有机合成方法与技术
讲课教师:宋林花
第二章有机合成设计
主要授课内容:
◆有机合成设计的定义及意义
◆解决合成设计时的几种策略
◆目标分子的结构剖析
◆逆合成分析法
《现代有机合成方法与技术》薛永强等编,化学工业出版社,2003.
《有机合成化学与路线设计》巨勇等编,清华大学出版社,2002.
《有机合成——切断法探讨》斯图尔特·沃伦著,丁新滕译,上海科学技术文献出版社,1986.
《The logic of chemical synthesis》E. J. Corey and Xue-min Cheng,1989
《Organic synthesis 2th》Michael B. Smith, McGraw-Hill,2002.
本章主要参考书:
一、什么是有机合成设计?
1、定义及意义:
在多步骤有机合成中,由于合成对象或目标分子的复杂性,需要事先拟定合成路线,这一工作称为合成设计。
完成合成工作
合理的合成设计
训练有素的合成手艺
Logic
Strategy
Art
Technique
Technology
《The logic of chemical synthesis》
E. J. Corey and Xue-min Cheng,1989
莨菪碱(颠茄醇)
例1:
1902年,德国化学家Willstätter完成了莨菪碱的合成。从环庚酮出发,经过20余步反应完成,产率极低。1915年获得诺贝尔奖。
颠茄碱(阿托品)
Willstätter的合成路线:
21 steps, overall yield %
例2:
十五年后(1917年),英国著名有机化学家S. R. Robinson进一步研究了莨菪碱的结构,进行了合成,他采用了全新、简捷的合成方法,他是模拟自然界植物体合成莨菪碱的过程进行的。1947年获得诺贝尔奖。
-2CO2
假石榴皮碱
颠茄酮
(麻醉剂)
3 steps, overall yield 90%
Mannich Reaction (1912)
Robinson为什么能是发现这条合成路线?
Robinson的合成路线不但减少了合成步骤,也提高的收率,由此可见,对复杂分子的合成,路线设计非常重要。
也称作胺甲基化反应,是含有活泼氢的化合物(通常为羰基化合物)与甲醛和二级胺或氨缩合,生成β-氨基(羰基)化合物的有机化学反应。
Robinson 合成法的重要意义:
(1)自然界中如何形成莨菪碱? 仿生合成的萌芽
(2)从莨菪碱的结构出发,找出与 Mannich 反应的关系
逆合成分析
Nicolaou :
K. C. Nicolaou采用过量的IBX(o-iodoxylbenzonic acid)邻碘酰苯甲酸试剂,利用一锅法反应将醇氧化成酮的同时形成α,β-不饱和结构,进一步加入甲胺可直接生成托品酮及其类似物
由此可见,首先要有好的设计思路,才能设计出好的合成路线
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