有机合成化学基本概念-王玉炉
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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。
有机化学专业硕士研究生培养方案(070303)一、培养目标为了适应我国社会主义建设事业的需要,培养德、智、体全面发展的有机化学专业人才,所培养研究生应达到如下水平:1、具有高度的政治理论水平和觉悟,认真学习邓小平理论,坚持四项基本原则,能够用辩证唯物主义观点观察和分析事物。
遵纪守法,有良好的道德品质和团结合作精神。
爱祖国,爱人民,热爱社会主义,乐意为我国的社会主义建设服务。
2、具有严谨的治学态度,实事求是的科学精神,坚实的理论基础和广泛的专业知识以及熟练的实验技能。
能够独立进行科学研究,勇于探索、创新,刻苦勤奋,并能胜任高等学校有机化学的教学工作。
能够熟练地阅读英文专业书刊,并能用英文撰写有机化学方面的研究论文,具有一定的综合运用外语能力。
3、身心健康。
二、研究方向本专业主要研究方向:A、有机合成化学B、药物化学与药物设计C、绿色化学三、学习年限学习年限为三年。
一般用一年或一年半时间完成硕士学位的必修课和选修课,至少获得35学分;约用两年或一年半时间从事科学研究,完成硕士学位论文,并通过论文答辩。
如果研究生能在较短的时间内将规定的课程学完,获得足够的学分,并提前通过论文答辩者,可提前毕业。
必要时,研究生经批准也可适当延长学习时间,但最多不得超过一年。
四、课程设置1、公共课1)自然辩证法概论1学分 2)英语 5学分3)中国特色社会主义理论与实践研究2学分2、学科基础课1)实验设计与数据处理 3学分2)现代化学实验技术 3学分3)模拟化学方法2学分3、专业主干课①有机合成化学 3学分②糖与核苷化学 2.5学分③有机波谱分析 2.5学分4、选修课1)天然药物化学 2学分 2)物理有机化学 2学分3)有机合成设计技巧 2学分 4)核酸化学 2学分5)专利申报与应用 2学分 6)不对称催化2学分7)超分子化学 2学分 8)金属有机化学2学分9)药物分析 3学分 10)分离技术概论 2学分11)配位化学 3学分 12)生物无机化学 2学分13)高分子化学 3学分 14)文献检索与科技论文写作2学分15)有机试剂在分析化学中的应用 2学分 16)生物化学 2学分17)实验安全与环境 1学分 18)有机与药物化学专论 3学分五、考核方式研究生的公共课、学科基础课和专业主干课均为必修课,为考试课程,采取试卷的形式进行笔试(可以根据课程实际情况采取闭卷考试,或定时、独立完成的开卷考试)。
2019年成都理工大学硕士研究生招生参考书目2019年硕士研究生自命题参考书目已公布:参考书目020200应用经济学:西方经济学:《西方经济学》,高鸿业等,中国人民大学出版社(第六版,宏观+微观),2014 经济学原理:《经济学原理》,曼昆等,北京大学出版社(第七版),2015政治经济学:《政治经济学教程(第11版)》,宋涛主编,中国人民大学出版社,2016商务与经济统计:《商务与经济统计(原书第12版)》,戴维•R•安德森等著,张建华等译,机械工业出版社,2015025100金融硕士金融学综合:《金融学(第四版)》, 黄达,中国人民大学出版社,2017《公司理财(原书第十版)》,罗斯,机械工业出版社,2014金融市场学:《金融市场学教程(第2版)》,霍文文主编,复旦大学出版社,2010经济学原理:《经济学原理》,曼昆等,北京大学出版社(第七版),2015财务管理:《财务管理》,程宏伟,张霞主编,西南财经大学出版社,2010025200 应用统计:统计学:《统计学》(第七版),贾俊平、何晓群、金勇进,中国人民大学出版社,2018概率论与数理统计:《概率论与数理统计》,盛骤、谢式千、潘承毅,高等教育出版社,2008多元统计分析:《多元统计分析》(第四版),何晓群,中国人民大学出版社,2015统计软件与应用:《统计分析与SPSS的应用》(第五版),薛薇,中国人民大学出版社,2017 030500马克思主义理论:马克思主义基本原理:《马克思主义基本原理概论(2018年修订版)》,高等教育出版社,2018年马克思主义中国化理论:《毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论》,高等教育出版社,2018年修订版思想政治教育学原理:《思想政治教育学原理(第三版)》,陈万柏、张耀灿,人民出版社,2015年中国近现代史纲要:《中国近现代史纲要》,高等教育出版社,2015年修订版马克思主义发展史:《马克思主义发展史》,高等教育出版社,2013年050211外国语言学及应用语言学:第二外国语(任选):《新版中日交流标准日本语初级》(第二版)初级(上、下),人民教育出版社、光村图书出版株式会社编,人民教育出版社,2013《大学法语二外教程》,徐友香、李培西,西南交大出版社,2006《现代西班牙语2》董燕生、刘健,外语教学与研究出版社,2015综合英语:College English(1-6册),胡文仲、杨立民、王家湘、张中载等,外语教学与研究出版社,2010.《新编英语语法》第七版,章振邦,上海外语教育出版社,2011《现代英语词汇学》,陆国强,上海外语教育出版社,2007.《英语修辞大全》(修订版),冯翠华,外语教学与研究出版社,2005《英语写作手册》,丁往道,外语教学与研究出版社,2010.《英汉翻译教程》(修订本),张培基,上海外语教育出版社,2009语言学理论基础知识:《语言学教程》,胡壮麟,北京大学出版社,2017.《现代英语语言学概论》,戴炜栋,上海外语教育出版社,2004.050302传播学:传播学理论与方法:传播学教程(第二版),郭庆光著,中国人民大学出版社,2011年传播学研究的理论和方法(第二版) ,戴元光著,复旦大学出版社,2016年传播实务:新闻采访与写作(第三版),丁柏铨主编,高等教育出版社,2014年公共关系实务(第12版),(美)西泰尔著,潘艳丽等译,清华大学出版社,2016年文化与传播综合知识:媒介通论,高红玲编著,广州中山大学出版社,2001年新媒体概论(第二版),匡文波著,中国人民大学出版社,2015年055101英语笔译、055102英语口译:《汉语写作与百科知识》(第一版),刘军平,武汉大学出版社,2012.《翻译概论》(翻译专业本科生系列教材)(A Course in Translation Basics),上海外语教育出版社,2011.《高级英汉翻译理论与实践》(第三版),叶子南著,清华大学出版社,2013.《非文学翻译理论与实践》,李长栓主编,中国对外翻译出版公司,2012.《基础口译》,仲伟合,王斌华,外语教学与研究出版社,2009.070100数学数学分析:《数学分析》上、下册,陈纪修等编,高等教育出版社,2004《微积分》上、下册,魏贵民、胡灿等,高等教育出版社,2004高等代数:《高等代数》(第四版),王萼芳、石明生,清华大学出版社,2013《线性代数》,魏贵民、胡灿等编,高等教育出版社,2005数值分析:《数值分析》(第5版),李庆扬等编著,清华大学出版社,2008概率论与数理统计:《概率论与数理统计》(第二版)魏贵民等,高等教育出版社,2015 《概率论与数理统计》,盛骤等编,高等教育出版社,2008常微分方程:《常微分方程》,王高雄等,高等教育出版社,2006《常微分方程》,丁同仁,高等教育出版社,2010070300化学无机化学:《无机化学》(第五版),大连理工大学无机化学教研室编,高等教育出版社,2009 分析化学:《分析化学》(第五版上册),武汉大学主编,高等教育出版社,2006有机化学:《有机化学》(第二版),徐寿昌等主编,高等教育出版社,1993物理化学:《物理化学》(第五版),傅献彩主编,高等教育出版社,2005仪器分析:《仪器分析》(第四版),朱明华主编,高等教育出版社,2008有机合成:《有机合成化学》(第二版),王玉炉主编,科学出版社,2009070501自然地理学:自然地理学:《自然地理学》(第四版),伍光和,高等教育出版社,2008《自然地理学》,陈效逑,北京大学出版社,2004生态学:《生态学》,李博,高等教育出版社,2000地理学基础:《地理学基础》,潘玉君,科学出版社,2001土地利用规划原理:《土地利用规划原理与方法》,师学义,中国农业科学技术出版社,2003070502人文地理学:人文地理学:《人文地理学》,王恩涌等编著,高等教育出版社,2006经济地理学:《经济地理学》(第二版),李小建,高等教育出版社,2006旅游地理学:《旅游地理学》,朱创业,中国科学出版社,2010地理学基础:《地理学基础》,潘玉君,科学出版社,2001城市地理学:《城市地理学》(第二版),许学强,高等教育出版社,2013070503地图学与地理信息系统:地理信息系统概论:《地理信息系统概论》,黄杏元,高等教育出版社普通地质学:《普通地质学》,陶晓风、吴德超,科学出版社,2007地图学:《新编地图学教程》,蔡孟裔,高等教育出版社070800地球物理学:地球物理学基础:《固体地球物理学基础》傅容衫等编著,中国科学技术大学出版社,2009 《勘探地球物理教程》孟令顺等编著,地质出版社,2012地球物理学:《地球物理学基础》,史謌编著,北京大学出版社,2002空间物理基础:《太阳物理概论》,杨志良,景海荣等著,清华大学出版社,2015。
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。
12.酸催化缩合反应包括芳烃、烯烃、醛、酮和醇等在催化剂无机酸或路易士酸催化下,生成正离子并与亲核试剂作用,从而生成碳碳或碳氮等键的反应。
13.Friedel-Crafts 烷基化反应
芳烃的烷基化可以用卤代烃、烯烃、醇、醚、醛和酮等作烷基化试剂,常用的催化剂是无机酸(如硫酸,盐酸等)和Lewis酸(如无水AlCl3、BF3、FeCl3、ZnCl2、SnCl4等),该反应常称为芳环上的亲电取代反应。
Friedel-Carfts烷基化反应易生成多取代物。
当所用的烷基化试剂的碳原子数为3个以上时,烷基往往发生异构化,其原因是碳正离子发生重排的结果。
此外,当芳环上连有吸电子基团(如-NO2、-CN、-COCH3等)时,烷基化反应很难发生甚至不发生。
14.分子内F-C烷基化反应可用于芳环稠合
15.Mannich reaction(曼尼希反应)
具有烯醇式或潜在烯醇式结构的化合物(如某些炔类化合物)与醛(通常为甲醛),在酸催化下,与第一、第二胺反应,生成胺甲基化衍生物的反应,叫做Mannich reaction或曼氏反应。
该反应广泛用于有机合成。
(1) 制备α,β-不饱和羰基化合物
(2) 曼尼希碱或季铵盐的转换
(3) 合成生物碱
17.烯胺(enamines)是分子中氨基直接与双键碳原子相连的化合物,烯胺也叫α,β-不饱和胺,烯胺分子中氮原子上有氢原子时容易转变为亚胺,与烯醇容易转变为羰基化合物相似。
18、烯胺的制备方法
烯胺的制备常用醛或酮与仲胺在脱水剂(如无水碳酸钾)存在下反应,加苯、或甲苯、二甲苯把生成的水带出,并加入对甲基苯磺酸等作催化剂加热,用共沸蒸馏法除去生成的水即可很容易的制得。
近年来,在制备烯胺时,加一个强失水剂如四氯化钛,以迫使反应进行完全。
在烯胺形成中,仲胺常为环状化合物,它们的反应活性降低次序为:吡咯烷、吗啉和哌啶。
19.烯胺在有机合成中的应用在于它的β-碳原子(即初始羰基化合物的α-碳原子)上带有部分负电荷,可作为亲核试剂与卤代烷、酰卤或亲电性的烯烃反应。
20.分子重排反应
分子重排反应(molecular rearrangement reaction)是分子中的一个基团或原子从一个原子转移到另一个原子上,形成一个新的分子的反应。
分子重排可分为分子间重排和分子内重排。
在重排中,迁移原子或基团完全游离并脱离原来的分子,然后再与其它部分相连接,这种重排称为分子间重排。
在这种重排中,迁移基团也可能来自不同分子。
而分子内重排则与其它分子无关,迁移基团自始至终没能脱离原来的分子,仅从分子的一部分迁移至分子的另一部分。
21.酸催化分子重排包括哪几种:频哪醇-频哪酮重排、Beckmann重排、烯丙基重排、联苯胺重排、Schmidt重排、氢过氧化物重排、Fries重排、
22.碱催化缩合反应:是指含活泼氢的化合物在碱催化下摘去质子形成碳负离子并与亲电试剂的反应。
它们是用来增长碳链和合成环状化合物的一类反应。
包括:羟醛缩合反应,酯缩合反应,Perkin反应,Stobbe缩合,Knoevenagel-Doebner缩合,Darzen 反应Dieckmann缩合
23.Knoevenagel-Doebner缩合
醛、酮与含活泼亚甲基的化合物(如丙二酸、丙二酸酯、氰乙酸酯等)在温和的条件下即可发生缩合反应,生成α,β-不饱和化合物。
该缩合反应常用氨或胺为催化剂(如吡啶、哌啶、二乙胺等有机碱)。
24.Stobbe缩合是利用丁二酸酯中的活泼亚甲基在碱催化下形成碳负离子,并继之与酮、醛的羰基发生亲核加成
25.Perkin反应
芳香醛与脂肪酸酐在碱催化剂存在下加热,缩合生成β-芳基丙烯酸的反应,称为Perkin反应。
本反应通常仅适用于芳醛和不含α-H的脂肪醛。
催化剂一般采用与脂肪酸酐相应的脂肪酸的钠盐或钾盐,有时使用三乙胺、碳酸钾等也能获得较好的收率。
26.酯和R’C H2COR″型(含活性甲基或亚甲基)的羰基化合物在强碱作用下缩合,生成β-羰基化合物的反应称为Claisen酯缩合反应
27.合成子是指分子中可由相应的合成操作生成该分子或用反向操作使其降解的结构单元
28.逆合成分析法:
30.常用的逆合成转变法是切断法(disconnection缩写dis),它是将目标分子简化最基本的方法,切断后的碎片便成了各种合成子或等价试剂。
31.逆合成分析法的一般策略
1)在不同部位将分子切断;2)在逆合成转变中将分子切断3)加入基团帮助切断
4)在杂原子两侧切断5)围绕官能团处切断6)变不对称分子为对称分子7)利用分子的对称性进行切断
32.碳原子与杂原子形成的键是极性共价键,一般可由亲电体和亲核体之间的反应形成,对分子框架的建立及官能团的引入也可起指导作用。
33.1,3-二羰基化合物的制备,通常采用克莱森(Claisen)缩合反应
34.Michael缩合,也称Michael反应,是合成1,5-二羰基化合物的重要反应,是含有活泼氢化合物在α, β–不饱和羰基化合物上的共轭加成反应。
35.合成1,4-二官能团化合物一般采用 -溴代羰基化合物与烯醇类负离子的亲核取代反应
36.基团的保护与基团的反应性转换:是指在一化合物分子中为使其特定基团或位置发生预期反应,其它基团或位置进行暂时性保护或暂时性极性改变的过程,待反应完成生成新化合物所采取的一种策略。
保护基应满足的条件1)该基团应该是在温和条件下引入;2)在化合物中其它基团发生转化所需要的条件下是稳定的;3)在温和条件下易于除去。
37.羰基是极性的基团,其中羰基碳带部分正电荷,在反应中表现为亲电的特性,与各种亲核试剂反应形成碳-碳键或碳与其它原子的键,是构筑有机分子较为重要的官能团。
38.氧化反应是自然界普遍存在的一类重要反应。
在有机合成中,它应包括下列几个方面:
(1)氧对底物的加成,如乙烯转化为环氧乙烷的反应;
(2)脱氢,如乙醇氧化为乙醛的反应;
(3)从分子中除去一个电子,如酚氧负离子转化为酚氧自由基的反应
39.二氧化锰是一种能将伯醇和仲醇氧化成羰基化合物的常用的温和试剂,它特别适合于烯丙醇和苄醇羟基的氧化,反应在室温下,中性溶剂(水、苯、石油醚、氯仿)中即可进行。
常用的方法是将醇与MnO2在溶剂中搅拌几个小时即可完成。
40二氧化锰要经特殊方法制备才能具有最高活性,最好的方法是让硫酸锰与KMnO4在碱性溶液中反应来制备。