有機合成緒論

1、 有機合成化學有機合成化學生物化學系生物化學系 李東風李東風電話：電話E-mail: 課程簡介課程簡介l有機合成化學是有機化學中最重要的基礎學科之一，它有機合成化學是有機化學中最重要的基礎學科之一，它是創(chuàng)造新有機分子的主要手段和工具，發(fā)現新反應、新是創(chuàng)造新有機分子的主要手段和工具，發(fā)現新反應、新試劑、新方法和新理論是有機合成的創(chuàng)新所在。試劑、新方法和新理論是有機合成的創(chuàng)新所在。l1828年德國化學家維勒用無機物氰酸銨的熱分解方法，年德國化學家維勒用無機物氰酸銨的熱分解方法，成功地制備了有機物尿素，揭開了有機合成的帷幕。成功地制備了有機物尿素，揭開了有機合成的帷幕。10

2、0多年來，有機合成化學的發(fā)展非常迅速。多年來，有機合成化學的發(fā)展非常迅速。 課程簡介課程簡介l有機合成發(fā)展的基礎是各類基本合成反應，不論合成多么有機合成發(fā)展的基礎是各類基本合成反應，不論合成多么復雜的化合物，其全合成可用逆合成分析法復雜的化合物，其全合成可用逆合成分析法(Retrosynthesis Analysis)分解為若干基本反應，如加成反分解為若干基本反應，如加成反應、重排反應等。每個基本反應均有它特殊的反應功能。應、重排反應等。每個基本反應均有它特殊的反應功能。合成時可以設計和選擇不同的起始原料，用不同的基本合合成時可以設計和選擇不同的起始原料，用不同的基本合成反應，獲得同一個復雜有

3、機分子目標物，起到異曲同工成反應，獲得同一個復雜有機分子目標物，起到異曲同工的作用，這在現代有機合成中稱為的作用，這在現代有機合成中稱為“合成藝術合成藝術”。 課程簡介課程簡介l有機合成化學有機合成化學是我?；瘜W相關專業(yè)學生學習的重要專是我校化學相關專業(yè)學生學習的重要專業(yè)課程之一，課程主要介紹了有機合成化學的基本知識和業(yè)課程之一，課程主要介紹了有機合成化學的基本知識和進展，將基礎有機合成原理、方法與現代有機合成的原理進展，將基礎有機合成原理、方法與現代有機合成的原理、方法緊密銜接，體現有機合成化學的基礎性、系統性、方法緊密銜接，體現有機合成化學的基礎性、系統性、科學性和前沿性，反映有機合成中產

4、率高和選擇性好的反科學性和前沿性，反映有機合成中產率高和選擇性好的反應，同時反映環(huán)境友好合成。應，同時反映環(huán)境友好合成。 課程簡介課程簡介l本課程主要內容包括氧化反應、還原反應、烷基化反應、本課程主要內容包括氧化反應、還原反應、烷基化反應、縮合反應、消除反應、分子重排反應、環(huán)合反應及光學異縮合反應、消除反應、分子重排反應、環(huán)合反應及光學異構體的拆分和不對稱合成、保護基在有機化合物種的應用構體的拆分和不對稱合成、保護基在有機化合物種的應用等。通過學習重點掌握合成化學的基本原理和基本知識，等。通過學習重點掌握合成化學的基本原理和基本知識，了解這些理論和知識在實際中尤其在實際中的應用，使化了解這些理

5、論和知識在實際中尤其在實際中的應用，使化學相關的學生對有機合成有全面系統的認識。學相關的學生對有機合成有全面系統的認識。l課時安排：總學時課時安排：總學時32，其中：課堂講授，其中：課堂講授23；實驗教學；實驗教學9。l成績組成：平時成績成績組成：平時成績20%，實驗成績，實驗成績20%，期末成績，期末成績60%。主要教材和參考書主要教材和參考書主要參考書：主要參考書：1、王玉爐主編，有機合成化學（第二版），科學出版社，2009。 2、徐家業(yè)主編，高等有機合成，化學工業(yè)出版社，2005。 3、黃憲編著，新編有機合成化學，化學工業(yè)出版社，2003。 4、巨勇編著，有機合成化學與路線設計，清華大學

6、出版社，2002。 主編：葉飛主編：葉飛 黃長干黃長干 徐翠蓮徐翠蓮 化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社2010年年9月第月第1版版第一章第一章 緒論緒論1.1 引言引言1.2 有機合成化學發(fā)展史有機合成化學發(fā)展史 1.3 有機合成的任務有機合成的任務1.4 有機合成化學的研究方法有機合成化學的研究方法1.5 有機合成的發(fā)展趨勢有機合成的發(fā)展趨勢1.1 引言引言R. Breslow 美國化學會會長美國化學會會長哥倫比亞大學教授哥倫比亞大學教授這本書用簡潔、清晰的語言向公眾說這本書用簡潔、清晰的語言向公眾說明，化學對于人類文明生活的實際貢明，化學對于人類文明生活的實際貢獻以及化學是如何作出這些貢獻的獻

7、以及化學是如何作出這些貢獻的 化學是一門中心的、有用的、創(chuàng)造性的科學化學是一門中心的、有用的、創(chuàng)造性的科學化學的核心是合成化學化學的核心是合成化學-徐光憲（中國科學院院士，北京大學徐光憲（中國科學院院士，北京大學教授，中國化學會理事長）教授，中國化學會理事長）徐光憲，著名物理化學家，無機化學家，教育徐光憲，著名物理化學家，無機化學家，教育家，中國科學院院士。獲得多項學術大獎家，中國科學院院士。獲得多項學術大獎,被譽被譽為中國為中國“稀土之父稀土之父” 。著作有。著作有物質結構物質結構、稀土的溶劑萃取稀土的溶劑萃取等等有機合成化學是有機化學中最富有活力的分支學科有機合成化學是有機化學中最富有活力

8、的分支學科l合成化學家的目的：合成化學家的目的：1 1、在實驗室內用人工的方法來復制自然界的產物，用以證、在實驗室內用人工的方法來復制自然界的產物，用以證明它的結構。明它的結構。2 2、根據人們的需要來改造分子結構或創(chuàng)造出全新的結構。、根據人們的需要來改造分子結構或創(chuàng)造出全新的結構。有機合成是表現有機化學家非凡創(chuàng)造力的舞臺有機合成是表現有機化學家非凡創(chuàng)造力的舞臺1900-2000年：化學合成和分離了年：化學合成和分離了2285萬種化合物，其中萬種化合物，其中大部分都是有機合成的產物。大部分都是有機合成的產物。許多天然存在的有機化合物，包括復雜的天然產物，都許多天然存在的有機化合物，包括復雜的天

9、然產物，都可以用有機合成方法制得。可以用有機合成方法制得。有機合成是有機化學中永不枯竭的研究資源有機合成是有機化學中永不枯竭的研究資源: :生命科學生命科學: : 生物大分子，生物活性分子，生化分析試劑等生物大分子，生物活性分子，生化分析試劑等醫(yī)藥學醫(yī)藥學: : 藥物，藥理、病理分析試劑等藥物，藥理、病理分析試劑等農業(yè)農業(yè): : 農藥、農用化學品等農藥、農用化學品等石油石油: : 石油化工產品等石油化工產品等材料科學材料科學: : 高分子化合物，功能材料等高分子化合物，功能材料等食品食品: : 食品添加劑等食品添加劑等日用化工日用化工: : 染料，涂料，化裝品等染料，涂料，化裝品等有機合成是推

10、動有機化學發(fā)展的永恒動力：有機合成是推動有機化學發(fā)展的永恒動力： 有機化學家在解決有機合成問題過程中，全面發(fā)展了有有機化學家在解決有機合成問題過程中，全面發(fā)展了有機化學：化學結構理論，反應理論，合成方法，分離純化機化學：化學結構理論，反應理論，合成方法，分離純化方法，結構鑒定方法等。方法，結構鑒定方法等。1.2 有機合成發(fā)展歷史有機合成發(fā)展歷史 推動有機合成的三件大事推動有機合成的三件大事: 1、尿素的合成、尿素的合成(Wohler) 2、有機化合物結構理論的建立、有機化合物結構理論的建立 包括：碳的四價和成鍵和苯的結構包括：碳的四價和成鍵和苯的結構(Kekule)3、碳價鍵的正四面體構型、碳

11、價鍵的正四面體構型(van t Hoff） Jacobus Henricus van t Hoff（1852-1911）荷蘭化學家，）荷蘭化學家，1901年第一位諾貝爾化學獎年第一位諾貝爾化學獎1.2 有機合成發(fā)展史有機合成發(fā)展史（1）早期的化學家基本上從天然來源的混合物中提取比較）早期的化學家基本上從天然來源的混合物中提取比較純的化合物。純的化合物。1806年，瑞典化學家年，瑞典化學家貝采里烏斯（貝采里烏斯（Jons Jakob Berzelius)提出有機化學概念。提出有機化學概念。有機化學之父，生命力學說倡導者。有機化學之父，生命力學說倡導者。1.2 有機合成發(fā)展史有機合成發(fā)展史（2）1

12、828年，德國化學家維勒（年，德國化學家維勒（F.Wohler）用典型的無機）用典型的無機物合成了尿素，從一定程度上改變了當時流行的物合成了尿素，從一定程度上改變了當時流行的“生命力生命力”學說，開始了近代有機化學以及有機合成的歷史。學說，開始了近代有機化學以及有機合成的歷史。維勒（維勒（F.Wohler，18001882），），德國化學家。德國化學家。 我應當告訴您，我制造出尿素并不我應當告訴您，我制造出尿素并不求助于腎或動物求助于腎或動物無論是人或犬。無論是人或犬。 1.2 有機合成發(fā)展史有機合成發(fā)展史(3) 1845年，德國有機化學家（年，德國有機化學家（H. Kolbe）從）從單質元素

13、合成乙酸，并第一次用到單質元素合成乙酸，并第一次用到“合成合成”這個單詞，徹底終結這個單詞，徹底終結“生命力生命力”學說。學說?？聽柊兀聽柊兀↘olbe, A.W.H 1818-1884）（4）1856年，年，W.H.Perkin（英國化學家）（英國化學家）合成苯胺紫，這是第一個人工合成染料合成苯胺紫，這是第一個人工合成染料，第一個工業(yè)有機合成，是有機合成化，第一個工業(yè)有機合成，是有機合成化學史的一個里程碑。學史的一個里程碑。 苯胺紫合成是一個非目標性產物：在合成奎寧（金雞納堿，苯胺紫合成是一個非目標性產物：在合成奎寧（金雞納堿，C20H24N2O21820年提取制備，年提取制備，1908年

14、確定結構）時的意外產物。年確定結構）時的意外產物。珀金珀金(W.H.Perkin18381907) 奎寧奎寧苯胺紫苯胺紫第一個人工合第一個人工合成的食用色素成的食用色素（5）尿素合成之后，）尿素合成之后，19世紀世紀最重要的全合成是最重要的全合成是E.Fisher完完成的成的(+)-葡萄糖合成。在該目葡萄糖合成。在該目標化合物合成過程中，立體化標化合物合成過程中，立體化學的控制是其對合成化學最大學的控制是其對合成化學最大的貢獻。的貢獻。 E.Fisher由此獲得由此獲得1902年諾貝爾化學獎。年諾貝爾化學獎。 Emil Fischer，德國化，德國化學家。學家。1852-1919合成嘌呤及其衍

15、生物多肽合成嘌呤及其衍生物多肽 (+)- 葡萄糖葡萄糖（6）1917年，年，R.Robinson合成合成了托品酮。開創(chuàng)了系統的有機了托品酮。開創(chuàng)了系統的有機合成方法，反應機制和化學結合成方法，反應機制和化學結構關系等的研究。并第一次開構關系等的研究。并第一次開設了有機合成課程。設了有機合成課程。 R.Robinson獲得獲得1947年諾貝爾年諾貝爾化學獎化學獎醫(yī)藥中間體Sir Robert Robinson (Great Britain, 1886 - 1975) for his investigations on plant products of biological importance

16、, especially the alkaloids. 1）1902年，德國化學家韋爾施泰特（年，德國化學家韋爾施泰特（Willstatter）首次）首次實現了托品酮的全合成。（實現了托品酮的全合成。（1915年獲年獲Nobel 化學獎）化學獎）21 steps,overall yield 0.7% 多步全合成的誕生。多步全合成的誕生。Richard Martin Willsttter (Germany, 1872 - 942) “for his researches on plant pigments, especially chlorophyll”. （葉綠素）（葉綠素） （7）20世紀結

17、構理論、色譜技術等的發(fā)展，特別是世紀結構理論、色譜技術等的發(fā)展，特別是50年年代代NMR技術開始應用于有機化合物結構測定，大大推動技術開始應用于有機化合物結構測定，大大推動了有機合成化學的發(fā)展了有機合成化學的發(fā)展300M核磁共振儀核磁共振儀（8）20世紀世紀50-70年代，年代，R.B.Woodward巧妙合成了利血平，膽甾巧妙合成了利血平，膽甾醇，維生素醇，維生素B12和紅霉素（和紅霉素（18個手性中心）等許多結構復雜的天然個手性中心）等許多結構復雜的天然產物，將有機合成發(fā)展到前所未有的水平。產物，將有機合成發(fā)展到前所未有的水平。R. B. Woodward的名言的名言合成對象是不能變動的，

18、既不能單憑勤懇，也不能僅憑靈機一動就進合成對象是不能變動的，既不能單憑勤懇，也不能僅憑靈機一動就進行工作，而必須按照計劃來進行。行工作，而必須按照計劃來進行。VB12（1977）95步，步，512個立體異構體個立體異構體近百人，耗時近百人，耗時15年年lRobert B. Woodward (19171979) was born in Boston and first became acquainted with chemistry in his home laboratory. He entered MIT at the age of 16 and received a Ph.D.lthe

19、same year that those who entered MIT with him received their B.A.s. He went to Harvard as a postdoctoral fellow and remained there for his entire career. lCholesterol （膽固醇）（膽固醇）, cortisone（可的松）（可的松）, strychnine（士的寧）（士的寧）, reserpine (利血平利血平the first tranquilizing drug), chlorophyll（葉綠素）（葉綠素）, tetracy

20、cline（四環(huán)素）（四環(huán)素）, and vitamin（維生素）（維生素） are just some of the complicated organic molecules. Woodward synthesized. He received the Nobel Prize in chemistry in 1965.一位不斷向最復雜的天一位不斷向最復雜的天然有機物分子挑戰(zhàn)的人然有機物分子挑戰(zhàn)的人將有機化學作為一種藝術將有機化學作為一種藝術展現在世人面前展現在世人面前（9） 20世紀世紀70年代，合成熱點是前年代，合成熱點是前列腺素。列腺素。Corey發(fā)展了手性合成理論發(fā)展了手性合成理論和

21、方法，并系統建立了逆合成分析和方法，并系統建立了逆合成分析方法，并榮獲方法，并榮獲1990年諾貝爾化學獎。年諾貝爾化學獎。 有機合成化學的宗師級人物。在有機合有機合成化學的宗師級人物。在有機合成發(fā)展史上被公認為伍德沃德概念上的成發(fā)展史上被公認為伍德沃德概念上的學術接班人。他的鼎盛時期被稱為有機學術接班人。他的鼎盛時期被稱為有機合成史上的合成史上的“科里時代科里時代”。成功地合成成功地合成50多種藥劑和百多種藥劑和百余種天然化合物余種天然化合物（10） 20世紀世紀80年代，年代，B.Merrifield發(fā)展了固相合成技術，獲得發(fā)展了固相合成技術，獲得1984年諾年諾貝爾獎。貝爾獎。 美國生物化

22、學家，最主要的貢獻是發(fā)明了固美國生物化學家，最主要的貢獻是發(fā)明了固相接肽技術。他因為研究出了制造肽和蛋白相接肽技術。他因為研究出了制造肽和蛋白質的方法而獲得了質的方法而獲得了19841984年的諾貝爾化學獎。年的諾貝爾化學獎。通過開發(fā)出一種能夠快速大量合成肽鏈的自通過開發(fā)出一種能夠快速大量合成肽鏈的自動實驗室技術，從而極大地推進了生物化學，動實驗室技術，從而極大地推進了生物化學，分子生物學，以及藥理學等領域的發(fā)展。分子生物學，以及藥理學等領域的發(fā)展。B. Merrifield多肽固相合成技術獲得多肽固相合成技術獲得1984年諾貝爾化學獎年諾貝爾化學獎 （11）1989年，哈佛大學教授年，哈佛大

23、學教授Kishi合成了?？舅?，合成了?？舅?，被稱為是世紀工程。它的合成被譽為有機合成的珠穆被稱為是世紀工程。它的合成被譽為有機合成的珠穆朗瑪峰。朗瑪峰。美國哈佛大學化學與化學生物學系教授，公認的世界最杰出的有機美國哈佛大學化學與化學生物學系教授，公認的世界最杰出的有機化學家之一。在副教授進修期間師從現代有機化學化學家之一。在副教授進修期間師從現代有機化學“全合成之全合成之父父”Robert Burns WoodwardRobert Burns Woodward（伍德沃德），也正是（伍德沃德），也正是WoodwardWoodward看中看中了其過人的化學才能，了其過人的化學才能，197419

24、74年將其引薦為哈佛大學教授。他年將其引薦為哈佛大學教授。他19941994年年完成了迄今為止手性中心最多的海洋天然產物海葵毒素，無與倫比完成了迄今為止手性中心最多的海洋天然產物?？舅?，無與倫比地鼓舞了全世界的化學家，有機合成化學家們開始產生了地鼓舞了全世界的化學家，有機合成化學家們開始產生了“沒有合沒有合成不出來的分子成不出來的分子”的言論。的言論。 地中海槽溝海葵中的一類有地中海槽溝?？械囊活愑卸径嚯模梢鹕窠浐托呐K毒多肽，可引起神經和心臟中毒，并可抑制蛋白水解酶中毒，并可抑制蛋白水解酶活性。?？苕?zhèn)靜、止咳、活性。?？苕?zhèn)靜、止咳、降壓、抗凝、抗菌、抗癌、降壓、抗凝、抗菌、抗癌、興

25、奮平滑肌等作用興奮平滑肌等作用OOOH2NOHOHOHOOHOHMeHOOHOHOHOHOHHOOOHOHHOOHOOHOHOHOOHOHMeOHOHHOOHOHOHOOMeMeMeOHOHOHOHHOONHOHHOOHOHOHMeOHOOHNHHOOOH?？舅兀?2）20世紀世紀90年代，發(fā)展了組合化學合成理論和技術。年代，發(fā)展了組合化學合成理論和技術。有機合成有三個顯著特點：有機合成有三個顯著特點： 一是許多具有重要藥用前景的新化合物相繼被發(fā)現；一是許多具有重要藥用前景的新化合物相繼被發(fā)現； 二是許多結構新穎、復雜的海洋天然產物被分離、鑒定二是許多結構新穎、復雜的海洋天然產物被分離、鑒定

26、，成為有機合成的新挑戰(zhàn)，成為有機合成的新挑戰(zhàn) ； 三是不對稱合成成為合成研究的主流。三是不對稱合成成為合成研究的主流。1993年年, 施伯特施伯特(S.L,Schreiber et al )FK-1012的全合的全合成。成。(哈佛大學教授哈佛大學教授)細胞免疫作用（FK506） 基因開關(FK-1012)使合成化學家看到了有機合成在生命科學研究領域的使合成化學家看到了有機合成在生命科學研究領域的無窮創(chuàng)造力和迷人前景無窮創(chuàng)造力和迷人前景 1994年，尼古拉武（年，尼古拉武（K.C.Nicolaou） and S.L.Schreiber 全合成紫杉醇（全合成紫杉醇（Taxol）從紫杉的樹皮中提出的

27、一種化合物從紫杉的樹皮中提出的一種化合物.紫杉醇主要適用于卵紫杉醇主要適用于卵巢癌和乳腺癌，對肺癌、大腸癌、黑色素瘤、頭頸部癌、巢癌和乳腺癌，對肺癌、大腸癌、黑色素瘤、頭頸部癌、淋巴瘤、腦瘤也都有一定療效。淋巴瘤、腦瘤也都有一定療效。W. S. Knowles、R. Noyori和和B. M. Sharpless因在催化因在催化不對稱合成方面的杰出成就而共享不對稱合成方面的杰出成就而共享2001年諾貝爾化學獎。年諾貝爾化學獎。這三位化學家的成就在于找到了有機合成反應中的高效手性這三位化學家的成就在于找到了有機合成反應中的高效手性催化劑和立體選擇性反應的方法，可以高效方便地合成手性催化劑和立體選

28、擇性反應的方法，可以高效方便地合成手性分子的單一異構體，促進了化學工業(yè)和制藥工業(yè)的發(fā)展。分子的單一異構體，促進了化學工業(yè)和制藥工業(yè)的發(fā)展。野依良治（日）Ryoji Noyori巴里夏普萊斯（美）B. M. Sharpless威廉諾爾斯（美）William S. Knowles合成計劃的成功證實了某些理論，也導致另一些理論的修正，同時還合成計劃的成功證實了某些理論，也導致另一些理論的修正，同時還制造出一些未曾有過的化合物。這些新化合物有些可能已經有某種用制造出一些未曾有過的化合物。這些新化合物有些可能已經有某種用途，但有些在當時還不知道有什么用途，只是由于結構新奇引起合成途，但有些在當時還不知道

29、有什么用途，只是由于結構新奇引起合成化學家的興趣而合成的。這也是允許的，因為當初至少在理論上是有化學家的興趣而合成的。這也是允許的，因為當初至少在理論上是有一定目的的。這類化合物叫一定目的的。這類化合物叫“化學珍品化學珍品” (chemical curiosity),例如某例如某些環(huán)蕃些環(huán)蕃(cyclophanes)?；瘜W珍品首先在理論上有意義。由于它們有結?；瘜W珍品首先在理論上有意義。由于它們有結構上的特點，必然有性質上的特點，因此推斷會有特殊的用途，只是構上的特點，必然有性質上的特點，因此推斷會有特殊的用途，只是一時沒有被認識而已。一時沒有被認識而已。香港中文大學黃乃正等人成功地合成了香港

30、中文大學黃乃正等人成功地合成了1,2,7,8-1,2,7,8-二苯并二苯并2,22,2環(huán)蕃。它是一種有張力的由環(huán)蕃。它是一種有張力的由4 4個苯環(huán)連接而成的一個苯環(huán)連接而成的一種環(huán)蕃類有機物。環(huán)蕃中還有很多有趣的化合物。兩個種環(huán)蕃類有機物。環(huán)蕃中還有很多有趣的化合物。兩個或兩個以上的苯環(huán)，以飽和或不飽和碳碳鍵對位相接，或兩個以上的苯環(huán)，以飽和或不飽和碳碳鍵對位相接，形成各種不同的、幾個苯環(huán)成平行面的結構：形成各種不同的、幾個苯環(huán)成平行面的結構： 全共軛的平面結構全共軛的平面結構 Cook合成了十字四烯合成了十字四烯(Stauren-tetraene)。對該化合物的。對該化合物的興趣在于探索中心

31、碳原子的興趣在于探索中心碳原子的4個鍵是否平鋪。還有一種個鍵是否平鋪。還有一種化合物叫窗烷化合物叫窗烷(fenestrane)。它不僅有理論意義，而且在。它不僅有理論意義，而且在自然界中確實存在一種二萜自然界中確實存在一種二萜(diterpene)化合物，它的分化合物，它的分子中具有窗烷的結構骨架。子中具有窗烷的結構骨架。 有結構興趣的非天然產物的合成有結構興趣的非天然產物的合成l1985年年Robert Curl等人制備出了等人制備出了C60。 l克羅托受建筑學家理查德克羅托受建筑學家理查德巴克明斯特巴克明斯特富勒設計的美國富勒設計的美國萬國博覽館球形圓頂薄殼建筑的啟發(fā)，認為萬國博覽館球形圓

32、頂薄殼建筑的啟發(fā)，認為C60可能具可能具有類似球體的結構，因此將其命名為有類似球體的結構，因此將其命名為buckminster fullerene（巴克明斯特（巴克明斯特富勒烯，簡稱富勒烯富勒烯，簡稱富勒烯,又名巴基又名巴基球或巴克球（球或巴克球（Buckyball），其他名稱還有球碳與芙），其他名稱還有球碳與芙) 還有一類化合物叫富勒烯還有一類化合物叫富勒烯(fullerene)，它們品種繁多，它們品種繁多，都有分子式都有分子式(CH)x。在理論上，當。在理論上，當x = 4時，分子是時，分子是四面體；當當四面體；當當x = 6時，分子是八面體烷；當時，分子是八面體烷；當x = 8時，時，分

33、子是立方體烷。分子是立方體烷。 諾貝爾化學獎得主諾貝爾化學獎得主l19021902年年E.FischerE.Fischer合成糖和嘌呤衍生物合成糖和嘌呤衍生物l19051905年年A.von BaeyerA.von Baeyer研究有機染料和芳香族化合物研究有機染料和芳香族化合物l19101910年年O.WallachO.Wallach研究脂環(huán)族化合物研究脂環(huán)族化合物l19121912年年V.GrignardV.Grignard發(fā)現用鎂做有機反應的試劑發(fā)現用鎂做有機反應的試劑 l P.SabatierP.Sabatier研究有機化合物的催化氫化反應研究有機化合物的催化氫化反應l19181918

34、年年F.HaberF.Haber發(fā)明合成氨法發(fā)明合成氨法l19301930年年H.FischerH.Fischer研究血紅素和葉綠素，合成血紅素研究血紅素和葉綠素，合成血紅素l19371937年年 W.Haworth W.Haworth 研究碳水化合物和維生素研究碳水化合物和維生素C C的結構的結構l P.Karrer P.Karrer 研究類胡蘿卜素、核黃素、維生研究類胡蘿卜素、核黃素、維生 素素A A和和B2B2的結構的結構l19471947年年R.RobinsonR.Robinson 研究生物堿的合成研究生物堿的合成l19501950年年O.DielsO.Diels K.Alder K.

35、Alder 發(fā)現雙烯合成反應發(fā)現雙烯合成反應l19631963年年 K.ZieglerK.Ziegler K.Alder K.Alder 研究乙烯聚合的催化劑研究乙烯聚合的催化劑l19641964年年 D.C.HodgkinD.C.Hodgkin測定維生素測定維生素B12B12等大分子結構等大分子結構l19651965年年 R.B.WoodwardR.B.Woodward人工合成維生素人工合成維生素B12B12、膽固醇、葉綠素等復、膽固醇、葉綠素等復雜有機物1.2 有機合成發(fā)展歷史有機合成發(fā)展歷史19691969年年 D.H.R.Barton, D.H.R.BartonD.H.R.Barton

36、, D.H.R.Barton研究有機化合物的三維構象研究有機化合物的三維構象19731973年年 E.O.FischerE.O.Fischer 制備和測定了夾心面包結構的金屬有機化合制備和測定了夾心面包結構的金屬有機化合物物19751975年年 J.W.Cornforth,V.Prelog J.W.Cornforth,V.Prelog 有機分子及其反應的立體化學有機分子及其反應的立體化學19761976年年 W.N.LipscombW.N.Lipscomb 研究硼烷和碳硼烷的結構研究硼烷和碳硼烷的結構19791979年年 H.C.BrownH.C.Brown 在有機合成中利用硼和磷的化合物在有

37、機合成中利用硼和磷的化合物G.WittigG.Wittig 發(fā)現維蒂希重排反應，提供了新的制烯方法發(fā)現維蒂希重排反應，提供了新的制烯方法19811981年年 福井謙一福井謙一 創(chuàng)立前線軌道理論創(chuàng)立前線軌道理論R.HoffmannR.Hoffmann 提出分子軌道對稱守恒原則提出分子軌道對稱守恒原則19841984年年 B.MerifieldB.Merifield 研究多肽的合成研究多肽的合成19871987年年 C.PedersenC.Pedersen， J.-M.Lehn, D.Cram J.-M.Lehn, D.Cram 合成能模擬重要生物過程的有機化合物合成能模擬重要生物過程的有機化合物

38、 19901990年年 E.J.CoreyE.J.Corey 提出有機合成的逆合成分析原理提出有機合成的逆合成分析原理19911991年年 R.R.ErnstR.R.Ernst 發(fā)展高分辨核磁共振波譜學方法發(fā)展高分辨核磁共振波譜學方法19941994年年 G.A.OlahG.A.Olah 研究碳正離子化學研究碳正離子化學19961996年年 H.W.Kroto,R.F.Curl,Jr., R.E.Smalley H.W.Kroto,R.F.Curl,Jr., R.E.Smalley 發(fā)現富勒烯發(fā)現富勒烯20002000年年 艾倫艾倫黑格，白川英樹，艾倫黑格，白川英樹，艾倫馬克迪爾米德，馬克迪爾

39、米德， 有關導電聚合物的發(fā)現有關導電聚合物的發(fā)現20012001年年 W. S. Knowles, B. M. Sharpless,W. S. Knowles, B. M. Sharpless,野依良治野依良治, ,不對稱合成不對稱合成20052005年年 Y. Chauvin, R.H. Grubbs,R.R. Schrock, Y. Chauvin, R.H. Grubbs,R.R. Schrock, 烯烴復分解反應烯烴復分解反應1.3 有機合成的任務有機合成的任務l一種理想的（最終有效的）合成是指用簡單的、安全的、一種理想的（最終有效的）合成是指用簡單的、安全的、環(huán)境有好的、資源有效的操

40、作，快速定量的把廉價、易得環(huán)境有好的、資源有效的操作，快速定量的把廉價、易得的起始原料轉化為天然或設計的目標分子。的起始原料轉化為天然或設計的目標分子。l天然存在的有機物畢竟種類有限，甚至有的含量甚微，而天然存在的有機物畢竟種類有限，甚至有的含量甚微，而人們需要的絕大多數有機物是純品，幾乎都靠人工合成。人們需要的絕大多數有機物是純品，幾乎都靠人工合成。l在老的自然界旁邊再放進一個新的自然界，而這個自然界在老的自然界旁邊再放進一個新的自然界，而這個自然界在質和量上都遠遠超過老的自然界。在質和量上都遠遠超過老的自然界。1.3 有機合成的任務有機合成的任務l為科學技術的發(fā)展、社會進步、改善人們的物質

41、文明生活為科學技術的發(fā)展、社會進步、改善人們的物質文明生活提供各種性能的分子，并建立有效的生產方法。提供各種性能的分子，并建立有效的生產方法。l有機合成化學要為理論工作提供具有多種特殊性能的分子有機合成化學要為理論工作提供具有多種特殊性能的分子，以驗證和發(fā)現新的理論。，以驗證和發(fā)現新的理論。l有機合成化學是有機化學的重要組成部分和有機化學工業(yè)有機合成化學是有機化學的重要組成部分和有機化學工業(yè)的基礎。它在化學這門科學中占有獨特的核心地位。的基礎。它在化學這門科學中占有獨特的核心地位。21世世紀有機合成化學面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)，從概念、理論、紀有機合成化學面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)，從概念、理論、方法等

42、方面豐富、發(fā)展有機合成化學是生命科學、材料科方法等方面豐富、發(fā)展有機合成化學是生命科學、材料科學以及環(huán)境科學對有機合成化學提出的新要求。學以及環(huán)境科學對有機合成化學提出的新要求。1.3 有機合成的任務有機合成的任務 指利用化學方法將原料指利用化學方法將原料(包括有機物和無機物包括有機物和無機物)制備制備成新的有機物的過程。成新的有機物的過程。1、基本有機合成工業(yè)：煤化工，石油化工。特點：產品、基本有機合成工業(yè)：煤化工，石油化工。特點：產品量大，質量要求不高，加工粗糙，生產操作較簡單。量大，質量要求不高，加工粗糙，生產操作較簡單。2、精細合成工業(yè)：合成農藥、藥物、染料、香料等。特、精細合成工業(yè)：

43、合成農藥、藥物、染料、香料等。特點：產品量小，品種多，質量要求高，生產操作過程細點：產品量小，品種多，質量要求高，生產操作過程細致而復雜。致而復雜。 3、實驗室：在實驗室內用人工的方法來復制自然界的產、實驗室：在實驗室內用人工的方法來復制自然界的產物，用以證明它的結構，并加以利用；根據人們的需要物，用以證明它的結構，并加以利用；根據人們的需要來改造分子結構或創(chuàng)造出全新的結構。來改造分子結構或創(chuàng)造出全新的結構。 1.4 有機合成反應的研究方法有機合成反應的研究方法1.4 有機合成反應的研究方法有機合成反應的研究方法（2）拆分法）拆分法(Disconnection approach)。拆分法是為了

44、解決。拆分法是為了解決復雜有機分子全合成的合成路線設計發(fā)展起來的一種合成復雜有機分子全合成的合成路線設計發(fā)展起來的一種合成設計理論。它的基本思想是將目標化合物分子拆分成一系設計理論。它的基本思想是將目標化合物分子拆分成一系列片段，應用化學反應知識，確定每一個片段相對應的起列片段，應用化學反應知識，確定每一個片段相對應的起始原料和化學反應始原料和化學反應1.4 有機合成化學的研究方法有機合成化學的研究方法1、新方法、新方法（1）仿生合成：生物酶催化；模擬酶催化）仿生合成：生物酶催化；模擬酶催化（2）離子作為模板的合成方法）離子作為模板的合成方法（3）固相合成（多肽的合成）固相合成（多肽的合成）（

45、4）組合化學的方法。有機合成的一次觀念、技術的革命?。┙M合化學的方法。有機合成的一次觀念、技術的革命！1.4 有機合成化學的研究方法有機合成化學的研究方法2、特殊技術、特殊技術（1）催化合成新技術（多相、均相、相轉移催化）催化合成新技術（多相、均相、相轉移催化）（2）微波有機合成技術）微波有機合成技術（3）有機光化學合成技術）有機光化學合成技術（4）有機電化學合成技術）有機電化學合成技術（5）超聲波有機合成技術）超聲波有機合成技術1.5 有機合成化學的發(fā)展有機合成化學的發(fā)展l2020世紀的有機化學，從實驗方法到基礎理論都有了巨大的世紀的有機化學，從實驗方法到基礎理論都有了巨大的進展，顯示出蓬勃

46、發(fā)展的強勁勢頭和活力。世界上每年合進展，顯示出蓬勃發(fā)展的強勁勢頭和活力。世界上每年合成的近百萬個新化合物中約成的近百萬個新化合物中約70%70%以上是有機化合物以上是有機化合物。其中。其中有些因具有特殊功能而用于有些因具有特殊功能而用于材料、能源、醫(yī)藥、生命科學材料、能源、醫(yī)藥、生命科學、農業(yè)、營養(yǎng)、石油化工、交通、環(huán)境科學、農業(yè)、營養(yǎng)、石油化工、交通、環(huán)境科學等與人類生活等與人類生活密切相關的行業(yè)中，直接或間接地為人類提供了大量的必密切相關的行業(yè)中，直接或間接地為人類提供了大量的必需品。與此同時，人們也面對著天然的和合成的大量有機需品。與此同時，人們也面對著天然的和合成的大量有機物對生態(tài)、環(huán)

47、境、人體的影響問題。展望未來，有機化學物對生態(tài)、環(huán)境、人體的影響問題。展望未來，有機化學將使人類優(yōu)化使用有機物和有機反應過程，有機化學將會將使人類優(yōu)化使用有機物和有機反應過程，有機化學將會得到更迅速的發(fā)展。得到更迅速的發(fā)展。 1.5 有機合成化學的發(fā)展有機合成化學的發(fā)展1、合成反應方法學上一個重大進展是大量的合成新試、合成反應方法學上一個重大進展是大量的合成新試劑的出現，特別是元素有機試劑及催化劑。劑的出現，特別是元素有機試劑及催化劑。2、尋找高選擇性試劑盒反應已成為有機合成化學中最、尋找高選擇性試劑盒反應已成為有機合成化學中最主要的研究課題之一，其中包括化學和區(qū)域選擇性控主要的研究課題之一，其中包括化學和區(qū)域選擇性控制、立體選擇性控制等。制、立體選擇性控制等。3、不對稱合成是近年來發(fā)展較快的領域，而不對稱催、不對稱合成是近年來發(fā)展較快的領域，而不對稱催化反應，在不對稱合成中占有突出位置。化反應，在不對稱合成中占有突出位置。1.5 有機合成化學的發(fā)展有機合成化學的發(fā)展4、復雜有機分子，包括天然獲得的或結構