精细有机合成-第八章

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。

H 苯的结构最早由奥地利 化学家洛斯密特
〔Loschmidt〕提出〔在 H 1861年〕
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凯库勒结构不完善：
①.不能解释为什么苯分子的不饱和度为4，如此之大，
却不发生类似于烯烃和炔烃的加成反响。
②.假定邻位两个氢被取代，但按此式应该有两种产物：
X X
X X
但实际上只有一种。 ③.由物理方法测定的苯分子中碳碳键长为0.139nm,
1,4-二甲苯 p-二甲苯
H3C
CH3
对二甲苯 para
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3. 结构复杂的化合物
以苯作为取代基：
CH 2 OH
COOH
CH CH 2
苯甲醇
CH3CHC2H CH3
苯甲酸
苯乙烯
CHCOOH2-对异丁基苯基丙酸
CH3
2-(4-异丁基苯基)丙酸
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4. 苯环上有多个不同取代基的化合物
O
原那么：R NH2 OH CHO或 C
NO 2
NO 2
发烟 H2SO4 浓 HNO3
110℃,5天
NO 2
O 2N
NO 2
CH 3
CH 3
CH 3
浓 H2SO4 浓 HNO3 30℃
NO 2
+
甲苯硝化比苯容易，为什么？
NO 2
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3. 磺化反响 发烟 H2SO4
SO3H
机理：
2H2SO4
SO3 + H 3 O + HSO4
O
慢
+S
OO
R Ar X(,FC ,B rl,I)
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特点：除烃基外，自由价所连原子上要么有孤电子对，要
么有负电荷。 2). 第二类定位基：间位定位基，它们使第二个取代基

对称因素 –对称面
分子中假想的一个平面，此平面可以把分子分割成完全 相等的两部分，即一部分正好是另一部分的镜像。 如：
–对称中心
分子中假想的一个点，所有通过此点的直线在其距离相 等，方向相反的地方，都能遇到相同的原子或原子团。如：
–对称轴
若分子绕穿过分子的一条直线旋转，每当旋转360。/n时， 就出现一次能与原来的结构相重叠的情况，这条直线就称为 该分子的n重旋转对称轴。如：
D ：
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-31.3。 +31.3。 （乙酸乙酯）（乙酸乙酯）
例：写出2,3,4-三羟基丁醛四种旋光异构体的费歇尔投影式， 并标明其不对称碳原子的构型（R或S）。
CHO CHO CHO CHO
H
H
OH
OH
HO
HO
H
H CH2OH
H
OH
OH
H CH2OH
HO
H
பைடு நூலகம்
H OH CH2OH
CH2OH
2R,3R
OH
COOH
OH
COOH
Ⅰ 2R,3R
Ⅱ 2S,3S
Ⅲ 2R,3S
Ⅳ 2S,3R
Ⅰ和Ⅱ是一对对映体，Ⅲ和Ⅳ看起来好像也是对映体， 实际上是代表同一化合物，因为只要把Ⅲ在纸面上旋转180。 即变成Ⅳ了。
凡具有对称中心或对称面的化合物都能和它们的镜像重 叠，是对称分子，不具有旋光性，但只有对称轴的分子也可 能具有旋光性。如：
不具有任何对称因素的分子不能和其镜像重叠，是手性分子。
含一个手性碳原子化合物的对映异构
含一个手性碳原子的化合物是最简单的旋光物质，有 一对对映体，其中一个是右旋体，另一个是左旋体。对映 体除旋光方向相反外，其他物理性质如熔点、沸点、溶解 度都相同，化学性质在非手性环境中也没有区别，但是， 对映体的生理作用却表现出很大的差别，例如，氯霉素只 是左旋体对人体有抗菌作用；而可的松则是只有右旋体有 激素活性。 当等量的左旋体和右旋体混合时，旋光性刚好抵消， 不显旋光性。通常把这种不再显旋光性的物质称为外消旋 体，一般用“±”或“dl”表示。例如，合成乳酸就是等量 的左旋体和右旋体的混合物，所以不显示旋光性。外消旋 体和相应的左旋或右旋体的化学性质基本相同。但是，它 们除旋光性能不同外，其他物理性质也有些差异。在生理 作用方面，外消旋体仍发挥其所含左旋和右旋体的相应效 能。例如，合霉素的抗菌能力仅为左旋氯霉素的一半。

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Beckmann重排反应
二、Beckmann重排反应的特点 1 、 反 应 在 强 制 性 的 条 件 下 进 行 ( 高 温 >130 oC ， 大 量 的 强 Bronsted酸)，不是催化反应。
2、常用的Bronsted酸有：H2SO4, HCl/Ac2O/AcOH等。因此，对 酸敏感的底物不适合这个工艺。
Gabriel伯胺合成法
二、Gabriel伯胺合成法的特点（续） 3、-卤代酮、酯、腈以及-卤代酮酸酯(比如，溴代丙二酸二乙 酯);
4、O-烷基异脲；
5、烷氧基和烷硫基膦盐；
6 、在 Mitsunobu 反应条件下 (DEAD/Ph3P/phthalimide) 的伯醇和仲 醇；
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Gabriel伯胺合成法
二、Gabriel伯胺合成法的特点（续） 7、带有好几个拉电子基的芳基卤代物(通过SNAr反应制备伯芳香 胺)； 8、在Cu(I)作催化剂下的芳基卤代物； 9、环氧化合物(epoxide)和丫啶化合物(aziridines)可以用来制备氨 基醇和二胺； 10 、 ,- 不 饱 和化合 物 可以通 过 邻苯二 甲 酰亚胺 负 离子进 行 Michael加成反应。
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Hofmann重排反应
二、Hofmann重排反应的特点 1 、次卤酸试剂要新鲜制备，即把氯气或溴素加到 NaOH 或 KOH的水溶液中；
2、在传统的碱性反应条件中，酰胺不能带有碱敏感的官能团， 但是酸敏感的官能团(比如缩醛)不受影响；
3、不能分离得到异氰酸酯中间体，因为在反应条件下马上水 解(溶剂解)得到相应的少一个C的胺，中间经过不稳定的氨基 甲酸；
三、Mannich反应的改进 最初三组分的Mannich反应有好几种改进。 使用预先制备的亚胺盐是最重要的改进，因为这样使反应更快、 区域选择性更高，甚至能在温和条件下进行立体选择性的反 应。