有機合成原理及路線設(shè)計

1 緒論1
1.1 有機合成的意義和任務(wù)1
1.1.1 有機合成的概念1
1.1.2 有機合成化學(xué)的發(fā)展史2
1.2 有機合成方法5
1.2.1 有機合成反應(yīng)5
1.2.2 有機合成路線設(shè)計6
1.3 有機合成的重點8
1.4 有機合成化學(xué)的現(xiàn)狀和展望8
2 碳鏈的增長和縮短10
2.1 用有機金屬化合物的反應(yīng)增長碳鏈10
2.1.1 Grignard試劑參與的加成反應(yīng)11
2.1.2 Grignard試劑參與的取代反應(yīng)13
2.2 烴化反應(yīng)13
2.2.1 氰化物的烴化13
2.2.2 雙活化亞甲基化合物的烴化14
2.3 縮合反應(yīng)16
2.3.1 羥醛縮合16
2.3.2 羧酸衍生物與醛、酮的縮合18
2.3.3 Stobbe縮合19
2.3.4 共軛加成20
2.3.5 Wittig反應(yīng)20
2.4 Friedel-Crafts反應(yīng)21
2.4.1 烴化21
2.4.2 ?；?3
2.5 碳鏈的縮短25
2.5.1 脫羧反應(yīng)26
2.5.2 氧化反應(yīng)27
2.5.3 分子重排28
3 碳環(huán)的形成、破裂、擴(kuò)大和縮小31
3.1 碳環(huán)的形成31
3.1.1 分子內(nèi)的親核取代反應(yīng)31
3.1.2 分子內(nèi)(間)的親核加成反應(yīng)32
3.1.3 分子內(nèi)的Friedel-Crafts反應(yīng)32
3.1.4 酮醇縮合33
3.1.5 分子內(nèi)的Diels-Alder反應(yīng)33
3.1.6 碳烯與雙鍵的環(huán)加成反應(yīng)35
3.2 碳環(huán)的破裂、擴(kuò)大和縮小35
3.2.1 碳環(huán)的破裂35
3.2.2 碳環(huán)的擴(kuò)大和縮小37
3.3 脂環(huán)和芳環(huán)的互變37
3.3.1 芳環(huán)的加氫37
3.3.2 脂環(huán)的芳化38
4 官能團(tuán)的導(dǎo)入、除去和互變39
4.1 烯鍵和炔鍵39
4.1.1 烯鍵和炔鍵的導(dǎo)入39
4.1.2 烯鍵和炔鍵的反應(yīng)41
4.2 碳鹵鍵46
4.2.1 碳鹵鍵的導(dǎo)入46
4.2.2 碳鹵鍵的反應(yīng)48
4.3 羥基50
4.3.1 羥基的導(dǎo)入50
4.3.2 羥基的反應(yīng)52
4.4 羰基53
4.4.1 羰基的導(dǎo)入53
4.4.2 羰基的反應(yīng)55
4.5 羧基57
4.5.1 羧基的導(dǎo)入57
4.5.2 羧基的反應(yīng)58
4.6 氨基58
4.6.1 氨基的導(dǎo)入58
4.6.2 氨基的反應(yīng)59
5 保護(hù)基團(tuán)及導(dǎo)向基團(tuán)的導(dǎo)入、利用和除去60
5.1 合成過程中官能團(tuán)的保護(hù)60
5.2 羥基的保護(hù)62
5.2.1 醇羥基的保護(hù)62
5.2.2 酚羥基的保護(hù)64
5.2.3 羧基的保護(hù)65
5.3 氨基的保護(hù)66
5.3.1 酰化66
5.3.2 芐氧羰基和第三丁氧羰基67
5.4 羰基的保護(hù)68
5.5 C—H鍵的保護(hù)68
5.5.1 脂肪族C—H鍵的保護(hù)69
5.5.2 芳環(huán)上C—H鍵的保護(hù)69
5.6 導(dǎo)向基團(tuán)的導(dǎo)入、利用和除去70
5.6.1 活化導(dǎo)向71
5.6.2 鈍化導(dǎo)向72
5.6.3 封閉特定位置進(jìn)行導(dǎo)向73
6 逆合成法——反向合成法75
6.1 逆合成法的涵義75
6.1.1 逆合成法的涵義及其使用75
6.1.2 逆合成分析原理76
6.2 合成路線的類型77
6.2.1 骨架和官能團(tuán)都無變化77
6.2.2 骨架不變，但官能團(tuán)變77
6.2.3 骨架變化而官能團(tuán)不變77
6.2.4 骨架與官能團(tuán)均變77
6.3 逆分析中常用的術(shù)語78
6.4 逆分析過程中合成設(shè)計的簡化80
6.4.1 嘗試在不同部位切斷80
6.4.2 優(yōu)先考慮骨架的形成81
6.4.3 優(yōu)先在雜原子處切斷81
6.4.4 合理利用分子的對稱性或潛在對稱性82
6.4.5 添加輔助官能團(tuán)后再切斷84
6.5 原料的選擇84
7 分子拆分法——合成子法86
7.1 分子拆分應(yīng)遵循的原則86
7.1.1 優(yōu)先考慮骨架的形成86
7.1.2 其次聯(lián)想官能團(tuán)的形成87
7.2 分子拆分的一般方法87
7.2.1 嘗試在不同的部位拆分87
7.2.2 要在回推的“適當(dāng)階段”將分子拆分88
7.2.3 全面分析問題89
7.3 醇的拆分89
7.3.1 醇的拆分方法90
7.3.2 醇的合成實例91
7.4 β-羥基羰基化合物和α，β-不飽和羰基化合物的拆分91
7.4.1 β-羥基羰基化合物的拆分91
7.4.2 β-羥基醛酮的拆分92
7.4.3 α，β-不飽和羰基化合物的拆分93
7.4.4 β-羥基羰基化合物和α，β-不飽和羰基化合物的合成96
7.5 1，3-二羰基化合物的拆分97
7.5.1 1，3-二羰基化合物的拆分97
7.5.2 1，3-二羰基化合物的合成101
7.6 1，5-二羰基化合物的拆分103
7.6.1 1，5-二羰基化合物的合成——邁克爾（Michael）加成反應(yīng)103
7.6.2 1，5-二羰基化合物的拆分法104
7.6.3 Mannich反應(yīng)合成1，5-二羰基化合物105
7.7 α-羥基羰基化合物的拆分107
7.7.1 α-羥基酸的拆分107
7.7.2 α-羥基酮的拆分107
7.8 1，4和1，6-二羰基化合物的拆分108
7.8.1 1，4-二羰基化合物的拆分108
7.8.2 1，6-二羰基化合物的拆分110
7.9 分子拆分法的選擇112
7.9.1 合成路線不宜太長112
7.9.2 合成原料的選擇112
8 不對稱合成114
8.1 不對稱合成的意義114
8.2 有機合成的選擇性116
8.3 實現(xiàn)不對稱合成的途徑118
8.3.1 手性底物誘導(dǎo)的不對稱合成118
8.3.2 手性輔助基團(tuán)控制法119
8.3.3 手性試劑誘導(dǎo)的不對稱合成120
8.3.4 手性催化的不對稱合成121
8.4 不對稱合成的幾個主要反應(yīng)122
8.4.1 不對稱催化氫化及其他還原反應(yīng)122
8.4.2 不對稱烷基化反應(yīng)123
8.4.3 醛醇縮合123
8.4.4 不對稱Diels-Alder反應(yīng)124
8.4.5 不對稱環(huán)氧化125
9 復(fù)雜化合物的合成128
9.1 除蟲菊酸128
9.2 紫杉醇129
9.2.1 由巴卡亭Ⅲ的半合成130
9.2.2 紫杉醇化學(xué)全合成131
9.3 青蒿素133
9.3.1 青蒿素的化學(xué)合成133
9.3.2 青蒿素的生物合成134
9.4 維生素A135
9.5 青霉素137
9.6 前列腺素E2和E2α(prostgrandin E2，E2α)140
9.7 十二面烷(C20H20)142
10 綠色有機合成簡介146
10.1 綠色有機合成146
10.2 原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)147
10.2.1 催化過程147
10.2.2 環(huán)境友好催化劑148
10.3 有機電合成149
10.4 芳香胺的無鹵合成151
10.5 采用環(huán)境友好的綠色溶劑152
10.6 綠色合成原料153
10.7 生物催化劑——催化抗體和酶153
附錄1 增長碳鏈的方法155
附錄2 縮短碳鏈的方法160
附錄3 還原劑對不同官能團(tuán)的活性162
附錄4 與有機合成有關(guān)的諾貝爾化學(xué)獎獲獎名單163
附錄5 有機合成中常見的縮寫164
參考文獻(xiàn)173