高等有机化学-课件-.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/10/10,*,三章多步骤有机合成,MultistepSyntheses,目标物的合成中要解决以下几个主要问题：,（,1,）如何构建目标化合物的碳架结构；,（,2,）如何引入目标化合物中的官能团；,（,3,）如何达到高选择性合成（包含立体选择性合成）；,对于多官能团等复杂化合物的合成，为避免不必要的副反应的发生，需要先保护某些官能团，之后再去保护。,2021/10/10,1,重新划分有机反应：,（,1,）,官能团的引入与转化；,（,2,）,碳,碳键的形成；,（,3,）官能团的保护和去保护。,第十六章 多步骤有机合成,Multistep Syntheses,2021/10/10,2,官能团的引入：,官能团的转化：,官能团的引入与转化,2021/10/10,3,官能团的转化：,官能团的引入与转化,2021/10/10,4,官能团的转化：,官能团的引入与转化,属于碳,-,碳键形成反应,2021/10/10,5,1,、有机金属试剂：,RLi,，,RMgX,，,R,2,CuLi,与,R,X,反应：合成烃类化合物（增长碳链）,RMgX+R,X,常使用活泼,R,X,，如苄基型、烯丙型,R,2,CuLi+R,X,可以使用乙烯型,R,X,，反应中构型保持,类似的，炔基负离子与,R,X,反应也是得到增长碳链的炔烃的好方法,碳,-,碳键形成的反应,2021/10/10,6,1,、有机金属试剂：,RLi,，,RMgX,，,R,2,CuLi,与羰基化合物反应：合成增长碳链的醇,可以得到,1,，,2,，,3,醇,可以使用醛酮、酯、酰卤等（含环氧）,RLi,，,RMgX,，,R,2,CuLi,与,a,，,b,-,不饱和酮反应的特点不同，产物不同,碳,-,碳键形成的反应,2021/10/10,7,2,、芳香烃的,F-C,反应,F-C,烷基化反应存在重排副反应,F-C,酰基化反应接羰基还原成亚甲基反应是有效的替换方法,碳,-,碳键形成的反应,2021/10/10,8,3,、缩合反应,羰基化合物,a,-H,反应,可以得到：,1,3-,二氧化化合物：,b,-,羟基酮，,a,b,-,不饱和酮,1,5-,二氧化化合物：,1,5-,二酮（,Michael,加成结果）,1,2-,二氧化化合物：,a,-,羟基酮（苯偶姻反应）,1,4-,，,1,6-,二氧化化合物：？,碳,-,碳键形成的反应,2021/10/10,9,4,、建环反应,D-A,反应,环加成,电环化,Robinson,环合反应,分子内各类反应,碳,-,碳键形成的反应,2021/10/10,10,官能团的保护和去保护,2021/10/10,11,请判断下列转化是否能实现，请简述理由。,基团的保护和去保护,2021/10/10,12,请判断下列转化是否能实现，请简述理由。,基团的保护和去保护,2021/10/10,13,请判断下列转化是否能实现，请简述理由。,基团的保护和去保护,2021/10/10,14,羟基的保护,基团的保护和去保护,2021/10/10,15,羟基的保护,基团的保护和去保护,2021/10/10,16,氨基的保护,基团的保护和去保护,2021/10/10,17,氨基的保护,基团的保护和去保护,2021/10/10,18,羧基的保护,基团的保护和去保护,2021/10/10,19,（,1,）,官能团的引入与转化；,（,2,）,碳,碳键的形成；,（,3,）官能团的保护和去保护。,第十六章 多步骤有机合成,Multistep Syntheses,羟基的保护,氨基的保护,羧基的保护,2021/10/10,20,（,1,）,官能团的引入与转化；,（,2,）,碳,碳键的形成；,（,3,）官能团的保护和去保护。,第十六章 多步骤有机合成,Multistep Syntheses,羟基的保护,氨基的保护,羧基的保护,选择性地保护,1,0,羟基,2021/10/10,21,（,1,）,官能团的引入与转化；,（,2,）,碳,碳键的形成；,（,3,）官能团的保护和去保护。,第十六章 多步骤有机合成,Multistep Syntheses,羟基的保护,氨基的保护,羧基的保护,2021/10/10,22,（,1,）,官能团的引入与转化；,（,2,）,碳,碳键的形成；,（,3,）官能团的保护和去保护。,第十六章 多步骤有机合成,Multistep Syntheses,羟基的保护,氨基的保护,羧基的保护,2021/10/10,23,S,N,2,反应的,Walden,构型转换、,消去反应中的反式共平面消去,烯烃顺式加氢、与硼烷的顺式加成,烯烃与溴的反式加成,羰基亲核加成的,Cram,规则,环加成和电环化的立体化学专一性,碳正离子重排中的反式迁移,Beckmann,重排反应中的反式基团迁移,有机合成中的立体问题,2021/10/10,24,线形合成,合成策略,合成步骤,每步产率,90%,75%,50%,1,90,75,50,2,81,56,25,3,73,42,12,4,66,32,6,5,53,18,3,6,48,13,1.5,2021/10/10,25,线型合成策略：,收敛型合成策略：,合成策略,2021/10/10,26,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,27,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2,0,醇,2,0,醇,2021/10/10,28,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,29,判别一个合成路线的优劣及可行性,1,、反应步骤尽可能少；,2,、每一步的产率尽可能高；,3,、反应条件尽可能温和，易于达到；,4,、中间产物和最终产物的分离纯化容易进行；,5,、起始原料、试剂尽可能廉价易得，反应时间尽可能少。,6,、新理念：绿色、原子经济效率等,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,30,实例分析,1,：,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,橙花酮,TM1,显然途径,B,更优,2021/10/10,31,实例分析,2,：,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,32,实例分析,2,：,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,33,实例分析,2,：,醇的逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,34,实例分析,2,：,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,最佳合成路线是,B,2021/10/10,35,实例分析,3,：,醇的逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,以下两条合成路线都具有合理的机理，但以选择路线为宜。,TM3,切断,2021/10/10,36,实例分析,4,：,醇的逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,该方法适用于一般炔醇的合成,TM4,因为,2021/10/10,37,实例分析,5,：,醇合成中的控制问题举例,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,38,实例分析,6,：,醇的衍生物逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,懂得使用合适的起始原料也是十分关键的。,2021/10/10,39,实例分析,7,：,醇的衍生物逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,可见，醇在合成中处于一个中心地位。,2021/10/10,40,实例分析,8,：,醇的衍生物逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,TM8,2021/10/10,41,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,实例分析,8,：,含双键的形成,具体合成,E.J.Corey,Mark G.Bock.,Stereocontrolled route to a key intermediate for the synthesis of maytansine.Tetrahedron Letters,1975,16(31):2643-2646.,2021/10/10,42,实例分析,9,：,烯烃的逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,利用炔烃达到,双键构型的控制,活化基团,2021/10/10,43,实例分析,10,：,烯烃的逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,问题在于羰基存在下,炔基负离子的形成有困难,需要使用保护方法,2021/10/10,44,实例分析,10,：,烯烃的逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,TM10,的合成路线如下：,2021/10/10,45,实例分析,11,：,烯烃的逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,最佳合成路线,2021/10/10,46,实例分析,12,：,烯烃的逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,具体合成路线如下：,2021/10/10,47,实例分析,13,：,羧酸的逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,D-A,反应是形成六元环,的重要方法,2021/10/10,48,实例分析,14,：,羧酸衍生物的逆合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,49,实例分析,15,：,烷烃的拟合成分析,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,对于烷烃的合成，尝试增加双键是个不错的选择，,需要把握分支点,2021/10/10,50,实例分析：,1,，,3-,位氧化了的碳架,b,-,羟基羰基化合物,a,，,b,-,不饱和羰基化合物,b,-,二羰基化合物,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,51,实例分析,18,：,1,，,3-,位氧化了的碳架,b,-,羟基羰基化合物,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,1,，,2-,氧化了的碳架切断得到不合逻辑的片段,2021/10/10,52,实例分析,19,：,1,，,3-,位氧化了的碳架,a,，,b,-,不饱和羰基化合物,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,无,a,-,氢的醛,具有,a,-,氢的羰基酸,以上主要利用,Aldol,反应和,Aldol,缩合,2021/10/10,53,实例分析：,1,，,3-,位氧化了的碳架,b,-,二羰基化合物,利用酯缩合、酮酯缩合、,b,-,二羰基化合物的烷基化反应等,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,该路线更优,2021/10/10,54,实例分析：,1,，,3-,位氧化了的碳架,b,-,二羰基化合物,利用酯缩合、酮酯缩合、,b,-,二羰基化合物的烷基化反应等,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,芳基卤代物进行亲核取代反应需要特殊的条件,2021/10/10,55,实例分析：,1,，,3-,位氧化了的碳架,b,-,二羰基化合物,利用酯缩合、酮酯缩合、,b,-,二羰基化合物的烷基化反应等,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,56,实例分析：,1,，,3-,位氧化了的碳架,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,a,-,氢活性更高,合成中需要控制，使用,Reformatsky,反应是合适的,2021/10/10,57,实例分析：,1,，,3-,位氧化了的碳架,TM24,的商品生产按以下合成路线进行：,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,扩瞳剂,2021/10/10,58,实例分析：,1,，,5-,位氧化了的碳架,Michael,加成,选择,a,或,b,视具体目标物的结构特点而定，,有时这种选择是容易的。,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,59,实例分析：,1,，,5-,位氧化了的碳架,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,TM25,和,TM26,共同的特征是结构中具有合适的,活化基团，有助于切断点的选择,2021/10/10,60,实例分析：,1,，,5-,位氧化了的碳架,在适当的时候可以考虑引入活化基团,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,61,实例分析：,1,，,5-,位氧化了的碳架,有时可以使用,Mannich,反应,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,62,实例分析：,1,，,2-,位氧化了的碳架,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,安息香缩合是首选反应,从烯烃出发是合适的途径,还有酮的双分子还原偶联,氰根离子对羰基化合物的加成,2021/10/10,63,实例分析：,1,，,4-,位氧化了的碳架,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,B,片段是一个极性反转的酮，常使用,a,-,卤代酮,并且常使用烯胺作为,A,片段的替代物,2021/10/10,64,实例分析,29,：,1,，,4-,位氧化了的碳架,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,但是在碱性条件下，酮和,a,-,卤代酮会发生,Darzens,反应，产物将是,a,，,b,-,环氧酯，利用,enamine,可有效避免,2021/10/10,65,实例分析,29,：,1,，,4-,位氧化了的碳架,TM29,的实际合成路线如下：,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,66,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,实例分析：,1,，,6-,位氧化了的碳架,可以转化为环己烯类化合物进行逆合成设计,2021/10/10,67,实例分析,32,：,茉莉酮,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,68,实例分析,32,：,茉莉酮,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,实际生产的合成路线,2021/10/10,69,实例分析,33,：,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,70,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,实例分析,34,：,2021/10/10,71,实例分析,35,和,36,：巧妙运用重排,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,72,实例分析,37,：,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,73,实例分析,38,：,逆合成分析（,Retrosynthetic Analysis,）,2021/10/10,74,