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有机合成方法研究进展

一、前言

1.有机合成是有机化学中最富活力的领域

有机合成是表现有机化学家非凡创造力的舞台。

有机合成是化学科学对人类文明作出重大贡献的领域。

资料：

*1900-2000年的100年中，化学合成和分离了2285万种化合物（包括天然产物、药物、染料、高分子

化合物等）。其中大部分都是有机合成的产物。

*许多天然存在的有机化合物，包括复杂的天然产物，都可以用有机合成方法制得。

有机合成是有机化学中永不枯竭的研究资源：

*生命科学:生物大分子，生物活性分子，生化分析试剂等

*医药学:药物，药理、病理分析试剂等

*农业:农药、农用化学品等

*石油:石油化工产品等

*材料科学:高分子化合物，功能材料等

*食品:食品添加剂等

*日用化工:染料，涂料，化装品等

有机合成是推动有机化学发展的永恒动力：

人类文明发展对新结构、新功能、新用途的有机化合物永恒的需求。

有机化学家在解决有机合成问题过程中，全面发展了有机化学：化学结构理论，反应理论，合成

方法，分离纯化方法，结构鉴定方法等。

具有重要功能的复杂有机分子，如生物大分子、天然有机化合物、药物、染料、材料、特殊有机

试剂、精细有机化学产品以及其它功能有机化合物的合成需要；结构与功能关系研究需要等是有机合成方

法研究的基本动力。

例如：

*手性纯氨基酸的合成不对称合成法

*多肽合成固相合成法

*大规模药效筛选组合化学法

*特殊结构化合物合成、零污染合成生物有机合成法（酶法和基因工程法）

2.有机合成发展历史

（1）1828年Wohler用典型的无机物合成了尿素。开始了近代有机化学以及有机合成的历史。

（2）1917年，Robinson合成了托品酮。开创了系统的有机结构理论、合成方法、反应机制和结构鉴定等

的研究。并第一次开设了有机合成课程。

（3）20世纪50年代NMR技术开始应用于有机化合物结构测定。

（4）20世纪50-70年代，Woodward合成了利血平，胆甾醇，维生素B12和红霉素（18个手性中心）等，

将有机合成发展到前所未有的水平。

（5）20世纪60年代，Merrifield发展了固相合成技术。

（6）20世纪70年代，Corey发展了手性合成理论和方法。

（7）1989年，Kishi合成了海葵毒素（分子式：C129H223N3O54,分子量2680，64个手性中心，7个骨架

内双键），被称为是世纪工程。

（8）20世纪90年代，发展了组合化学合成理论和技术。

二、有机合成方法研究进展

1．合成策略及理论

（1）逐步合成法（Stepwiseelongation）和片段组合法(Fragmentcondensation)

合成一个复杂的大分子化合物，可以采用两种合成途径：

a.从起始原料开始一步一步进行合成的逐步合成法;

b.先合成若干片段，最后将各个片段连接成目标分子的片段组合法。

*在实际的合成中，采用何种策略，则需要进行具体的分析。

（2）拆分法(Disconnectionapproach)

拆分法是为了解决复杂有机分子全合成的合成路线设计发展起来的一种合成设计理论。它的基本

思想是将目标化合物分子拆分成一系列片段，应用化学反应知识，确定每一个片段相对应的起始原料和化

学反应。

例如：

通过拆分分析，可以确定所有的起始原料，合成反应类型，反应基本条件及可能产生的副反应等。

最后即可确定全合成路线。

（3）计算机辅助有机合成路线设计

a.化学信息学和化学信息数据库

与有机合成有关常用数据库：

*现有化学品数据库

*有机化学反应数据库

*合成方法数据库

*合成方法参考文献库

*保护基团数据库

*杂环合成数据库

b.应用各种数据库设计合成路线

*整体设计法：

目标化合物三维结构数据处理搜索（从所选择的数据库中）修改

可能合成路线

*分步设计法：

先将目标化合物分解为结构单元，再按数据库提供的信息，一步一步进行设计。

2．合成试剂

（1）活性中间体

一般是具有很好的离去基团化合物。常见的活性中间体主要有酰氯、酸酐等。