有机合成化学 王玉炉 第三版 第2章
有机合成化学基本概念-王玉炉

1、理想的有机合成定义:一种理想的(最终是实效的)合成是指用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作,快速定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子2、有机合成反应总的来说可以分为两类:碳-碳键的形成、断裂和重组以及官能团的转换3、寻找高选择性试剂和反应已成为有机合成化学中最主要的研究课题之一,其中包括化学和区域(位置)选择性控制、立体选择性控制等。
4、有机合成反应的选择性有机反应的选择性包括化学选择,区域(位置)选择性控制、立体选择性控制三种;化学选择:分子中的官能团,不需要加以保护和特殊的活化,某一官能团本身就有选择性的反应。
位置选择:位置选择是指在反应中,反应试剂定向地进攻反应物的某一位置,或定向地发生在作用物的某一位置,而生成指定结构的产物。
立体选择反应:凡是在一个反应中,一个立体异构体的产生超过或是大大超过另外其他可能的立体异构体,就叫做立体选择反应。
这种反应常与作用物的位阻,过渡状态的立体化学要求以及反应条件有关。
5、烯烃进行官能团化集中表现在碳碳双键及双键的邻位——烯丙位这两个位置上。
6、烯烃与卡宾的加成反应是合成环丙烷衍生物的重要方法7、烯烃的亲电加成是―马尔科夫尼科夫‖产物,而自由基加成一般得―反-马尔科夫尼科夫‖产物;亲电加成的立体化学除硼氢化-氧化为顺式加成外,其余均为反式加成8、N-溴代丁二酰亚胺(NBS)在光催化反应条件下,可使多种甾烯的亚甲基发生氧化,具有良好的区域选择性9、取代苯衍生物的官能团化应注意的问题:取代苯衍生物的反应通常是亲电取代反应,该反应有两点要注意:第一,环上已有一个以上的取代基时,最强的供电子基团控制进一步取代的位置;第二,为了尽量减少在氮原子上取代的可能性,在进行取代之前,把芳胺转变成乙酰苯胺。
10.在有机合成中,通过官能团之间的转换实现目标分子的合成是具有普遍意义的。
11.缩合反应是指两个或两个以上分子经由失去某一简单分子(如H2O, HX, ROH, NH3, N2等)形成较大的单一分子的反应。
2_取代苯并噻唑的合成进展

并噻唑是一个较为直接的合成思路. Samat 等[20]以苯并噻唑和取代苯甲醛为原料合成 α-
羟基苄基苯并噻唑, 再还原得到取代的 2-苄基苯并噻唑 (Scheme 3). 该反应需要在氮气保护下低温进行, 条件 苛刻.
生产的要求, 而且产率很好, 即使在回收的离子液体(2 次或 3 次回收)中产率降低仍不明显. 3.3 以 2-卤代苯并噻唑为原料
Janda 等[41]通过邻氨基硫酚(邻氨基酚或邻苯二胺)
2 通过硫代酰胺或硫脲环化
由硫代酰胺或硫脲以及相应衍生物经环化生成 2取代苯并噻唑也是一种较常用的合成路线. 硫代酰胺或 硫脲可以根据实际需要自行设计合成, 因而产物中苯环 和 2 位的取代基可选择范围更大、更灵活. 只是反应需 多步完成, 反应时间通常比较长. 2.1 Jacobson 合成反应
* E-mail: yulu_wang889@ Received July 7, 2005; revised October 20, 2005; accept December 5, 2005.
No. 6
李焱等:2-取代苯并噻唑的合成进展
879
1.1 邻氨基硫酚与醛的反应
Kulenovic 等[22]用邻氨基硫酚与相应的醛在吡啶中 加热合成了 2-(5-芳基-2-呋喃基)苯并噻唑(Eq. 1). 该方 法由于使用有机溶剂, 会造成环境污染.
1.3 邻氨基硫酚与羧酸衍生物的反应
Srinivasan 等[38]研究了邻苯二胺与苯甲酰氯在多种 离子液体中的反应情况, 从中选出两种离子液体—— [Hbim]+BF4- (1-butylimidazolium tetrafluoroborate) 和 [bbim]+BF4- (1,3-di-n-butylimidazolium tetrafluoroborate), 并在其中进行了邻氨基硫酚(以及邻氨基酚、邻苯 二胺)与多种酰氯的反应(Eq. 11).
对甲苯磺酰氯催化的meso-四芳基卟啉的合成

收 稿 日期 :0 10 —7 修 回 日期 :0 10 -0 2 1 -21 : 2 1 -33
基 金 资 助 :7 家重 点 基 础研 究发 展 计 划 项 目资助 ( 05 B 23 6 9 3国 2 0 C 74 0 ) 联 系 人简 介 : 玉 炉 ( 9 5) 男 , 授 , 事 有 机合 成 化 学 研 究 。 E i yl_ ag8 @ 13 Cr; 瑾 哗 ( 9 5) 女 , 授 , 究 方 向 : 控 王 13・, 教 从 mal uu w n8 9 6 。O 王 : n 16 一 , 教 研 光 药物 释 放 化 合 物 的合 成 。 E ij yw n@ s ueu c ma :ne ag j _d . n li I
rg so i t o cu e e u e o e p n i ea d e sl v lb e c tl s , v ia c fh a y c n u t n o ih o o t — a e ft sme d i l d d t s i x e sv n a i a a a l aay t a od n e o e v o s mp o fdc lr me h h n h f n y i i h a e i n c o s o i a t a d g o il. n ,n o u u x d , o d y ed n n
P— CH3 H4 O2 C6 S CI
Z A G Q a WA G Y . ‘ D A e LU F n .u WA G J .e H N i , N u1 , U N L , I e gh a , N i y ‘ n u n
( . oeeo hmi n ni n et c ne K yLb rt yo re hmcl daadR at n , 1 Cl g f e c adE v m n l i c , e aoa r f enC e i i n ec os l C l a o r aSe o G a Me i
《有机化学-结构和性质相关分析与功能》第三版_课本答案全

第一章绪 论问题一部分参考答案μ=0。
1. (1) sp 3 (2) sp (3) sp 2 (4) sp(5) sp 3 (6)sp 22. (1),(3),(6)互为同分异构体;(2),(4),(5),(7)互为同分异构体。
3. (1)醇类 (2)酚类 (3)环烷烃 (4)醛类 (5)醚类 (6)胺类4.π键的成键方式:成键两原子的p 轨道沿着与连接两个原子的轴垂直的方向“肩并肩”重叠而形成。
π键特点:①电子云平面对称;②与σ键相比,其轨道重叠程度小,对外暴露的态势大,因而π键的可极化度大,在化学反应中易受到亲电试剂的进攻而发生共价键的异裂;③由于总是与σ键一起形成双键或叁键,所以其成键方式必然限制σ键单键的相对旋转。
5. (1) (2) (5)易溶于水;(5) (4) (6)难溶于水。
6.C 6H 67.C 3H 6F 2第三章开链烃问题三参考答案3-1(1) 3,3-二甲基己烷(2) 2,2,4,9-四甲基癸烷3-4 (1) 2,4,4-三甲基-1-戊烯(2) 4,6-二甲基-3-庚烯3-5 2-己烯有顺反异构:3-8 在较高温度和极性溶剂条件下,1,3-戊二烯同溴化氢主要发生1,4加成:习题三参考答案1.(1) 2-甲基-4,5-二乙基庚烷(2) 3-甲基戊烷(3) 2,4-二甲基-3-乙基戊烷(4) (顺)-3-甲基-3-己烯or Z-3-甲基-3-己烯(6) (Z)-3,5-二甲基-3-庚烯(7) 2,3-己二烯(8) 3-甲基-2-乙基-1-丁烯(9) 2,5,6-三甲基-3-庚炔(10)1-丁炔银(11)3-甲基-1,4-戊二炔(12) 3-甲基-1-庚烯-5-炔2.3.4.(Z)-2-戊烯(E)-2-戊烯(Z)-3-甲基-3-己烯(E)-3-甲基-3-己烯(Z)-3-甲基-4-乙基-3-庚烯(E)-3-甲基-4-乙基-3-庚烯(Z)-5-甲基-3-乙基-2-己烯(E)-5-甲基-3-乙基-2-己烯(Z)3-甲基-1,3-戊二烯(E)3-甲基-1,3-戊二烯5.2,3,3-三甲基戊烷2,3-二甲基-3-乙基戊烷2,3-二甲基-1-戊烯6-甲基-5-乙基-2-庚炔二乙基-1-己烯-4-炔6. (1)和(3) (2)和(4) (5)和(6)7.8.1-庚烯2-庚烯3-庚烯2-甲基-1-己烯3-甲基-1-己烯4-甲基-1-己烯5-甲基-1-己烯2-甲基-2-己烯3-甲基3-甲基-3-己烯2,3-二甲基-1-戊烯2,4-二甲基-1-戊烯3,5-二甲基-1-戊烯3,3-二甲基-1-戊烯2-乙基-1-戊烯3-乙基-1-戊烯2,3-二甲基-2-戊烯2,4-二甲基-2-戊烯3,4-二甲基-2-戊烯3-乙基-2-戊烯3-甲基-2-乙基-1-丁烯9.(1) 官能团位置异构(2) 顺反异构(3) 碳胳异构(4) 官能团异构(5) 碳胳异构(6) 碳胳异构10.该化合物的分子式为C14H3011.12.13. (CH 3)22CH 3 > CH 3CH 3 >C(CH 3)4 > CH 4烷烃的卤代反应机理为自由基取代反应。
有机合成 PPT课件

• 共51步
自问世以来,有机合成为人类的发展、文明的 进步起到了巨大的推动作用。
1.2 有机合成的发展简介
• 阶段1 产生
• 1828年 Wohler 合成尿素
HOCN + NH3 H2O
OO
• 香豆素的合成开创了香料工业
• 阶段2 初期阶段的复杂天然产物的全合成 E. Fischer完成的(+)-葡萄糖的合成
• 官能团的复杂性, 立体化学控制 • 代表19世纪末有机合成的最高水平 • 获得1902年诺贝尔化学奖
(+)-葡萄糖
• 托品酮的合成
1) 1903年,德国化学家 Willstatter 合成了托品酮
如果说Woodward 一生奋斗的成就是将有机合 成作为一种艺术展现在世人面前,那么Corey 则是 将有机合成从艺术转变成为科学的一个关键人物。 他的逆合成分析是现代有机合成化学的重要基石, 推动了20世纪70年代以最难的合成 海葵毒素的合成
分子式:C129H223N3O54,分子量2680,64 个手性中心 •哈佛大学Kishi 小组于1989年合成成功 •“有机合成的珠穆朗玛峰” --------20世纪有机合成工作的标志
He was awarded the Nobel Prize in Chemistry in 1990 ‘for development of the theory and methodology of organic synthesis’.
Selected Synthesis by the Corey Group
2 C10H13N + 3 "O" K2CrO4
有机合成的部位控制

有机合成中的部位控制一、控制选择的重要性众所周知有机合成在化学、生物、药物等学科乃至国民经济中都起着十分重要的作用。
一个有机分子的特殊功能和生理活性往往与本身特定结构和专一的立体化学有关。
任何的结构差异、构型的差异都会引起理化性质的变化有时甚至会起相反的作用[1]。
例如:羟基醛具有顺反异构,順式(1)具有强烈的愉快的气味,可作为一种香料使用,而反式(2)毫无气味。
又例震惊动世界的十九世纪海豹婴儿事件其悲剧的根源在于厂家没有把“反应停”药中的两个旋光异构体分开而是作为外消旋体来出售,而其中一个旋光异构体具有致畸作用导致了可怕的事件。
上述两例都充分说明了有机合成中各种选择控制是十分重要的,我们只有掌握各种选择控制的策略和方法才能使化学反应在我们所需的部位上发生,以保证目标分子的顺利合成。
二、控制选择的方法和策略有机合成中涉及到的各种选择控制可分为化学控制、区域控制及立体化学控制。
要想有效地实现这些控制,首先依赖于对有机反应理论、各类反应类型及机理的透彻理解和掌握;依赖于对分子结构的电性分析,亲电性、亲核性、亲电试剂、亲核试剂之间的辩证关系;充分利用电性效应和空间效应去预测反应发生的活性大小以及反应的可能位置尽可能多地掌握有机反应中的立体化学问题。
1、利用基团的反应活性的差异选择控制通常在使用逆合成法或合成子法设计有机化合物的合成路线时,常常因反应体系中各共存官能团或受官能影响的反应部位之间的相互影响,得不到预期的合成产物,这种现象我们称之为干扰。
而在复杂的有机物合成过程中,这样的干扰因素是经常存在的,只有借助有效的反应部位控制方法,排除干扰,才能实现复杂有机化合物的合成。
有机合成中的干扰因素,有的来自于同种分子的不同部位,有的则来自于合成体系中共存的其它化合物分子( 诸如反应物,产物、溶剂、催化剂等)。
根据希望反应部位和干扰部位的活性差异,可将干扰分成如下三种类型。
第一类、两者活性一致。
例如,我们希望的是A和B反应生成C,但由于C分子中受羧基影响的α位活性和A 近,也可以进一步和B发生反应生成D和E,在此C对A行成干扰。
2-取代苯并咪唑合成方法改进

效改进 .
实 验表 明 : 入 碘 可 以有 效 促 进 邻 苯 二胺 与 醛 加
参考 文献 :
[ ] 李焱 , 1 马会 强, 王玉炉. 并咪 唑及 其衍 生物合 成与应 苯 用研 究进展 [ ] 有机化学 ,0 82 ( )2 0 J. 2 0 ,8 2 :1 .
[ ] B ua hN, e i A, lo aoJe 1Ef i t i o 2 of a G ls Ma n d ,ta fce c — t l d . i nm r
缩合产物的环化和脱氢 , 有利于 目标产物 的生成.
然而 , 的加入 量太 多 时 会 因产 生较 多 的 副 产 物而 碘 令 产 率降 低. 0 5 m l 故 .0m o 的碘 ( 邻苯 二胺 和醛 均为
10 mo) .0m 1 为最 佳用量 .
2 2 反应 底 物对反 应 的影响 .
m l o d in , w rrat nt ea dgo il 7 7 % ) i cn io sl e ci m n ody d(3~ 8 d t o e o i e .
Ke r s: e zmi a o e; 2- h n l n d a n ad h de;y t e i ;o n y wo d b n i d z l 1, p e ye e imie; l e y s n h ss idie
w v s i e y t e i f n w s l n le zmia oe , a e a ss d s n h ss o e u f yb n i d z l4 t o 7 d o e : h t r c ci q i o e t p tn il n i mo - in s e eo y l c un n s wi h oe t a t u r a t
生物化学王镜岩第三版生化第二章糖课件

差向异构体
糖的旋光性(Optical Rotation)
葡萄糖及绝大多数糖都有使平面 偏振光发生偏转的能力,即糖的 旋光性,是因为糖都具有手性碳。 糖的旋光性和旋光度由糖分子中 的所有手性碳上的羟基方向所决 定.糖的旋光性以右旋(以+表 示)或左旋(以-表示)。
•结论:葡萄糖的六个碳是连成直链结构的 分子。
同分异构现象
碳链异构(如:丁烷/异丁烷)
构造异构
官能团异构(如:醚/醇)
constitutional
位置异构(如:辛醇/仲辛醇)
同分异构
顺反,Z、E异构
isomerism
构型异构 configurational 对映非对映异构
立体异构
Stereo- 构象异构
•异[杂]多糖[heteroglycans, heteropolysaccharides]
水解产物不止一种单糖或单糖衍生物[透明 质酸、肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等]。
糖的分类 IV
糖的衍生物 指糖的氧化产物、还原产物、氨基 取代物及糖苷化合物等,如,氨基葡萄糖、N-乙 酰氨基葡萄糖、糖的硫酸酯等; 多糖复合物[polysaccharides complex]糖与脂、 蛋白等共价相连组成:
单糖分子中的-OH,特别是异 头碳上的半缩醛羟基能与磷酸、 硫酸、乙酸酐等脱水生成酯。
• 碳水化合物的磷酸脂在生命活动中有特殊的重要性。 • 它们是许多代谢过程的中间体,在肝糖的生物合成和 降解过程中
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HCHO/HCl ZnCl2
CH2Cl
2.1 官能团化
2.1.4 芳烃的官能团化
1.芳环上的亲电取代反应
CH3
+CO + HCl
H3C
CH3
AlCl3
CH3 CHO
H3C 80% CH3
HO
OH
HCl
+ CH3CN ZnCl2 HO
OH NH2ClC
H2O
HO
CH3
OH O
C CH3
70%
主讲人:刘环宇
N Br H
Br2 RX
N
(RCOX)
MgX
N R(COR) H
RMgX N H
Na
① (CH3)2NCOCH3, POCl3 ② H2O
N
COCH3
H
HCHO, (CH3)2NHHCl
N
CH2N(CH3)2
H
C5H5N SO3
CH3COONO2
N SO3Ar
N
N
SO3H N
NO2
Na
H
H
N
COCH3
OH
CN
O R"
NH2
C C R" R"
CH(CO2Et)2 SH
R"SNa RCH2CHR'
S R"
主讲人:刘环宇
2. 2 官能团的转换
2.2.3 含卤化合物的转换
ArCN
NaCN
ArSO3Na
Na2SO3
ArSH
Na2S
ArX (Cl, Br)
NH4OH或NH3加压/CuCl/200o C
RNH2(催化,高温) (Ar)
2.1 官能团化
2.1.2 烯烃的官能团化
烯烃与卡宾的加成反应是合成环丙烷衍生物的重要方法
CH2N2 hv
CH2 + N2
CH3 CH CH2 + CH2
CH3 CH CH2 C H2
主讲人:刘环宇
2.1 官能团化
2.1.2 烯烃的官能团化
亲电加成的立体化学告诉我们:除硼氢化-氧化为顺式加成外,其余均为反式加成
NH
3
RCOOR'
Na/C2H5OH 或 LiAlH4
RCH2OH + R'OH R'
1 2R"MgX R C R"
2 H2O
R"OH/H+ 或 RONa
OH RCOOR" + R'OH
R"CH2COR'" RCOCHCOR'" EtONa
R"
R"CH2COOR ' RCOCHCOOR '
EtONa R"
CH2CH3 SeO2
CH2CH3 OH
CH3 CH3CH2C CHCH3
SeO2
CH3 CH3CHC CHCH3
HO
H3C C CHCH3 CH3
SeO2
H3C C CHCH3 CH2OH
二氧化硒氧化烯丙位氢时,通常发生在取代基较多的双键碳原子的-位,其顺序为:
主讲人:刘环宇
CH
|
CH2
CH3
Ar SO3H
ArN2+ClOH-
SO3, H2SO4
NaOH OH
气相接触 X
催化水解
主讲人:刘环宇
RCl
RCOCl
AlCl3 Friedel-Carefts
AlCl3 Friedel-Carefts
COR
HNO3, H2SO4 NO2
[H] Zn-Hg/HCl
CH2R
X2 FeX3 (X=Cl, Br)
CH3 C Cl + CH3
CH2 Cl H3C C H
CH3
CH3 H3C C CH3
CH3
Cl2 紫外光
CH3 H3C C CH2 Cl
CH3
主讲人:刘环宇
2.1 官能团化
2.1.2 烯烃的官能团化
烯烃与烷烃不同,进行官能团化集中表现在碳碳双键及双键的邻位——烯丙位两个位置上。
CH3CH2CH3
沸水煮 H3PO2
ArOH ArH
Cu2X2 HX
ArX(X=Cl, Br)
Ar (R) NNH2
R'
主讲人:刘环宇
2. 2 官能团的转换
2.2.3 含卤化合物的转换
R H2C CH R' MgX
Mg 乙醚
R H2C CH R' Li
Li
N2
R H2C CH
2Na
R' 2
R H2C CH R' X
(R)
R'X
ArNHR' HONO (R)
Ar (R) NNO [H]
R'
PhH PhAr
OH-
PhOH, OH-
NaNO2
Ar N N
OH
H2SO4
ArCN
ArI ArF
热解
ArNO2
NaNO2 ArN2BF4
KCN Cu2(CN)2
KI
NaBF4
ArN2+HSO4-
Na2S2 Ar S S Ar
ArCOR
ArH AlX3
RCHO
H2 Pd-BaSO4
RCH2OH
1 LiAlH4 2 H3+O
RCOR' R'
R'MgX 醚,低温
2 R'MgX
R C R' 醚,室温
OH
(RCO)2O
ArH AlX3
RCOAr
H 2O RCOAOCN2aO
NH 3,
-
O/OH
2
RCOX NH3
R'OH
RCONH2
ArOH
(RO)2SO2 或RX, OH -
ArOR
CH2N2
ArOCH3
主讲人:刘环宇
2. 2 官能团的转换
2.2.2 氨基的转换
ArNHCOR' (R)
ArNR2' R'X ArNR'3 X
(R)
(R)
or (R'CO)2O R'COCl
ArNHSO2Ar ArSO2Cl ArNH2 R'X
(R)
主讲人:刘环宇
2.1 官能团化
2.1.1 烷烃的官能团化
烷烃对亲电试剂和亲核试剂都不活泼,可是在自由基反应中,特别是在卤化反 应里,烷烃却很活泼,因为难以控制这些反应,所以他们的合成应用受到限制。
H3C
CH3 CH CH3
Br2
300 o C
H3C
CH3 C Br CH3
Cl2
300 o C
H3C
2.1 官能团化
2.1.2 烯烃的官能团化
N-溴代丁二酰亚胺(NBS)在光催化反应条件下,可使多种甾烯的亚甲基发生氧化,具 有良好的区域选择性
OOCCH3
主讲人:刘环宇
hv/NBS/CaCO3 THF/H2O
OOCCH3
O
81%
2.1 官能团化
2.1.2 烯烃的官能团化
用NBS进行溴化,因为反应涉及烯丙基自由基中间体,所以得到溴代烃的混合物
H3C
C H
CH2 +
V-W+
CH3CHVCH2W
H
H3C C CH2 OH Br
HOBr
ICl
H3C
C H
CH2
H
H3C C CH2 Cl I
H H3C C CH2
H Br
HBr
过氧化物
H3C
C H
CH2
HBr
无过氧化物
硼氢化—氧化
H H3C C CH2
Br H
H2 H3C C CH2
OH
主讲人:刘环宇
OH 发烟H2SO4 O2N
HNO3
OH NO2
NO2
CH3
NO2 Cl2/FeCl3 Cl
50~60 oC
CH3 NO2
NH2
+
NaOCl + HCl
H2O 25~30 oC
NO2
NH2 Cl + NaCl+H2O
NO2
主讲人:刘环宇
2.1 官能团化
2.1.5 取代苯衍生物的官能团化
NO2 + (PhCO2)2
NBS
RCH2CH CH2 (PhCO2)2 R CH CH CH2
.
R CH CH CH2
NBS
Br
Br
R CH CH CH2+ R CH CH CH2
主讲人:刘环宇
2.1 官能团化
2.1.3 炔烃的官能团化
主讲人:刘环宇
2.1 官能团化
2.1.4 芳烃的官能团化
1.芳环上的亲电取代反应
R
D2SO4 D
ArNH2
Na2Cr2O7 H2SO4 0 oC
ArNHOH
Zn NaOH水溶液
Zn, NaOH/CH3OH
Ar N N Ar
ArNHNHAr
Zn, NaOH水溶液
主讲人:刘环宇
2. 2 官能团的转换
2.2.5 氰基的转换
RCH2NH2
H2/Ni 或LiAlH4
① R'MgX/ 醚 RCOR' ② H3+O
RONa (Ar)
ArNH2
ArNHR(Ar)
ArOR(Ar)