《精细有机合成基础》PPT课件

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精细有机合成ppt课件

名称由来：最初是从动植物等有机体中提炼出来的，
早期无法人工合成，但目前已经能够人工合成复杂的有机化合物—有机合成化学。
物理有机化学
有机合成化学天然产物化学
天然产物合成
有机化学发展领域
金属有机化学不对称催化绿色化学有机材料化学药物化学与药物设计农药化学
化学生物学
天然产物化学
chemistry of natural products
的天然有机物分子挑战的人
1965年, 伍德沃德(Robert Burns Woodward，1917—1979, 1965年诺贝尔得主) 美国人，人工合成固醇、叶绿素、维生素B12和其他只存在于生物体中的物质。（1）喹啉（2）利血平（1956年）（7）叶绿素（1960年）（8）维生素B12(1973年，15 年, 一百多人参加）（3）胆甾醇（1951年） (9) 红霉素(262144个异构
结晶牛胰岛素的人工合成
中国科学院上海生物化学所、上海有机化学所、北京大学等单位的学者在王应睐、邹承鲁、钮经义、汪猷、邢其毅等学科带头人的领导组织下，历经8年的艰苦努力，终于攻克了胰岛素A及B链的拆合关、A链和B链的合成关等一道道难关，最终完成了牛胰岛素的全合成。
R. B. Woodward--- 一位不断向最复杂
有机合成化学，是化学最中心的研究与生产任务之一，是新中间体、新药、新材料、新催化剂等最主要的来源，是化学学科中最活跃、最具创造性的领域，也是整个科学界最活跃的方向。现在，全世界化学工作者每年合成近百万种新化合物。迄今人类已知的近2500万种物质中，绝大多数为有机化合物（约90%以上），90%以上由人工合成。所以，有机合成理所当然地成为合成化学最主要的内容。

精细有机合成的一般原理

环丁二烯
p electrons: 4
三元环
环丙烯体系
.
.-.
+
p electrons: 3
p electrons: 4
antiaromatic
p electrons: 2
aromatic
七元环环庚三烯离子 Cycloheptatrienyl Ions
p electrons: 8
环庚三烯负离子 antiaromatic
HO OH
* COOH NHAc
OCH3 R
P Ph
L-多巴
均相手性催化剂用于手性丁内酯旳合成
H3C O H3C
OO
H2 BPPM-Rh* 87% e.e.
H3C H3C
* OH
OO
Ph2P
BPPM :
N CH3 COOBu-t
α-酮酸
手性硼氢化试剂ⅠpcBHR*用于（1s,2s）-反-2-甲基环戊醇旳合成
科学与艺术融合期
20世纪后半叶至今
合成反应和措施学研究天然产物全合成功能分子旳合成研究
E. J. Corey提出逆合成份析
E. J. Corey提出了一套进行有机合成设计旳原则和措施，即拟定怎样将要合成旳目旳分子按可再结合旳原则在分子旳合适部位进行切割，而成为较小旳起始原料分子，然后再将这些原料分子按一定顺序和反应结合起来（涉及分子旳立体构造），从而得到目旳化合物。
O. Hassel确立了环己烷体系旳椅式构象、直立和平伏键以及构象转换
1950年有机化学家D. H. R. Barton建立了构象分析理论体系
环辛四烯 Cyclooctatetraene
4n systems, 8 pi electrons Nonplanar “tub” conformation Huckel’s rule does not apply

精细有机合成化学PPT课件

置换磺化
Na2SO3 回流
H2NCH2CH2SO3H
Na2SO4
+ + H2NCH2CH2OH
催化剂，高温CH2 脱水环合
N
H
CH2 NH4HSO3 开环加成磺化
H2NCH2CH2SO3H
NH3
第8页/共52页
硝化和亚硝化内容：硝化反应历程、混酸硝化、硫酸介质中的硝化、有机溶剂-混酸硝化、在乙酐或乙酸中的硝化、稀硝酸硝化、置换硝化法、亚硝化。 C-硝化---硝基化合物； N-硝化 ---硝胺；O-硝化---硝酸酯
96.5% H2SO4 160 162 OC
SO3H 硝化
HO3S HO3S
NO2 还原
NO2 还原
HO3S HO3S
NH2 NH2
T-3 牛磺酸的制备（三种方法—乙醇胺雾化发、酯化法）
+ + H2NCH2CH2OH
硫酸酯化 H2SO4 减压脱水 H2NCH2CH2OSO3H
H2O
+ + H2NCH2CH2OSO3H
第2页/共52页
T-3 工业上生产三氯乙醛是用氯与乙醇作用：
CH3CH2OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
T-4 H2C=CHCH3 + HCl + 0.5O2 → H2C=CCH2Cl + H2O
羰基合成
T-5 HCHO + CO + H2O
HOCH2COOH
第3页/共52页
磺化和硫酸化
CH3
200 OC H2SO4 SO3H
CH3 SO3H
磺化
ArH + H2SO4 水解 ArSO3H + H2O

精细有机合成单元反应基础PPT课件

精细有机合成化学
➢有机合成反应理论 ➢磺化、硫酸化反应 ➢硝化反应 ➢烷基化反应 ➢羟基化反应
➢还原反应ห้องสมุดไป่ตู้➢卤化反应 ➢酰化反应 ➢氧化反应 ➢酯化反应
1
绪论
一、精细化学品的释义欧美产量小、纯度高的化工产品。
日本
具有高附加价值、技术密集型、设备投资少、多品种、小批量生产的化学品。
三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。
注意：原料与产品的划分不是绝对的。有的化学品从上游看是产品从下游看则是原料。划分的界限也有所不同。
10
第1章绪论／1、精细化工及相关行业的概念
产品生产过程的顺序：
精细化工产品
起始原料
基础有机原料
基本有机化学品
三大合成材料
起始原料：石油、天然气、煤、农林产品（副产品）。
中国原则上采用日本对精细化学品的释义。
2
美国克林教授的释义
无差别化学品：差别化学品：
具有固定熔点或沸点，能以分子式或结构式表示其结构的
不具备上述条件的
通用化学品大量生产的无差别化学品（无机酸、碱、甲醇等）
准通用化学品较大量生产的差别化学品（塑料、合成纤维等）
精细化学品专用化学品
第一门类又可分为许多小类。中国的分类暂行规定中，不
包括国家医药管理局管理的药品。
5
三、精细化工的特点
1）除化学合成反应、前后处理外，还常涉及剂型制备和商品化（标准化）才得到最终商品 2）生产规模小，生产流程大多为间歇操作的液相反应，常采用多品种综合生产流程或单元反应流程 3）固定投资少、资金产出率高 4）产品质量要求高，知识密集度高；产品更新换代快、寿命短；研究、开发难度大，费用高

精细有机合成基础1精品PPT课件

1.1 精细化学品的定义与分类
据日本《精细化学品年鉴》，1985年将精细化学品分为35类，1990年扩大为36类。
医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、粘合剂、香料、化妆品、表面活性剂、肥皂、洗涤剂、印刷油墨、有机橡胶助剂、照相感光材料、催化剂、试剂、高分子絮凝剂、石油添加剂、食品添加剂、兽药、饲料添加剂、纸及纸浆用化学品、塑料添加剂、金属表面处理剂、芳香消臭剂、汽车用化学品、杀菌防霉剂、脂肪酸、稀土化学品、精密陶瓷、功能性高分子、生化制品、酶、增塑剂、稳定剂、混凝土外加剂、健康食品、有机电子材料等。
⑤产品质量要求高； ⑥商品性强，多数以商品名销售； ⑦技术密集高，要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究，重视技术服务； ⑧设备投资较小； ⑨附加价值率高等。
1.1 精细化学品的定义与分类
1.1.2 精细化学品的定义及分类:
无差别产品(通用化学品)：通用化工产品硫酸、烧碱、乙烯、苯等
精细有机合成基础
2010.09—2010.11
为什么开设本课程
化学工程与工艺关注的是化学工业生产中所进行的化学过程和物理过程的共同规律，它更强调过程和设备。
精细有机合成关注的是化学产品的生产原理、技术、性能及其应用方法，强调化学反应与产品性能。 ——扩展综合知识
传统的化学工程技术在发展过程中受到了制约。化学工程领域（石油化工、乙烯、丙烯、化
[2]《精细化工导论》（第二版），钱旭红，徐玉芳等编，化学工业出版社，北京，2000年
[3]《精细有机合成化学及工艺学》，唐培堃主编，天津大学出版社，天津，1993年
第一章精细化工概论
1.1 精细化学品的定义与分类 1.2 精细化学品的特点 1.3 精细有机合成的原料资源 1.4 精细化工在国民经济中的作用

精细有机合成-南京工业大学化学工程与工艺_图文

例2 设计2，5－二甲基－2，5－环氯－3－已酮的
合成路线
八、1，4－和1，6－二羰基化合物的拆开
1. 1，4－二羰基化合物的拆开 (1) 通式
(2) 1．4－二酮的合成
设计3－甲基－2－乙酰基－4－氧代戊酸乙酯的合成
设计2－(α－环已酮基)乙酸乙酯的合成路线
例1 设计∆1，2－六氢化茚－2－酮的合成路线
1. 1，5—二羰基化合物的合成－Michael加成
若给予体中X成Y为－COOR，－COR，－ CHO或—CONH2，受体为α,β-不饱和羰基化合物，则Michae1反应产物为1，5－二羰基化合物。
Michael反应的选择性
2－辛酮与丙烯酸乙酯的反应
2. 1，5－二碳基化合物的拆开法
例1 设计5，5－二甲基－1，3－环已二酮的合成路线
③α－次甲基：很难被各种酯所酰化。Βιβλιοθήκη 分子酯和一分子酮反应——适用于各种酮
两分子酯和一分子酮反应——适用于丙酮和环戊酮
在甲基和羰基之间被一个或多个共扼的双键隔开时，甲基的活性不变－“插烯规律”。例如：
多种环酮的亚甲基，也可以草酰化
甲酸酯与酮的酰化反应—脂肪酮优先发生在亚甲基上
例1 设计天然产物白屈莱酸的合成路线
例2 设计合成路线
例3 设计9－甲基－3，5，6，7，8，9－六氢化－3－萘酮的合成路线
例4 设计合成路线
Mannich反应及其应用
设计合成路线
先制成Mannich碱的碘化季胺盐
七、α－羟基羰基化合物的拆开
1. α－羰基酸的合成与拆开 (1) α－羰基酸的合成
(2) α－羰基酸的拆开
• 含有杂原子的二元羧酸酯(含α-活泼氢)也可进行Dieckmann酯缩合反应

精细有机合成02精细有机合成的理论与技术基础课件

在酸性较强的位置上发生。
SE2和SEi
Y C
Y C
X
X
SE2(前面进攻) 构型保持
X CY
X CY
SE2(后面进攻) 构型转化
精细有机合成02精细有机合成的理论与技术基础课件
SE1
R X慢
R-
+
+X
R- +Y+ 快 RY
取代反应的的动力学是一级的，包括两步：慢的离解和快的结合
精细有机合成02精细有机合成的理论与技术基础课件
由于该亲核取代反应中控制反应速度的一步是单分子，因此这种反应称为单分子亲核取代反应。 SN1反应能量变化图 :
精细有机合成02精细有机合成的理论与技术基础课件
➢双分子亲核取代反应(SN2)
溴甲烷在碱性水溶液中的水解反应:
C H 3 B r+ O H - C H 3 O H + B r -
溴甲烷在碱性水溶液中的水解反应速度取决于两个反应物的浓度，该反应的反应历程可认为卤代烷和羟基离子都参与了限速步骤。
第二章精细有机合成的理论与技术基础
精细有机合成02精细有机合成的理论与技术基础课件
复习: p轨道、C－H σ键、C－C π键、元素周期表和电负性概念
原子的电负性：指原子吸收电子的能力。鲍林指定氟原子的电负性为 4.0，其它原子与其比较计算得电负性值，是相对值，无单位。
精细有机合成02精细有机合成的理论与技术基础课件
动态诱导效应当进攻试剂接近底物时，因外界电场的影响也会
使共价键上电子云发生改变，键的极性发生变化，这种变化用Id表示。
Id:
-I>-Br>-Cl>-F -CR3>-NR2>-OR>-F

精细有机合成化学及工艺学PPT课件

-
3
5.促进技术进步。 6.高经济效益
1.4 本书的讨论范围
有机化工产品：基本有机原料，有机中间体和有机产品。基本有机原料：指从石油，天然气或煤等天然资源经过一次或次数较少的化学加工而制得的结构比较简单的有机物，如乙烯，苯，甲苯等。中间体：指将基本原料经进一步加工而制得的结构比较复杂但还不具有特定用途的有机物，如甲醇，乙酸，环氧乙烷等。有机化工产品：指将有机中间体加工制得有特定用途的有机物，如医药，塑料，合成橡胶等。
85%
5%
10%
15%
硝化
环上的氯化
低温磺化
当萘环上已有了一个第一类取代基时，新取代基进入它的同环，如已有取代基在α位，则新取代基进入它的邻位或对位，并且常常以其
中一个位置为主。
ONa
OH
+ CO2
羧化
CO O Na
-
17
NH2
NH2
+
N NCl
NN
当已有取代基是第二类定位基，新取代基通常进入没有取代基的另一环上，并且主要是α位取代。
如 -O -NR2 -OH -F -C l 等，其未共用电
子对和苯环形成正的共轭效应（+T或+C），它们是邻，
对定位，同时它们也具有诱导效应，如氨基和羟基，
其（+T）大于（-I），所以它们使苯环活化。对于卤素，
其正的共轭效应小于负的诱导效应，所以使苯环稍稍
钝化。
-
11
（3）取代基具有负的诱导效应，且同苯环相连的原子没有共用电子对，如
-
9
第二定位基：
- N （ C H 3 ） 3- C F 3 - N O 2 - C N - S O 3 H- C O O H- C H O- C O O C H 3 - C O C H 3 - C O N H 2- N H 3 - C C l3 等

精细有机合成的理论与技术基础—新型精细有机合成技术(有机合成课件)

新型精细有机合成技术
微波照射有机合成技术
目
微波定义
录
1
Contents
研究背景及应用
2
精精细细有有机机合合成技成术技术
新型精细有机合成技术
微波照射有机合成技术
• 微波定义：微波（MW）是频率大约在300MHz~300GHz，即波长在100cm至1mm范围内
的电磁波。它位于电磁波谱的
红外辐射（光波）和无线电波之间。
精精细细有有机机合合成技成术技术 2．电解反应的全过程
新型精细有机合成技术
电解反应是由电化学过程、物理过程和化学过程等许多步骤组成的。例如，图2-13是丙烯腈电解加氢二聚制己二腈的全过程。（1）底物S（CH2= CHCN）在电解液中通过扩散和泳动到达阴极表面；（2）在阴极表面发生吸附形成S吸；
精精细细有有机机合合成技成术技术
新型精细有机合成技术
相转移催化的应用
Contents
目
录
1
2
3
卤代烷的制备腈的制备酯的制备
精精细细有有机机合合成技成术技术
新型精细有机合成技术
相转移催化的应用
• 相转移催化剂的应用范围很广。从理论上讲，凡是能与相转移催化剂形成可溶于有机相的离子对的各类化合物，均可用相转移催化方法进行反应。相转移催化目前已成功地应用于催化卤化、烷化、酰化、羧基化、酯化、醚化、氰基化、缩合、加成、氧化、还原等多种反应。
精精细细有有机机合合成技成术技术
（4）吸附法
新型精细有机合成技术
吸附法，即将酶吸附在某一适当的固体吸附剂（载
体）上。此法的优点是制备简单，缺点是吸附量小，载
体中酶的浓度低，酶与载体的结合强度低，容易脱落。

精细有机合成化学与工艺学1-3章

未来30年，我国至少可发展20亿吨生物能源，加上核能、水能、风能、太阳能、地热能开发以及传统的化石能源和发展各种节能技术
第二章精细有机合成基础
1.芳香族亲电取代的定位规律 2.化学反应的计量学 3.化学反应器 4.精细有机合成中的溶剂效应 5.气—固相接触催化 6.相转移催化 7.均相配位催化 8.电解有机合成

（3）取代苯基具有吸电诱导效应
取代基有吸电诱导效应-I，而且
和苯环相连的原子没有未共有电子对例：—+NR3、—NO2、—CF3、— CN、—SO3H、—CHO、—COR等它们使苯环钝化，而且是间位定位基
2）已有取代基的定位效应

主要是：空间位阻作用只有在已有取代基的电子效应相差不大时才能成立，如果已有取代基的电子效应相差大时，则电子效应的差别起主要作用。例如：卤原子所占空间增大时，邻/对比不是减少，而是增大。 4种卤原子的电负性是F » Cl > Br > I 4种卤原子的吸电子效应是-IF>-ICl>-IBr>-II 吸电诱导效应-I对距离较近的邻位的影响比距离较远的对位的影响大一些，因为-I钝化苯环，使一些取代基定位到间位上由以上原因得出：邻位异构产物的比例为氟苯<氯苯<溴苯 <碘苯

6）反应的可逆性

1 对于不可逆的亲电取代反应，电子效应对定位起主导作用，即各异构产物的生成比例主要取决于各异构物的δ 配合物中间体的相对稳定性。 2 对于可逆反应（亲电取代反应），则是空间效应对定位效应起主要作用，即各异构产物的生成比例主要取决于各异构产物之间的空间位阻和平衡关系。

精细有机合成化学与工艺学第2章精细有机合成基础PPT课件

Z H E
Z
Z
HE
HE
21.07.2020
18
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。
Cl
+0.0041 +4.46 +0.0202
NH2
-0.003 0 -0.02
A +
E 40%
A E 20%
①决定反应的难易——以苯的相对反应速率为标准，分为活化基和钝化基
②决定反应的位置——以邻对位产率60%为标准，分为邻对位基和间位基
21.07.2020
8
表2-1 邻、对位定位基和间位定位基
定位效应
邻、对位定位
强度最强 -O-
取代基
强 NR2、NHR、NH2、OH、OR 中 OCOR、NHCOR
21.07.2020
17
有-I，+T，且|-I|<|+T|：
如-OH、-OCH3、-NH2、-
Z H
N(CH3)2、-NHCOCH3等
E
（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 Z 效应，使苯环活化；
（2）使邻、对位取代产物更稳定；H E
（3）邻、对位定位基。
Z H E
Z
HE
Z H E
位
COOH，
吸电子共轭效应
钝
定
SO3H、CN、NO2、CF3**、CCl3** **只有吸电子诱导效应化
位最强 NH3+、NR3+
21.07.2020

第2章精细有机合成基础2ppt课件

缩写
相对速率
四甲基溴化铵四丙基溴化铵四丁基溴化铵四丁基碘化铵三辛基甲基氯化铵苄基三甲基溴化铵
TMAB TPAB TBAB TBAI TOMAC（Aliquat 336） BTEAB
< 2.2 10-4 7.6 10-4 0.70 1.0 （基准） 4.2 < 2.2 10-4
N-丁基吡啶溴化物 N-庚基吡啶溴化物己基三乙基溴化铵辛基三乙基溴化铵癸基三乙基溴化铵十二烷基三乙基溴化铵十六烷基三乙基溴化铵十六烷基三甲基溴化铵四苯基溴化鏻四苯基氯化鏻四丁基氯化鏻十六烷基三乙基溴化鏻四苯基氯化鉮 2019/12/29 双-环己基-18-冠-6
择优使EPA或正离子溶剂化。如：醇、醚、羰基
化合物中的氧, 氨类和N-杂环化合物中的氮原子.
如在强极性非质子溶剂DMF, DMSO, NMP,
HMPA中, 亲核性: F– > Cl – > Br– > I –
2019/12/29
6
四、有机反应中溶剂的使用和选择 P29
① 稳定，不与反应物、产物发生化学反应， ② 不降低催化剂活性。 ② 对反应物的溶解性或分散性好。 ③ 易回收，损失少，不影响产品质量。 ④ 应尽可能不需要太高的技术安全措施。 ⑤ 毒性小、含溶剂的废水易治理。 ⑥ 价格便宜、供应方便。
OH
O
OH
H3PMo12O40
O +
2019/12/29
26
2.10 分子筛催化
分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨架结构，在结构中有很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴。此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水。由于水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，这些微小的孔穴直径大小均匀，能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。目前分子筛在冶金，化工，电子，石油化工，天然气等工业中广泛使用。

《精细有机合成材料》PPT课件教案

具有共轭体系的高聚物，如118-124中，添加少量掺杂剂后，导电率猛增。常用的掺杂剂有I2,Br2,AsF5等电子受体或碱金属电子供体：
C H C H ,
,
,
,
S,
O ,
C H C H
1 1 8
1 1 9 1 2 0
1 2 1
1 2 2
1 2 3
1 2 4
如顺式，反式聚乙炔的电导率分别为10-7，10 -3西/米，掺杂了 AsF5后升至5.6X104西/米，掺杂效果AsF5 ＞ I2 ＞ Br2 ，当掺杂剂与–CH=链节的摩尔比达到2%后，电导率不再增加。如图7-1
O
O H O
P h C OP h C
,
8 3
P h
8 4
O C H 3,
P h C N O C O O C 2 H 5 ,
8 5
N
O H
N N
8 6
C H 3
其中以（86）的性能最佳，但低分子紫外光吸收剂在加工或使用中易挥发、渗出、被过滤或被溶剂萃取，故希望研制出高分子
紫外光吸收剂，以克服上述弱点。若在低分子紫外光吸收剂中引入可供聚合的烯基，丙烯酰基，丙烯酰胺基，乙烯氧基，烯丙氧基等功能基，则可制成可聚合的紫外光吸收剂。
一个稳定的中间体—氮—氧-五甲基哌啶醇，进而转化为(N O) 游离基；而TMP可直接被氧化成(N O )自由般概念：聚合物是良好的绝缘体，但后来发现聚乙炔（103）有明显的导电性—观念改变。同样聚氮硫（SN）102在室温下显示出与水银相当的电导率，0.26K低温下，电阻为0，是一种超导电性聚合物。即具有共轭π电子的线性或平面高分子电荷转移络合物 (CTC)有一定的导电性。
《精细有机合成材料》 PPT课件

精细有机化学9课件

在农药合成中，精细有机化学的应用主要体现在高效、低毒、低残留的农药合成方面，这些农药对于提高农作物的产量和品质具有重要的作用。
例如，在除草剂的合成中，精细有机化学的应用能够实现高效、低毒、低残留的合成出具有除草活性的化合物，为除草剂的研发提供了重要的技术支持。
高分子材料合成中的精细有机化学
高分子材料在现代工业和科技领域中具有广泛的应用，而高分子材料的合成涉
发展
进入20世纪后，随着合成技术和分析手段的不断进步，精细有机化学得到了迅速发展，尤其是在医药和农药领域取得了显著成果。
未来
随着科技的不断进步和人类对物质需求的不断提高，精细有机化学将继续朝着高效、环保、可持续的方向发展，为人类创造更加
美好的未来。
精细有机化学基础知
02
识
有机化学基本概念
新试剂
开发新的有机合成试剂，提高反应活性和选择性，降低副反应和废物产生。
组合化学
利用组合化学的方法，快速筛选和优化有机合成反应和试剂，发现新的有机合成方法。
THANKS.
精细有机化学的未来
05
发展
绿色有机合成的发展趋势
绿色有机合成
致力于开发高效、环保的合成方法，减少对环境的负面影响。
可持续性发展
强调资源的可持续利用，减少废物产生，降低能耗。
生物催化
利用生物催化剂进行有机合成，具有选择性高、条件温和、环保等优点。
有机合成中的计算机辅助设计
计算机辅助药物设计
香料合成中的精细有机化学
香料是日化、食品等领域中不可或缺的重要物资，而香料的合成涉及到精细有机化学的应用。
在香料合成中，精细有机化学的应用主要体现在香料化合物的分子设计、合成路线的优化、香气成分的调控等方面。

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带电荷时
+
-M: C=NR2 > C=NR
+M:
-O -
>
-OR >
+
-OR 2
-S -
>
-SR
>
+
-SR2
正电荷加强吸电子效应，负电荷加强
给电子效应。（和诱导效应的规律一致）
3、超共轭效应
H H C CH CH2
H
（σ-π共轭）
H C CH CH2 H
H C CH CH2 H
由于H原子的特殊性，电子云屏蔽的作用很小，易与π电子共轭。
..
.. B..r
CH CH2
..
.. C..l
CN
.. H2N C O
R
Br CH CH2
Br CH CH2
特点：（1）以C=C为标准（2）只涉及电子云密分布的改变，
共用电子对不属于某一原子（3）沿π键传递，位置越远，影响不
变。（4）共轭效应的强弱由共轭体系的
性质、原子半径的大小及其电负性所决定。
slow RX
R+ + X -
R+ + Nu-
R Nu
反应速度=k[RX] 历程一般表示为：
slow RX
δ+
δ-
RX
R+ X
验证SN2 或SN1 反应，可通过添加N3（叠氮阴离子，亲核性高），观察对反应速度的影响。
SN2 反应速度明显提高 SN1 无影响
（3）四面体历程
对不饱和键（C=O，C=S和C=N）上的亲核取代反应。如酯的水解、羧酸的酯化等。
子对不属于某一原子
（3）沿σ键传递，位置越远，影响越弱。（4）诱导效应的强弱由原子或基团的电负性所决定，和键的极化率有关。
pKa
ClCH2COOH
2.8
ClCH2CH2COOH
4.0
ClCH2CH2CH2COOH 4.5
CH3COOH
4.7
同族元素： -I：F>Cl>Br>I OR>SR>SeR>TeR
>-C6H5>-CH=CH2>-H>-CH3
2、共轭效应重要的共轭体系有：（1）π-π共轭；（2）p-π共轭；（3）σ-π共轭。
（1） π-π共轭体系 CH2=CH-CH=CH2 CH2=CH-CH=O
CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2
（2）p-π共轭体系具有未共用电子对（也称孤对电子）的原子通过单键与某原子相连，而后者以π键与其他原子相连：
第二章精细有机合成基础
※ 电子效应 ※ 脂肪族亲核取代 ※ 芳香族亲电取代 ※ 溶剂效应 ※ 相转移催化
2．1 有关电子效应的几个问题
电子效应：1、诱导效应 2、共轭效应 3、超共轭效应
1、诱导效应
δ+
δ-
X
CR3
给电子基团
+I
H CR3
δ-
δ+
Y
CR3
吸电子基团
-I
特点：（1）以C—H为标准（2）只涉及电子云密分布的改变，共用电
X=O、N、S、C
-M： -C=O > -C=S -C=O>-C=N>-C=C
原子序数越小，电负性越大，吸电子的能力越大。-M效应越大。
p-π共轭体系
X CH CH2
X=F、Cl、Br、I、O、S、N、etc
Br CH CH2
Br CH CH2
• 原子半径 • 电负性
F Cl Br I 原子半径：F < Cl < Br < I C-X的键长：F-C<Cl-C<Br-C<C-I P-π重叠程度：F-C>Cl-C>Br-C>C-I
超共轭效应一般为给电子的效应，大小如下：
CH3>CH2R>CHR2>CR3
超共轭效应一般比共轭效应和诱导效应小得多，一般场合可不考虑。只有在其它效应相似时，才考虑超共轭效应。
2.2 Substitution of aliphatic compounds
1、亲核取代SN (Nucleophilic Substitution) 2、亲电取代SE (Electrophilic Substitution) 3、游离基取代SR (Radical Substitution)
δS-
RS CH CH2
gt; δSe-
+M：-OR>-SR>-SeR
δN-
R2N CH CH2
δO-
RO CH CH2
δF-
F CH CH2
δN->δO-> δF-
电负性：N<O<F
C-X 键长(nm)
+M： -NR2>-OR>-F
C-N C-O C-F 0.147 0.143 0.141
+M：-F>-Cl>-Br>-I
C-X
C-F C-Cl C-Br C-I
键长(nm) 0.141 0.178 0.191 0.212
δF-
F CH CH2
δBr-
Br CH CH2
δCl-
Cl CH CH2
δI-
I CH CH2
R CH CH2
δF->δCl-> δBr-> δI-
δO-
RO CH CH2
+I：Li<Na<K 在同族元素中，吸电子能力随原子量增大而减少；给电子能力随原子量增大而增大。
带电荷时
-I：
+
-OR
2>-OR，
+ -NR 3>-NR2
+I： -O->-OR
同周期中 -I： F>OH>NH2>CH3 +I相反
烷基是给电子基，有+I的效应： +I： -CMe3>-CHMe2>-CH2CH3>-CH3
共轭体系
CH2 CH CH O
由于氧的电负性较大，电子密度沿共轭体系向氧原子方向转移，为负的共轭效应，也称吸电子共轭效应，以-M或-C表示。
..
.. B..r
CH CH2
电子云密度沿共轭体系向碳原子的方向转移，为正的共轭效应，也称给电子共轭效应，以+M或+C表示。
π-π共轭体系
CH2 CH CH X
R C X +YO
Y RCX
O-
Y RCX
O-
R C Y +XO
2．2．2 亲核取代反应的立体化学
在SN2中，如：
C2H5
一般情况下，重键的不饱和程度越大，吸电子性越强，-I效应越大：
-I： =O>―OR ≡N>=NR>―NR2 ―C≡CR>―CR=CR2
诱导效应大小的比较，常用测定取代乙酸酸度的大小来决定。
XCH2COOH 通过测取代乙酸的电离常数，得： -I： -F>-Cl>-Br>-I>-OCH3>-NHCOCH3
2．2．1 亲核取代反应的历程
（1）SN2双分子历程（2） SN1单分子历程（3）四面体历程
（1）SN2双分子历程
RX + Nu-
RNu + X -
反应速度=k[RX][Nu- ]
历程一般表示为：
Nu- + RX slow
δ-
δ-
Nu R X
RNu + X-
transition state
（2） SN1单分子历程