器
玻璃管 酒精喷灯（煤气灯） 酒精喷灯（煤气灯） 三角锉刀
实验操作
1．清洗和切割 ．
锉痕的操作是：把玻璃平放在桌子边缘上，拇指按住要截断的地方， 锉痕的操作是：把玻璃平放在桌子边缘上，拇指按住要截断的地方，用 三角锉刀棱边用力锉出一道凹痕，约占管周1/6， 三角锉刀棱边用力锉出一道凹痕，约占管周 ，锉痕时只向一个方向 即向前或向后锉去，不能来回拉锉。 即向前或向后锉去，不能来回拉锉。 折断的操作：两手分别握住凹痕的两边，凹痕向外， 折断的操作：两手分别握住凹痕的两边，凹痕向外，两个大拇指分别按 住凹痕后面的两侧，用力急速轻轻一压带拉，折成两段。 住凹痕后面的两侧，用力执著玻璃管两端，掌心相 拉细的操作：两肘搁在桌面上，两手执著玻璃管两端， 对，加热方向和弯曲相同，只不过加热程度强些（玻璃管烧成 加热方向和弯曲相同，只不过加热程度强些（ 红黄色），才从火眼中取出，两肘仍搁在桌面上，两手平稳地 红黄色），才从火眼中取出，两肘仍搁在桌面上， ），才从火眼中取出 沿水平方向做相反方向移动，开始时慢些，逐步加快拉成内径 沿水平方向做相反方向移动，开始时慢些， 约为1mm的毛细管。 约为1mm的毛细管。 1mm的毛细管
有机合成常用试剂手册：制备与处理
有机合成常用试剂手册：制备与处理
一、蒸馏：
1.水：由于水的高沸点和低比重，它往往是一种有用的溶剂，所以通常需要用蒸馏技术将其精炼到适合实验用途的纯度。
2.有机溶剂：有机溶剂通常有多种不同的组分，包括有机酸、醇和其它有机物，因此需要用蒸馏技术对其进行精炼。
3.溶液：某些溶液可能沉淀诸如铁，钙等混合物，这些可以通过蒸馏将它们与溶液分离开来，从而获得较高纯度的溶液。
二、沸石吸附精馏：
沸石吸附精馏是一种常用的精炼技术，主要用于分离不同构成的混合物，包括气体和液体。
它由沸石装入特定的容器，再以温度梯度将物质在沸石上进行吸附和脱附来实现分离。
三、溶剂萃取：
溶剂萃取是一种用于将有机物质从混合物中分离的技术。
它使用了不同的溶剂的相对溶解度来把物质从一种溶液中萃取到另一种溶液。
四、分子筛法：
分子筛也是一种常用的有机合成中的分离技术。
它利用的是不同的尺寸的分子与分子筛的匹配来把物质从混合物中分离出来。
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有机药物合成手册
1. 引言
有机药物合成是现代药物研究的重要方向之一，通过有机合成可以制备出具有特定生物活性的药物分子。
本手册旨在提供关于有机药物合成的全面指南，以帮助研究人员了解合成方法和步骤，并提供实用的合成路线。
2. 药物合成的基本原理
药物合成通常分为多步反应的级联反应步骤。
该过程可由以下几个基本步骤组成：
2.1 底物选择
底物选择是药物合成的第一步，也是最关键的一步。
底物的结构和性质将直接影响后续反应的进行和产物的形成。
在选择底物时，需要考虑其稳定性、反应活性和易得性等因素。
2.2 反应设计
反应设计是合成路线的关键一环，旨在选择适当的反应条件和催化剂以实现目标分子的合成。
反应设计应考虑反应的选择性、效率和可操作性等因素。
2.3 中间体的合成
中间体的合成是药物合成过程中的一个重要环节。
中间体是连接起各个反应步骤的关键化合物，其稳定性和产率将决定整个合成过程的效果。
2.4 高效的反应方法
选择高效的反应方法对合成药物至关重要。
有机合成领域已发展了许多反应方法，如聚合反应、氧化还原反应和取代反应等，可根据目标分子的特点和需要选择适当的方法。
2.5 结构修饰
结构修饰是有机合成的最后一步，通过对目标分子的结构进行修饰，可以获得更好的药物活性和选择性。
结构修饰的方法有如酸碱催化、氧化还原和取代等，可根据需要选择合适的方法。
3. 有机药物合成路线
3.1 药物A的合成路线
1.底物选择：选择化合物X作为底物，具有稳定性和反应活性。
2.反应设计：设计反应条件和催化剂，选择适当的反应方法，实现分子X到分
子Y的转化。
3.中间体的合成：合成中间体M1-M3，连接起各个反应步骤。
4.高效的反应方法：利用聚合反应和取代反应，实现目标分子Y的合成。
5.结构修饰：通过酸碱催化和氧化还原等方法对分子Y进行结构修饰。
3.2 药物B的合成路线
1.底物选择：选择化合物Z作为底物，具有稳定性和反应活性。
2.反应设计：设计反应条件和催化剂，选择适当的反应方法，实现分子Z到分
子W的转化。
3.中间体的合成：合成中间体N1-N4，连接起各个反应步骤。
4.高效的反应方法：利用聚合反应和氧化还原反应，实现目标分子W的合成。
5.结构修饰：通过取代反应和酸碱催化等方法对分子W进行结构修饰。
4. 有机药物合成实例
4.1 药物C的合成
1.底物选择：选择化合物P作为底物。
2.反应设计：设计反应条件和催化剂，选择适当的反应方法，实现分子P到分
子Q的转化。
3.中间体的合成：合成中间体O1-O5。
4.高效的反应方法：利用聚合反应和取代反应，实现目标分子Q的合成。
5.结构修饰：通过氧化还原和酸碱催化等方法对分子Q进行结构修饰。
5. 总结
有机药物合成是一项复杂而重要的工作，其中包括底物选择、反应设计、中间体的合成、高效的反应方法和结构修饰等多个步骤。
合成路线的设计和优化对于药物的成功合成具有重要意义。
通过本手册的介绍，希望能为有机药物合成研究提供有益的指导和参考。
参考文献
1.Smith, Michael B., and March, Jerry. Advanced Organic Chemistry.
7th ed. Wiley, 2013.
2.Nicolaou, K. C., and Sorensen, Erik J. Classics in Total Synthesis:
Targets, Strategies, Methods. Wiley, 1996.
3.Corey, E. J., and Cheng, Xuemei. The Logic of Chemical Synthesis.
Wiley, 1995.。