有机化学概述省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

有机化学概貌1.有机化学魅力有机化学魅力2.有机化学产生和发展有机化学产生和发展3.有机化学预备知识有机化学预备知识4.第1页感冒药品感冒药品快克，康泰克，康泰克，白加黑，康必得，速效感冒胶囊，泰诺主要成份为对乙酰氨基酚对乙酰氨基酚对乙酰氨基酚对乙酰氨基酚能抑制前列腺素合成而产生解热作用l西药西药1.有机化学魅力有机化学魅力1）有机化学与生活亲密相关）有机化学与生活亲密相关第2页白加黑白加黑成份成份:每片含日用片夜用片对乙酰氨基酚对乙酰氨基酚325mg325mg盐酸伪麻黄碱30mg30mg无水氢溴酸右美沙芬15mg15mg盐酸苯海拉明-25mg解热镇痛止咳药解热镇痛止咳药第3页青霉素青霉素抗菌素一个，是从青霉菌培养液中提制药品，是第一个能够治疗人类疾病抗生素手性药品手性药品第4页伪麻黄碱伪麻黄碱（1R,2R)-麻黄碱（麻黄碱（1R,2S)-用途中枢兴奋,毒性,抗休克【用途】减轻感冒、过敏性鼻炎、鼻炎及鼻窦炎引发鼻充血症状。手性药品手性药品代表几个化合物？第5页手性物质在手性环境中物理、化学性质往往有较大区分。手性物质在手性环境中物理、化学性质往往有较大区分。手性药品进入人体手性环境中，表现果效不一样。手性药品进入人体手性环境中，表现果效不一样。什么是手性？什么是手性？第6页手性广泛存在于自然界中手性广泛存在于自然界中第7页宏观物质手性来自微观分子手性。宏观物质手性来自微观分子手性。掌握分子手性知识需要良好空间想象能力。掌握分子手性知识需要良好空间想象能力。第8页l中药中药为何中药是不是科学到现在仍有争议？为何中药是不是科学到现在仍有争议？中药是混合物，终究哪种或者哪些成份在起中药是混合物，终究哪种或者哪些成份在起作用往往不清楚。作用往往不清楚。中药有自己独特疗效毋庸置疑。中药有自己独特疗效毋庸置疑。中药成份之间存在什么样相互作用中药成份之间存在什么样相互作用,造成几个造成几个药材配置在一起熬汤才可起到所需疗效？药材配置在一起熬汤才可起到所需疗效？第9页中药当代化一些路径l分离、判定中药有效成份；l研究中药成份之间相互作用l中药制剂改型-浸膏、冲剂等，不但仅是传统熬汤。l当前极个别确实分离出了有效成份当前极个别确实分离出了有效成份-天然产物活性物质提天然产物活性物质提取；分离提取技术。取；分离提取技术。l所提取物质结构判定所提取物质结构判定-各种结构判定技术相辅佐。各种结构判定技术相辅佐。有机化学在中药当代化进程中大有作为！第10页l材料和能源高分子材料（如塑料、橡胶、有机光电材料等）、建筑高分子材料（如塑料、橡胶、有机光电材料等）、建筑材料；汽油等材料；汽油等医用胶：-氰基丙烯酸异丁酯，在微量阴离子引发下快速发生聚合反应，由液态转变成固态胶状媒介物，而将组织与组织进行粘合，尤其在组织、血液存在下固化速度更加快，含有吻合、止血、保护创面、预防感染作用。为外科医生提供了一个新闭合手术切口良好方法。第11页l染料、色素、香料染料、色素、香料采取天然物质（如茜草、靛草等作染料）到使用合成染料（苯胺紫、靛蓝等）；各种指示剂如石蕊、甲基橙等等都是有机分子；香精、调味剂；植物精油、护肤、美容用具等无不和有机化学有着亲密关系。第12页2）有机化学与生命学科亲密相关）有机化学与生命学科亲密相关l有机化合物是组成生物体主要物质：组成头发、皮肤、肌肉蛋白质；生命营养物质：糖、脂肪、蛋白质（氨基酸）；控制遗传基因DNA等。l生物分类：动物、植物；科、属、纲、目；器官、组织、细胞、细胞质、细胞核、-有机分子-生命科学发展到了分子水平。在分子基础上克隆、基因重组或者改变基因。l生物体中各种有机化合物结构、性质以及它们在生物。体内合成、分解、转化、代谢无不以有机化学为基础。很多生命活动过程-生、老、病、死等都是有机化学反应过程。第13页3）让人着迷有机化学HofmannKekuleKekule麻生明麻生明杨杨丹丹第14页4）有机化学与）有机化学与Nobel化学奖化学奖-年，纯粹有机化学4项,与有机化学直接相关7项。NobelPrizes：授予对人类作出最大福利人们，20世纪：19至应有105届，其中8届未公布，即有97届，其中48届与有机化学相关：第15页诺贝尔化学奖授予美国科学家威廉诺尔斯、日本科学家野依良治和美国科学家巴里夏普雷斯，以表彰他们在不对称合成方面所取得成绩，三位化学奖取得者发觉则为合成含有新特性分子和物质开创了一个全新研究领域。现在，像抗生素、消炎药和心脏病药品等，都是依据他们研究结果制造出来。第16页l瑞典皇家科学院于10月9日宣告，将诺贝尔化学奖授予美国科学家约翰芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特维特里希，以表彰他们在生物大分子研究领域贡献。第17页诺贝尔化学奖授给予色列科学家阿龙切哈诺沃、阿夫拉姆赫什科和美国科学家欧文罗斯，以表彰他们发觉了泛素调整蛋白质降解。其实他们结果就是发觉了一个蛋白质“死亡”主要机理。第18页三位获奖者分别是法国石油研究所伊夫肖万、美国加州理工学院罗伯特格拉布和麻省理工学院理查德施罗克。他们获奖原因是在有机化学烯烃复分解反应研究方面作出了贡献。烯烃复分解反应广泛用于生产药品和先进塑料等材料，使得生产效率更高，产品更稳定,而且产生有害废物较少。这是主要基础科学造福于人类、社会和环境例证。第19页美国WoodsHole海洋生物学试验室OsamuShimomura（下村修）、哥伦比亚大学MartinChalfie和加州大学圣地亚哥分校RogerY.Tsien（钱永健，钱学森堂侄)因发觉并发展了绿色荧光蛋白（GFP）而取得该奖项。对GFP原初发觉以及一系列主要发展，已经作为标识工具在生物科学中使用。经过DNA技术，研究人员现在能够将GFP和其它有趣但却不可见蛋白联络起来。发光标识使科学家能够观察蛋白运动、位置以及相互作用。第20页美国科学家理查德海克（RichardF,Heck）、伊智根岸(Ei-ichiNegishi)和日本科学家铃木彰(AkiraSuzuki)因在有机合成领域中钯催化交叉偶联反应方面卓越研究获奖。钯催化交叉偶联是今天化学家所拥有最为先进工具。这种化学工具极大地提升了化学家们创造先进化学物质可能性，比如，创造和自然本身一样复杂程度碳基分子。碳基(有机)化学是生命基础，它是无数令人惊叹自然现象原因：花朵颜色、蛇毒性、诸如青霉素这么能杀死细菌物质。有机化学使人们能够模仿大自然化学，利用碳能力来为能发挥作用分子提供一个稳定框架，这使人类取得了新药品和诸如塑料这么革命性材料。这一结果广泛应用于制药、电子工业和先进材料等领域，能够使人类造出复杂有机分子。第21页4、怎样学好有机化学、怎样学好有机化学l打好关于原子轨道、分子轨道基础l课堂听讲和课下复习相结合l前后联络，经常复习，系统学习l重视机理学习，机理是有机化学反应根本l独立完成作业，勤于动手动脑l独立完成试验，培养良好试验技能l了解最新有机化学发展动态兴趣决定成败兴趣决定成败第22页2.有机化学产生和发展有机化学产生和发展十九世纪初产生，至今约2时间。1777年，瑞典化学家Bergman将化合物分为“无机”(inorganiccompounds)和“有机”(organiccompounds)两大类。18瑞典化学家Berzelius首先使用“有机化学”(organicchemistry)这个名词。第23页l十八世纪末，化学家们已经得到了一系列纯有机化合物。l代表人物是瑞典化学家舍勒舍勒(Scheele,17421786)，他一生发觉、提纯了不少有机化合物。第24页2.有机化学产生与发展有机化学产生与发展当初科学家们普遍认为：在试验室只能制造出起源于当初科学家们普遍认为：在试验室只能制造出起源于非生物界无机物；而有机物是非生物界无机物；而有机物是“有生机之化合物有生机之化合物”，不能，不能在试验室用人工合成出来，只能靠某种特殊活力在有生在试验室用人工合成出来，只能靠某种特殊活力在有生机生物体内制造出来。这种特殊活力就是机生物体内制造出来。这种特殊活力就是“生命力生命力”，生命力是制造有机物质必要条件。这就是当初流行生生命力是制造有机物质必要条件。这就是当初流行生命力论。命力论。1）生命力论统治第25页Scheele主要提纯工作从尿中提取尿酸从尿中提取尿酸(1780)尿酸正常男性尿酸根水平约为1000-mg，而女性约为二分之一。痛风痛风病人尿酸根水平为正常水平2-3倍第26页Scheele主要提纯工作l从柠檬中提取柠檬酸(1784)l从苹果中提取苹果酸(1785)柠檬酸 苹果酸第27页其它化学家分离提纯工作 l1773年，由尿中发觉尿素l18，由鸦片中得到第一个生物碱吗啡。l18，由植物叶中分离出叶绿素。l18，由植物中分离出马钱子碱、番木鳖碱、辛可宁等生物碱。Organic Chemistry Wenzhou UniversityOrganic Chemistry Wenzhou University第28页吗啡是鸦片中最主要生物碱（含量约10-15%），18法国化学家F泽尔蒂纳首次从鸦片中分离出来。他用分离得到白色粉末在狗和自己身上进行试验，结果狗吃下去后很快昏昏睡去，用强刺激法也无法使其兴奋清醒；他本人吞下这些粉末后也长眠不醒。据此他用希腊神话中睡眠之神吗啡斯（Morphus）名字将这些物质命名为“吗啡”。第29页叶绿素叶绿素18，由植物叶中分离出叶绿素。第30页第31页1828年德国化学家年德国化学家武勒武勒(Wohler)意外试验：意外试验：1845年德国化学家柯尔贝年德国化学家柯尔贝(Kolbe)试验：试验：1854年法国化学家贝特罗年法国化学家贝特罗(Berthelot)试验试验：2）生命力论破产第32页n 1860年，柏赛罗柏赛罗发表了他有机合成化学，陈说了有机合成普通标准和方法，提出有机化学家有责任用无机物去设法合成有机物，而不需要动、植物活体做媒介。他在书中首次使用“合成（synthesis）”这个词表示他主张，概括他已经和将要实现反应过程。这本专著出版标志着“生命力”论终止和“有机合成”学科诞生，预示着大规模有机合成时代降临。n当初还没有有机化学结构理论，对有机化合物结构尚不清楚，所以那时有机合成很多带有很大盲目性，多属于意外发觉。n1861年，俄国化学家Butelieluofu首次提出“化学结构理论”，认为分子性质不但依赖于它元素组成，而且依赖于它化学结构，这个理论为当初有机化学、有机合成发展指出了正确方向。（第一次从甲醛出发合成了糖类物质）。n1865年德国化学家Kekule提出有机物碳四价理论，发展了有机化合物结构学说（提出苯结构式。）n1874年，荷兰化学家VantHoff和法国化学家LeBel提出碳四面体学说立体化学概念。(第一届NobelPrize）3）有机化学迅猛发展第33页1876年，德国化学家Baeyer合成靛蓝成功。19因在有机染料和芳香烃化合物方面成就获NobelPrize.1891年费歇尔为了能简单准确地把单糖等四面体模型反应在纸面上提出了投影式，这就是著名费歇尔投影式。费歇尔在19世纪末合成了葡萄糖，代表19世纪未有机合成最高水平。有机合成在20世纪得到了全方面发展。20世纪以来，伴随量子力学引入分析伎俩和计算机广泛应用，产生了量子有机化学，包含：价键理论、分子轨道理论和分子轨道对称守恒原理。第34页n到到20世纪末，有机化学已经发展到相当高水平。世纪末，有机化学已经发展到相当高水平。在理论上，形成了一套比较完整理论。在合成上，在理论上，形成了一套比较完整理论。在合成上，人们不但能合成出普通天然有机物，也能合成出人们不但能合成出普通天然有机物，也能合成出自然界没有有机物，还能合成出比自然界性能更自然界没有有机物，还能合成出比自然界性能更优异材料来。有机化学和有机化合物已经发展到优异材料来。有机化学和有机化合物已经发展到无处不在，无处不用水平。无处不在，无处不用水平。在我国，化学家们先后合成了牛胰岛素、丙氨酸在我国，化学家们先后合成了牛胰岛素、丙氨酸转移酶等，这些都是有生物活性大分子。转移酶等，这些都是有生物活性大分子。第35页a.天然有机化学天然有机化学b.有机化学物结构判定有机化学物结构判定(有机分析）有机分析）c.物理有机化学（反应机理研究）物理有机化学（反应机理研究）d.有机合成化学有机合成化学e.金属与元素有机化学金属与元素有机化学f.生物有机化学生物有机化学5）有机化学主要分支）有机化学主要分支第36页3.有机化学若干预备知识l有机化合物及有机化学定义有机化合物及有机化学定义l有机化合物分类有机化合物分类l有机化合物特点有机化合物特点l有机化合物化学键有机化合物化学键l有机反应知识有机反应知识l分子间力分子间力l有机溶剂分类有机溶剂分类第37页1）.有机化合物及有机化学定义有机化合物及有机化学定义有机化合物有机化合物：OrganicCompound含碳化合物（除含碳化合物（除CO、碳酸盐等）：碳氢化合、碳酸盐等）：碳氢化合物物(烃烃hydrocarbons)及其衍生物（及其衍生物（derivative)有机化学有机化学：OrganicChemistry研究有机物制备（研究有机物制备（preparation)、结构（、结构（structure)、性质性质(property)、应用、应用(application)科学科学第38页2）有机化合物分类（1）定义：在有机化学中，常把只含有碳、氢两种元素化合物看）定义：在有机化学中，常把只含有碳、氢两种元素化合物看做母体，称做做母体，称做烃烃(hydrocarbon)，如烷烃、烯烃、炔烃、芳烃，如烷烃、烯烃、炔烃、芳烃等。而把母体中一个或几个氢原子被其它原子或原子团取代后等。而把母体中一个或几个氢原子被其它原子或原子团取代后生成物叫做烃生成物叫做烃衍生物衍生物这些取代原子或原子团叫做这些取代原子或原子团叫做官能团官能团。（2）对于基本烃类，按照碳链结合方式不一样可分为以下几类：）对于基本烃类，按照碳链结合方式不一样可分为以下几类：第39页第40页第41页(4)杂环化合物：可看做是对应芳香环上碳原子被杂原子取代杂环化合物：可看做是对应芳香环上碳原子被杂原子取代后生成物。如：后生成物。如：(5)天然有机化合物：是指从自然界动植物中提炼出来有机化天然有机化合物：是指从自然界动植物中提炼出来有机化合物。如：碳水化合物、蛋白质、油脂等。合物。如：碳水化合物、蛋白质、油脂等。第42页3）.有机化合物特点(1)在结构上在结构上：碳是有机化合物主要组成元素和骨架。因为碳原子相互结合碳是有机化合物主要组成元素和骨架。因为碳原子相互结合能力很强，能够形成长短不等链，大小不一样环，小则一、两个碳原子能力很强，能够形成长短不等链，大小不一样环，小则一、两个碳原子就可形成一个分子；多则几千个、几万个、甚至几十万个碳原子组成高就可形成一个分子；多则几千个、几万个、甚至几十万个碳原子组成高分子。所以，尽管有机物只由少数几个元素组成，却能组成份子量不一分子。所以，尽管有机物只由少数几个元素组成，却能组成份子量不一样许多分子。样许多分子。(2)同分异构现象同分异构现象：即使分子式相同，因为碳原子之间连接方式和空间排布：即使分子式相同，因为碳原子之间连接方式和空间排布方式不一样，也可产生结构不一样一系列化合物。例：方式不一样，也可产生结构不一样一系列化合物。例：第43页第44页C4H8同分异构现象同分异构现象第45页定义：分子式相同，而分子结构不一样所产生一系列化定义：分子式相同，而分子结构不一样所产生一系列化合物叫做合物叫做同分异构体同分异构体。产生同分异构体现象叫做同分异构现。产生同分异构体现象叫做同分异构现象。象。可见，分子中碳原子数目越多，同分异构体数目也越多。可见，分子中碳原子数目越多，同分异构体数目也越多。所以，同分异构现象也是有机化合物数目众多原因之一。所以，同分异构现象也是有机化合物数目众多原因之一。第46页(3)在性质上：第47页4）.有机化合物化学键l有机化合物中常见化学键：有机化合物中常见化学键：共价键、配位键共价键、配位键第48页（1 1）共价键特点共价键特点a.饱和性：b.方向性：第49页（2）共价键属性：）共价键属性：键长、键能、键角键长、键能、键角（键参数）（键参数）键长键长：稳定分子中两个原子核之间距离。键能键能：将两个成键原子分开，使其成为原子状态所需能量。第50页解离能解离能：断开某一共价键所需要能量（不一样于键能）键角键角：分子中共价键之间夹角分子中共价键之间夹角。SP:180o,SP2:120o,SP3:109.5o第51页（3 3）、共价键极性，有机分子极性）、共价键极性，有机分子极性v共价键极性随成键原子电负性、杂化方式共价键极性随成键原子电负性、杂化方式 而改变。而改变。v分子极性：双原子分子，多原子分子。分子极性：双原子分子，多原子分子。第52页定向力定向力：极性分子间作用力，偶极：极性分子间作用力，偶极偶极作用力，偶极作用力，色散力色散力：极性分子和非极性分子内之间作用力。：极性分子和非极性分子内之间作用力。分子内部电荷分布不均匀，运动瞬间产生暂时偶极。分子内部电荷分布不均匀，运动瞬间产生暂时偶极。极化率：极化率：RIRBrRClRF氢键氢键：氢原子与原子半径小、电负性强且有未共用电子正：氢原子与原子半径小、电负性强且有未共用电子正确原子（确原子（F、O、N）结合时产生力。）结合时产生力。三种力大小比较：三种力大小比较：氢键氢键定向力定向力色散力色散力5 5）分子间力）分子间力第53页超分子化学超分子化学超分子化学式研究两种以上化学物种经过分子间力相互作用缔结而成含有特定结构和功效超分子体系科学。+超分子化学第54页介绍受体水相CHCl3相18冠醚-6冠醚相转移催化第55页l按化学键改变分类按化学键改变分类l 自由基型反应自由基型反应 均裂均裂A：BAB自由基l 离子型反应离子型反应 异裂异裂 A：BAB:离子l 协同反应协同反应 没有活性中间体，键断裂与生成同时没有活性中间体，键断裂与生成同时l按反应形式分类按反应形式分类 取代、加成、消除、分子重排、缩合、聚合、氧取代、加成、消除、分子重排、缩合、聚合、氧化、还原、酸碱反应、相转移催化反应等化、还原、酸碱反应、相转移催化反应等(2).(2).(2).(2).反应机理反应机理反应机理反应机理一个反应反应过程详细描述，称为该反应反应一个反应反应过程详细描述，称为该反应反应机理机理(又称为反应历程或反应机制又称为反应历程或反应机制)。6).6).有机反应有机反应(1）.有机反应分类有机反应分类第56页 研究较清楚有机反应有3000多个，在有机合成上有通用价值约200多个。(3)、有机反应评价、有机反应评价-好有机反应才有合成上价值好有机反应才有合成上价值.第57页l（1 1）高反应产率）高反应产率l（2 2）温和反应条件）温和反应条件l（3 3）优异反应选择性，包含化学选择性、区域选择性和立）优异反应选择性，包含化学选择性、区域选择性和立体选择性等体选择性等l（4 4）易于取得反应起始原料）易于取得反应起始原料l（5 5）尽可能是化学计量反应向催化循环反应发展）尽可能是化学计量反应向催化循环反应发展l（6 6）对环境污染尽可能少）对环境污染尽可能少好合成反应评价标准好合成反应评价标准第58页（4）有机反应选择性l化学选择性化学选择性Chemoselectivity试剂对不一样官能团选择性反应第59页有机反应选择性有机反应选择性位置选择性位置选择性位置选择性位置选择性Regioselectivity(区域区域选择性选择性)，分子中处于不，分子中处于不一样位置有相同官能团，一样位置有相同官能团，试剂对某一特定位置上试剂对某一特定位置上官能团优先反应；一些官能团优先反应；一些官能团如官能团如C=CC=C，或者，或者C=OC=O 位，有不一样反应位，有不一样反应点，但其中某一个反应点，但其中某一个反应点优先反应点优先反应。第60页有机反应选择性有机反应选择性l立体选择性Stereoselectivity包含包含:(1):(1)顺反异构选择性；顺反异构选择性；(2)(2)对映面选择性等。对映面选择性等。第61页l1.1.质子溶剂质子溶剂 能与负离子形成强氢键溶剂（如：能与负离子形成强氢键溶剂（如：H H2 2O O，CHCH3 3OHOH，CHCH3 3COOHCOOH等含有活泼氢溶剂）。等含有活泼氢溶剂）。l2.2.极性质溶剂极性质溶剂(非质子性极性溶剂非质子性极性溶剂)l3.3.非极性溶剂非极性溶剂 （如（如CClCCl4 4，苯等），苯等）7)7)有机溶剂分类有机溶剂分类第62页8）研究有机化合物普通步骤1 1、分离提纯、分离提纯蒸馏、分馏、重结晶、色谱法等。蒸馏、分馏、重结晶、色谱法等。2 2、纯度判定、纯度判定 通常，固体熔点在通常，固体熔点在0.50.52 2 o oC C之间，之间，液体沸点在液体沸点在1 12 2 o oC C之间。之间。另外可用气相色谱和液相色谱法判断纯度。另外可用气相色谱和液相色谱法判断纯度。第63页3 3、试验式及分子式确实定：、试验式及分子式确实定：普通情况下由元素分析确定有机化合物试验式，然后由质普通情况下由元素分析确定有机化合物试验式，然后由质谱法确定有机化合物分子量，然后求出该化合物分子式谱法确定有机化合物分子量，然后求出该化合物分子式解：解：碳质量碳质量=4.7412/44=1.29g=4.7412/44=1.29g 氢质量氢质量=1.92 2/18=0.213 g=1.92 2/18=0.213 g 氧质量氧质量=1.757g=1.757g 则该化合物各元素摩尔数之比为：则该化合物各元素摩尔数之比为：1.29/12 1.29/12：0.213/10.213/1：1.757/16 11.757/16 1：2 2：1 1 既其化学式为既其化学式为CHCH2 2O O，因其分子量为，因其分子量为6060，则其分子式为，则其分子式为C C2 2H H4 4O O2 2例题：例题：3.26g3.26g样品燃烧后，得到样品燃烧后，得到4.74gCO24.74gCO2和和1.92gH2O,1.92gH2O,试验测得其相对分子量为试验测得其相对分子量为6060。4 4、结构式判定、结构式判定核磁共振谱、红外光谱、质谱、紫外光谱等。核磁共振谱、红外光谱、质谱、紫外光谱等。第64页怎样学习有机化学怎样学习有机化学1 1、培养兴趣；、培养兴趣；2 2、掌握结构特点，打好原子轨道、分子轨道等、掌握结构特点，打好原子轨道、分子轨道等 相关基础；相关基础；3 3、结构决定性质；、结构决定性质；4 4、重视反应机理了解和掌握；、重视反应机理了解和掌握；4 4、掌握普通规律，也要记一些主要特殊性质；、掌握普通规律，也要记一些主要特殊性质；5 5、独立完成习题，课下复习；、独立完成习题，课下复习；6 6、试验技能掌握、试验技能掌握第65页4.有机合成介绍有机合成介绍是科学和艺术完美结合。是科学和艺术完美结合。集实用性和观赏性与一身。集实用性和观赏性与一身。第66页第67页今后，有机合成进入R.B.Woodward时代。RobertBurnsWoodwardTheNobelPrizeinChemistry1965一位不停向最复杂天然有机物分子挑战人一位不停向最复杂天然有机物分子挑战人他完成全合成有：1.喹啉(1944年）2.利血平（1956年）3.胆甾醇（1951年）4.马钱子碱（1954年）5.羊毛甾醇（1954年）6.叶绿素（1960年）7.四环素（1963年）8.维生素B12（1973年）9.红霉素（1981年）第68页1944年奎宁奎宁第69页1954年第70页1960年第71页1973年VitaminB12历时，一百多人参加第72页1981年18个手性中心，可能光学异构体218(262144个异构体之一，49人参加）第73页除了对有机合成巨大贡献外，woodward在理论化学上贡献还功不可没。他和霍夫曼（量子化学）提出了解释周环反应分子轨道对称守恒原理，然而在1981年颁发诺贝尔奖时，因为woodward已经逝世，所以颁给了霍夫曼和日本福井谦一，不然woodward能够成为首次取得两次诺贝尔化学奖科学家。第74页艾里亞斯艾里亞斯詹姆斯詹姆斯科里科里，。EliasJamesCorey第75页有机合成化学宗师级人物。在有机合成发展史上被公认为伍德沃德伍德沃德概念上学术接班人。他鼎盛时期被称为有机合成史，把有机合成请下神坛人物。”科里时代“上伍德沃德创建合成艺术变为合成科学“他最大贡献在于将，归纳并系统化了有机合成方法，提出逆合成份析理论，使”得合成设计变成一门能够学习科学，而不是带有个人色彩绝学。完成了一百各种复杂天然产物全合成，比如：前列腺素，多醚，内酰胺（主要抗生素），大环内酯（另外一个主要B-生物碱，等。(longifolene)抗生素），海葵毒素，卟啉、长叶松萜烯第76页银杏内酯第77页TBS保护基PCC/PDC氧化剂二亚胺还原剂二噻烷极性反转技术CBS不对称还原Corey-Kim氧化科里也是一个富有创造性学者，创造了许许多多试剂和方法(据统计有50种以上主要试剂和合成方法)。很多方法已经成为当代有机合成惯用方法。第78页lCorey开创并提倡了计算机辅助合成设计，与人合作将计算机图形处理技术引入有机化学信息系统管理。以后造成了Chemdraw、Scifinder等出现。第79页K.C.Nicolaou柯柯西西尼古劳尼古劳，当代有机界大佬，财大气粗，什么分子都敢做，什么分子都能做。第80页PhilBaran，这个名字做合成必定是如雷贯耳。77出生，博士学位，师从全合成巨牛KCNicolaou，Harward做postdoc，师从全合成泰斗EJCorey。年，Scripps做AP，20晋升为FullProf，年仅31岁。他做学生就巨牛，只花一年时间就完成了CP分子全合成，CP是那种看一眼就让人头晕分子，在合成中他大量使用串联反应，真是叹为观止。他独立工作后，将串联反应在全合成中应用发挥到了极致，完成了一系列复杂分子，可怕是，路线都很短，普通不超出十五步，几乎都能够克级制备目标产物。他独立工作这五年取得成就，他人即使用一生取得，也能够称得上一流。能够预见，今后他取得成就应该不在KCN之下。P.S.Baran巴顿巴顿，神秘刺客，剑走偏锋，常能出奇制胜。Fukuyama亚洲全合成第一牛人，Kishi得意门生。第81页新挑战l现在，一些更为复杂大分子也被人工合成出来。l海葵毒素从分离到结构判定，历时；l从结构确定到完成其全合成，历时7年。第82页C C129129H H223223N N3 3O O5454,分子量分子量26802680，6464个手性中心个手性中心由Harvard大学Kishi教讲课题组完成，它合成被誉为有机合成珠穆朗玛峰。20世纪有机合成工作标志。第83页R.Willstater合成颠茄酮路线例1有机合成路线设计主要性路线设计决定合成水平路线设计决定合成水平第84页后，R.Robinson提出合成颠茄酮路线：第85页1、20世纪有机合成化学取得了辉煌成就，但自然界和人类本身认识发展将会不停地向合成化学提出新挑战。天然复杂分子全合成：紫杉醇有机合成新趋势第86页第87页不对称有机合成（asymmetric synthesis）有机合成主要发展方向之一是天然有机物质人工合成。不对称合成技术对确保合成产品天然活性是至关主要。在药品，农药等合成中，没有不对称合成技术是不可想象。不对称含义不对称含义：既没有对称面也没有对称中心。是“手性手性”充分必要条件。不对称有机合成目标不对称有机合成目标是取得光学纯化合物光学纯化合物（或称为（或称为对映纯化对映纯化合物）。合物）。取得光学纯化合物光学纯化合物主要性。主要性。不对称合成技术主要性：2、发展高效、高选择性合成反应、发展高效、高选择性合成反应不对称合成不对称合成第88页不对称有机合成不对称有机合成（asymmetricsynthesis）：又称）：又称手性合成，与光学异构现象紧密相关。指底物分手性合成，与光学异构现象紧密相关。指底物分子中潜（前）手性单元与反应物作用形成不等量子中潜（前）手性单元与反应物作用形成不等量立体异构体过程。立体异构体过程。基本原理：基本原理：创造一个不对称反应条件或环境，使创造一个不对称反应条件或环境，使取代或加成按一定方向进行，从而得到手性纯化取代或加成按一定方向进行，从而得到手性纯化合物。合物。第89页注意：有潜手性底物在反应过程中缺乏手性催化剂或手性试剂诱导，生成产物总体而言是没有手性。第90页实现不对称合成路径1、采取手性原料2、采取手性辅助试剂3、采取手性试剂4、采取手性催化剂第91页1)、采取手性底物底物控制底物控制：由底物中手性原因诱导新形成手性中心形成不等量非对映异构体。因为底物分子不对称性，使分子一侧空间位阻增大，进攻试剂只能从位阻小一侧进攻。此法又分为不对称加成路径和不对称取代路径。第92页2)、采取手性辅助试剂、采取手性辅助试剂手性辅助试剂与无手性底物共价键结合，进手性辅助试剂与无手性底物共价键结合，进行非对映选择性反应，得到非对映异构体可行非对映选择性反应，得到非对映异构体可用常规方法分离、纯化，然后除去手性辅助用常规方法分离、纯化，然后除去手性辅助试剂得到手性化合物，总结果往往是对映选试剂得到手性化合物，总结果往往是对映选择性合成。择性合成。需额外两步反应，需额外两步反应，但可回收，重复使但可回收，重复使用用第93页3)、采取手性试剂、采取手性试剂本身参加反应，化本身参加反应，化学计量使用，反应学计量使用，反应后通常被破坏。后通常被破坏。第94页第95页l制备一个含有特殊空间结构加氢催化剂，这种催化剂能够识别底物分子潜手性面，使氢原子只能从一个方向进行加成。4)、采取手性催化剂最理想不对称合成方法、采取手性催化剂最理想不对称合成方法手性催化剂因为与底物形成份子间氢键、发生配位等，为反应提供一个手性环境，经过立体效应和电子效应来影响试剂进攻方位，从而造成其中一个光学异构体优先生成。第96页实例：铑（1）络合物为催化剂均相催化氢化法。少许手性催化剂便可取得少许手性催化剂便可取得大量手性产物。大量手性产物。第97页产物中一个对映体百分比高于另外一个现象，称为对映体过量（enantiomericexcess,简写为e.e.)第98页假如原料本身是手性，而反应过程中会再产生一个手性中心，得到产物是非对映体。其中一个非对映体百分比高于另外一个时，称为非对映体过量，用d.e.(diastereoisomericexcess)表示。e.e和d.e是衡量不对称合成效率主要参数。第99页从手性配合物到有机小分子催化从手性配合物到有机小分子催化-不对称合成最新进展不对称合成最新进展第100页第101页3 3、日益发展精细化学品需要、日益发展精细化学品需要-绿色合成绿色合成l绿色有机合成绿色有机合成(greensynthesis)：采取无毒、无害原料，催化剂和溶剂，用含有高选择性、高转化率、不生成或者少生成对环境有害物质路径进行有机物合成。其宗旨是从根本上消除或降低环境污染。第102页Anastas-Warner绿色化学12项标准1确立源头杜绝理念确立源头杜绝理念2发展原子经济性合成发展原子经济性合成3较少有危害性合成反应出现较少有危害性合成反应出现4设计要使所生成化学产品是安全设计要使所生成化学产品是安全。5溶剂和辅料是较安全溶剂和辅料是较安全6设计低能耗过程设计低能耗过程7用能够回收原料用能够回收原料8尽可能降低派生物尽可能降低派生物9催化作用催化作用催化剂催化剂10要设计可降解化学品要设计可降解化学品11预防污染进程能进行实时分析预防污染进程能进行实时分析12发展安全化学品发展安全化学品 第103页关于原子经济性:第104页4、有机合成化学与生命科学、材料科学结合相互交叉，相互渗透，联络愈加紧密；（1）与生命科学结合有机合成化学与生命科学结合有机合成化学有机合成选择生命科学中主要物质做合成对象以生物方法用于有机合成模拟生命过程和生命体系合成（2）与材料科学结合有机合成化学与材料科学结合有机合成化学新型导电材料合成：有机导体、有机磁性材料新型光学材料合成：非线性光学材料、液晶和有机电致发光材料生物医学材料合成第105页