第六章 还原反应-药物合成反应

《药物合成》课程教学大纲课程编号：02035英文名称：The reaction of Drug sythesis一、课程说明1. 课程类别专业课程2. 适应专业及课程性质制药工程专业、制药基地班必修3.课程目的通过本课程的学习使学生能系统地掌握化学药物（包括某些精细化工产品）及其中间体制备中重要有机合成反应和合成设计原理,以利于培养学生在实际药物合成工作中的观察分析、思维理解和独立解决问题的能力。

4. 学分与学时学分为2.学时为405. 建议先修课程有机化学6. 推荐教材或参考书目推荐教材：（1）药物合成反应（第2版）.闻韧主编.化学工业出版社.2003年参考书目：（1）新编有机合成化学（第1版）.黄宪，王彦广主编.化学工业出出版社.2002年（2）新编药物合成手册（上下）.朱宝泉主编.化学工业出出版社.2003年7. 教学方法与手段本课程采用多媒体进行教学，有利于提高课堂教学的信息密度，便于教师突出重点，展开难点分析。

8. 考核及成绩评定考核方式：考试成绩评定：（1）平时成绩占30% ，形式有：作业、实验（2）考试成绩占70%，形式有：闭卷或开卷考试9. 课外自学要求（1）完成课后习题（2）一些浅显易懂的需要了解的内容学生自己看书二、课程教学基本内容及要求第一章绪论基本内容：（1）“药物合成反应”课程讲授内容共讲授七章即酰化反应、卤化反应、烃化反应、氧化反应、还原反应（包括化学还原和氢化还原两部分）、环合反应及重排反应（2）“药物合成反应”课程的学习方法在学好有机化学的基础上，掌握重要药物合成反应，将官能团反应性，试剂活性、反应条件之间的关系进行联系、比较、以达到牢固掌握药物合成的方法及其重要反应（3）“药物合成反应”课程讲课的要求和安排课堂讲授为主、自学为辅。

课堂上的重点突出，讲解主要内容及难点，因课时有限，有部分内容要求同学自学，但仍属大纲要求掌握的内容。

本课程进行期终考试基本要求：（1）掌握重要药物合成反应、反应的影响因素，如作用物和试剂活性，主要反应条件，反应的选择性等及其药物合成的应用，并了解其反应机理（2）掌握重要人名反应在药物合成中的应用（3）熟悉一些新试剂，新反应的特点、应用范围，并与类似反应进行比较第二章卤代反应基本内容：（1）卤代反应的定义，反应机理及其在药物合成中的应用（2）不饱和烃卤加成反应的立体化学及常用的卤代剂（3）烃类、羰基化合物的卤取代反应的特点、反应类型及立体化学（4）其它官能团化合物的卤置换反应（5）醇、酚、醚及羧酸的卤置换反应中常用的卤代剂、反应条件及应用基本要求：（1）了解卤代反应的定义，反应机理及其在药物合成中的重要性。

药物合成反应实验 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】药物合成反应实验南京中医药大学药学院目录实验一二苯甲醇的制备一、目的要求了解酮的还原反应机理、还原剂的种类和特点。

二、实验原理三、原料规格及配比仪器：磁力搅拌器、圆底烧瓶100ml、温度计、回流管、抽滤瓶、布氏漏斗；药品：二苯甲酮、硼氢化钠、TLC、10%HCl四、实验操作于装搅拌器、回流冷凝管、温度计的三颈瓶中，加入二苯甲酮，95%乙醇20ml，油浴加热至反应物全溶，冷却至室温，搅拌下分批加入硼氢化钠，加入速度以反应温度保持在50度以下为宜，加毕，回流反应1h，冷却至室温，加入20ml水稀释，加入10%稀盐酸分解未反应的硼氢化钠，待冷却至室温后抽滤，水洗滤饼，抽滤，石油醚（30-60度）重结晶得精品。

TLC判断终点，展开剂：石油醚/乙酸乙酯=10:1.实验二苯氧乙酸的制备一、目的要求熟悉williamsons醚化反应的方法，了解其在药物化学结构修饰中的应用。

掌握卤代烃的反应活性顺序。

二、实验原理三、原料规格及配比仪器：磁力搅拌器、圆底烧瓶100ml、温度计、回流管、抽滤瓶、布氏漏斗、烧杯；药品：氯乙酸、碳酸钠、苯酚、浓盐酸。

四、实验操作将装有回流管、滴液漏斗的三颈瓶中加入氯乙酸和水5ml，缓慢滴加饱和碳酸钠溶液至pH7-8，然后加入苯酚，缓慢滴加30%氢氧化钠溶液至pH=12，回流，冷却倒入烧杯中，搅拌下滴加浓盐酸至pH=3-4，冷却结晶，抽滤，粗品用冷水洗涤，干燥称重，计算收率。

实验三查耳酮的制备一、目的要求了解Aldol缩合反应的机理、特点及反应条件。

二、实验原理三、原料规格及配比仪器：磁力搅拌器、圆底烧瓶100ml、温度计、回流管、抽滤瓶、布氏漏斗、烧杯药品：苯甲醛、苯乙酮、乙醇、氢氧化钠四、实验操作于装有电磁搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的100 mL三颈瓶中，加入氢氧化钠水溶液（溶于20ml水）、95%乙醇15 mL及苯乙酮，水浴控制20o C，滴加苯甲醛，滴加过程中控制反应温度在20-25o C。

四.缩合反应定义：两个及两个以上有机化合物通过反应形成一个新的较大分子或同一分子内部发生分子内的反应形成新分子的反应称为缩合反应。

Aldol：定义：在稀酸或稀碱催化下(通常为稀碱)，一分子醛(或酮)的 氢原子加到另一分子醛(或酮)的羰基氧原子上，其余部分加到羰基碳上，生成 -羟基醛(或酮)，这个增长碳链的反应称为α-羟烷基化反应。

但该类化合物不稳定，易消除脱水生成α，β-不饱和醛酮，又称Aldol缩合反应。

Aldol特点：酮：活性小于醛，反应速度慢。

1. 对称酮产物较单纯。

2. 不对称酮的自身缩合，在碱性或酸性催化下，反应都发生在取代较少的羰基碳原子上。

羟醛缩合催化剂碱：弱碱（如Na3PO4、NaOAc、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3），强碱（如NaOH、KOH、NaOEt、NaH、NaNH2）酸：盐酸、硫酸、对甲苯磺酸、三氟化硼以及阳离子交换树脂等Cannizzaro反应（歧化反应）定义：凡α位碳原子上无活泼氢的醛类和浓NaOH或KOH水或醇溶液作用时，不发生醇醛缩合或树脂化作用而起歧化反应生成与醛相当的酸(成盐)及醇的混合物。

此反应的特征是醛自身同时发生氧化及还原作用，一分子被氧化成酸的盐，另一分子被还原成醇。

甲醛的羟甲基化反应和交叉Cannizzaro反应能同时发生，是制备多羟基化合物的有效方法。

定向醇醛(酮)缩合方法：A.烯醇盐法：醛或酮与具位阻的碱如LDA(二异丙胺锂)作用，形成烯醇盐再与另一分子醛或酮作用，B.烯醇硅醚法：醛、酮转变成烯醇硅醚，在TiCl4催化下与另一分子醛、酮分子作用。

C. 醛、酮与胺形成亚胺，与LDA形成亚胺锂盐，再与另一分子醛、酮作用。

Diels-Alder反应含有一个活泼的双键或叁键的烯或炔类和二烯或多烯共轭体系发生1,4-加成，形成六员环状化合物的反应称为Diels-Alder反应。

该反应易进行且反应速度快，应用范围广，是合成环状化合物的一个非常重要的方法。

前言1. 还原反应z狭义：使反应物分子的氢原子数增加或氧原子数减小的反应。

z广义：使反应物分子得到电子或使参加反应的碳原子上的电子云密度增高的反应。

232. 还原方法z 化学还原:除氢以外的化学物质作还原剂的方法z 催化加氢：用氢在催化剂作用下进行还原的方法均相催化氢化：催化剂溶于反应介质非均相催化氢化液相催化氢化气固相催化氢化z 电解还原：在电解槽阴极室进行还原的方法4z 还原反应的分类：¾碳－碳不饱和键的还原¾碳－氧键的还原：如醛羰基还原成醇羟基或甲基；酮羰基还原为醇羟基或次甲基；羧基还原成醇羟基；羧酰氯还原成醛基或羟基等。

¾含氮基的还原：硝基和亚硝基还原为羟氨基和氨基等；硝基还原成氧化偶氮基、偶氮基或加氢偶氮基等。

56.1 化学还原有机还原剂：乙醇、甲醛、甲酸、烷氧基铝等。

金属：NaHS 、Na 2S 、Na 2S x 、Na 2SO 3、NaHSO 3、Na 2S 2O 4、SnCl 2、FeCl 2、TiCl 3非金属：SO 2、NH 2OH 和H 2NNH 2等活泼金属及其合金：Fe 、Zn 、Na 、Zn-Hg 、Na-Hg 低价元素化合物金属复氢化合物：NaBH 4、KBH 4、LiBH 4、LiAlH 4等无机还原剂66.1.1 铁粉还原z 以金属铁为还原剂，反应在电解质溶液中进行z 选择性还原剂（硝基或其它含氮的基团）z 工艺成熟、简单，适用范围广z 副反应少z 对设备要求低z 产生大量的含胺铁泥和废水11NH 4Cl ＞FeCl 2＞(NH 4)2SO 4＞BaCl 2＞CaCl 2＞NaCl 最常用的电解质是FeCl 2，可在还原前先加入少量盐酸及铁屑制成，工业上称为“铁的预蚀”。

3) 电解质-电解质可提高溶液的导电能力，加速铁的腐蚀过程，还原速度取决于电解质的性质和浓度。

4) 温度－一般为95-105℃。

铁粉还原为强烈放热反应，若加料太快，反应过于激烈，会导致暴沸溢料。

药物合成反应知识点总结
药物合成反应是化学制药领域中的重要知识点，以下是一些可能有用的药物合成反应知识点总结:
1. 卤化反应：卤化反应是药物合成中常用的反应之一，主要用于将药物分子中的醇或酮羟基转化为卤代烃。

卤代烃的优点是具有广泛的药物合成应用，可以用于制备多种药物分子。

2. 烃化反应：烃化反应是将药物分子中的羟基或酮基转化为烃基的反应。

烃化反应可以用于制备多种药物分子，例如甾体激素、抗癌药物等。

3. 缩合反应：缩合反应是药物合成中常用的反应之一，主要用于将两个或多个分子缩合成为一个分子。

缩合反应可以用于制备多种药物分子，例如甾体激素、抗生素等。

4. 氧化反应：氧化反应是药物合成中常用的反应之一，主要用于将药物分子中的不饱和键氧化为饱和键。

氧化反应可以用于制备多种药物分子，例如杀虫剂、抗生素等。

5. 还原反应：还原反应是药物合成中常用的反应之一，主要用于将药物分子中的氧化剂还原为还原剂。

还原反应可以用于制备多种药物分子，例如维生素、甾体激素等。

6. 重排反应：重排反应是药物合成中常用的反应之一，主要用于将药物分子中的官能团进行重排。

重排反应可以用于制备多种药物分子，例如甾体激素、抗癌药物等。

7. 官能团保护反应：官能团保护反应是药物合成中常用的反应
之一，主要用于保护药物分子中的某些官能团，避免在合成过程中受到破坏。

官能团保护反应可以用于制备多种药物分子，例如甾体激素、抗生素等。

药物合成反应是化学制药领域中的重要知识点，掌握这些反应可以有助于更好地理解和设计药物合成路线。

药物合成反应知识点复习题资料第一章绪论1、药物合成反应主要研究对象：化学合成药物2、药物合成反应中反应类型有哪几种？①按有机分子的结构变换方式分：新基团的导入反应；取代基的转化反应；有机分子的骨架。

②按反应机制分：极性反应（a.亲核试剂、b.亲电试剂）；自由基反应；协同反应3、化学品的安全使用说明书——MSDS4、原子经济性反应：“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺被设计成能把反应过程中使用的所有原料尽可能多的转化到最终产物中。

5、三废：废气、废水、废渣第二章硝化反应定理1、混酸硝化试剂的特点有哪些？①硝化能力强；②氧化性较纯硝酸小；③对设备的腐蚀性小○+2、硝化试剂的活泼中间离子为：硝酰正离子NO23、桑德迈尔反应定义及应用定义:在氯化亚铜或溴化铜的存在下，重氮基被氮或溴置换的反应;重氮基被氰基置换：将重氮盐与氰化亚铜的配合物在水介质中作用，可以使重氮基被氰基置换，该反应也称Sandmeyer反应。

应用：CuX+Ar-N2X Ar-X+N2 (X:Cl,Br,-CN)4、常用的重氮化试剂一般是由盐酸、硫酸、过氯酸和氟硼酸等无机酸与亚硝酸钠作用产生。

5、硝化反应定义：指向有机分子结构中引入硝基（—NO2）的反应过程，广义的硝化反应包括生产（C—NO2、N—NO2和O—NO2）反应。

6、重氮化反应定义：含有伯氨基的有机化合物在无机酸的存在下与亚硝酸钠作用生成重氮盐的反应。

7、硝化剂：单一硝酸、硝酸和各种质子酸、有机酸、酸酐及各种Lewis酸的混合物。

8、生成硝基烷烃的难易顺序：卤代烃中卤素被取代的顺序：9、DMF:DMSO:10、常用的重氮化试剂有哪些？NaNO2+HCl/H2SO4第三章卤化反应原理1、Ph上取代基对卤化反应的影响①催化剂的影响；②芳环结构的影响；③反应温度的影响； ④卤化剂的影响； ⑤反应溶剂影响2、醇与HCl 发生卤置换反应活性顺序醇羟基的活性顺序：叔（苄基、烯丙基）醇＞仲醇＞伯醇 氢卤酸的活性顺序：HI ＞HBr ＞HCL 3、NBS 的应用(N —溴代丁二酸亚胺)①N —卤代酰胺与不饱和烃的卤取代反应机制：RCH 2CH=CH 2+NBS RCHBrCH=CH 2本反应属自由基型反应，可在光照下引发自由基②N —卤代酰胺与不饱和烃的加成反应：在质子酸（醋酸、溴氢酸、高氯酸）的 催化下，N —卤代酰胺与烯烃加成易制备错误!未找到引用源。