有機(jī)合成方法研究進(jìn)展

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1、有機(jī)合成方法進(jìn)展一、前言1.有機(jī)合成是有機(jī)化學(xué)中最富活力的領(lǐng)域有機(jī)合成是表現(xiàn)有機(jī)化學(xué)家非凡創(chuàng)造力的舞臺(tái)資料：*1900-2000年的100年中，化學(xué)合成和分離了2285萬(wàn)種化合物（包括天然產(chǎn)物、藥物、材料等）。其中大部分都是有機(jī)合成的產(chǎn)物。*許多天然存在的有機(jī)化合物，包括復(fù)雜的天然產(chǎn)物，都可以用有機(jī)合成方法制得。有機(jī)合成是有機(jī)化學(xué)中永不枯竭的研究資源:*生命科學(xué):生物大分子，生物活性分子，生化分析試劑等*醫(yī)藥學(xué):藥物，藥理、病理分析試劑等*農(nóng)業(yè):農(nóng)藥、農(nóng)用化學(xué)品等*石油:石油化工產(chǎn)品等*材料科學(xué):高分子化合物，功能材料等*

2、食品:食品添加劑等*日用化工:染料，涂料，化裝品等有機(jī)合成是推動(dòng)有機(jī)化學(xué)發(fā)展的永恒動(dòng)力：有機(jī)化學(xué)家在解決有機(jī)合成問(wèn)題過(guò)程中，全面發(fā)展了有機(jī)化學(xué)：化學(xué)結(jié)構(gòu)理論，反應(yīng)理論，合成方法，分離純化方法，結(jié)構(gòu)鑒定方法等。2.有機(jī)合成發(fā)展歷史（1）1828年Wohler用典型的無(wú)機(jī)物合成了尿素。開(kāi)始了近代有機(jī)化學(xué)以及有機(jī)合成的的歷史。（2）1917年，Robinson合成了托品酮。開(kāi)創(chuàng)了系統(tǒng)的有機(jī)合成方法，反應(yīng)機(jī)制和化學(xué)結(jié)構(gòu)關(guān)系等的研究。并第一次開(kāi)設(shè)了有機(jī)合成課程。（3）20世紀(jì)50年代NMR技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)測(cè)定。（4）2

3、0世紀(jì)50-70年代，Woodward合成了利血平，膽甾醇，維生素B12和紅霉素（18個(gè)手性中心）等，將有機(jī)合成發(fā)展到前所未有的水平。（5）20世紀(jì)60年代，Merrifield發(fā)展了固相合成技術(shù)。（6）20世紀(jì)70年代，Corey發(fā)展了手性合成理論和方法。（7）1989年，Kishi合成了?？舅兀ǚ肿邮剑篊129H223N3O54,分子量2680，64個(gè)手性中心，7個(gè)骨架內(nèi)雙鍵），被稱(chēng)為是世紀(jì)工程。（8）20世紀(jì)90年代，發(fā)展了組合化學(xué)合成理論和技術(shù)。C129H223N3O54,分子量2680，64個(gè)手性中心3.有機(jī)合

4、成方法發(fā)展的動(dòng)力具有重要功能的復(fù)雜有機(jī)分子，特別是生物大分子、天然有機(jī)化合物、藥物、染料、材料、特殊有機(jī)試劑、精細(xì)有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品以及其它功能有機(jī)化合物的合成需要；結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系研究需要等是有機(jī)合成方法研究的基本動(dòng)力。例如：*手性純氨基酸的合成?????不對(duì)稱(chēng)合成法*多肽合成?????固相合成法*大規(guī)模藥效篩選?????組合化學(xué)法*特殊結(jié)構(gòu)化合物合成、零污染合成?????生物有機(jī)合成法（酶法和基因工程法）二、有機(jī)合成方法研究進(jìn)展1．合成策略及理論（1）逐步合成法（Stepwiseelongation）和片段組合法(Fragme

5、ntcondensation)合成一個(gè)復(fù)雜的大分子化合物，可以采用兩種合成途徑：a.從起始原料開(kāi)始一步一步進(jìn)行合成的逐步合成法;b.先合成若干片段，最后將各個(gè)片段連接成目標(biāo)分子的片段組合法。*在實(shí)際的合成中，采用何種策略，則需要進(jìn)行具體的分析。例如：多肽合成可以選擇肽鏈逐步增長(zhǎng)法，即氨基酸殘基是一個(gè)一個(gè)依次加上去的。另一種是片斷組合法，即先合成一些小的肽段，然后再將小肽段偶聯(lián)成多肽。兩種多肽合成策略比較（合成一個(gè)多肽a-b-c-d-e-f-g-h)肽鏈逐漸增長(zhǎng)法片斷組合法g?ha?bc?de?fg?hf?g?ha?b?c?

6、de?f?g?he?f?g?ha?b?c?d?e?f?g?hd?e?f?g?hc?d?e?f?g?hb?c?d?e?f?g?ha?b?c?d?e?f?g?h產(chǎn)率:a7(a8-1)a3=alog28（８為多肽中氨基酸殘基數(shù)目）比較兩種合成策略的優(yōu)缺點(diǎn)：對(duì)于合成分子量不大的多肽，兩種方法都可以采用。但是如果要合成分子量大的多肽，則一般應(yīng)采用片斷組合法。例如，合成含有32個(gè)氨基酸殘基的多肽，如果要求總的產(chǎn)率為30%,對(duì)于片斷組合法，則要求每一步的平均產(chǎn)率為78%；而對(duì)于肽鏈逐步增長(zhǎng)法，則要求每一步產(chǎn)率為96.2%。（2）拆分法(

7、Disconnectionapproach)拆分法是為了解決復(fù)雜有機(jī)分子全合成的合成路線設(shè)計(jì)發(fā)展起來(lái)的一種合成設(shè)計(jì)理論。它的基本思想是將目標(biāo)化合物分子拆分成一系列片段，應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)知識(shí)，確定每一個(gè)片段相對(duì)應(yīng)的起始原料和化學(xué)反應(yīng)。例如：所有的起始原料確定后，再設(shè)計(jì)全合成路線。在實(shí)施合成時(shí)，可以采用逐步合成法或片段組合法進(jìn)行合成。（3）計(jì)算機(jī)輔助有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)a.化學(xué)信息學(xué)和化學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)與有機(jī)合成有關(guān)常用數(shù)據(jù)庫(kù)：*現(xiàn)有化學(xué)品數(shù)據(jù)庫(kù)*有機(jī)化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)*合成方法和轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)庫(kù)*合成方法參考文獻(xiàn)庫(kù)*保護(hù)基團(tuán)數(shù)據(jù)庫(kù)*雜環(huán)合成數(shù)據(jù)庫(kù)

8、b.應(yīng)用各種數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)合成路線*整體設(shè)計(jì)法：目標(biāo)化合物??三維結(jié)構(gòu)??數(shù)據(jù)處理??搜索（從所選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)中）??修改??可能合成路線*分步設(shè)計(jì)法：先將目標(biāo)化合物分解為結(jié)構(gòu)單元，再按數(shù)據(jù)庫(kù)提供的信息，一步一步進(jìn)行設(shè)計(jì)。2．合成試劑（1）活性中間體活性中間體–一般是具有很好的離去基團(tuán)化合物。常見(jiàn)的活性中間體