浅谈有机合成新技术(DOC)

浅谈有机合成新技术

摘要：有机合成新技术是指近50年来发展起来的在较广泛范围内应用的合成

技术，如非传统溶剂（水、离子液体、超临界流体、两相介质）中的有机合成、无机溶剂有机合成、固相有机合成、外场（微波辐射、超声波）等作用下的合成等。这些技术相对于合成某一产物作用的传统技术，具有显著的优点：即提高反应速率，节约能源，提高反应的选择性，减少副反应，改善环境，更具有实用性，是相应的经典方法的补充和发展。本文介绍现代有机合成中一些新方法, 结合具体的有机合成反应实例阐述有机合成在这些新方法方面取得的新成果和进展, 现代有机合成发展方向和应重视的研究领域.

正文：

1.非传统溶剂中的有机合成

传统的有机合成主要是在有机溶剂中进行。近30年来，有机合成反应扩展到了水、离子液体、超临界流体和两相介质等溶剂体系中，使有机合成反应向绿色化学方向发展。

1.1水介质中的有机合成

水是一种廉价、安全、无污染的绿色溶剂，而有机溶剂具有易燃、易爆、易挥发、易污染环境的缺点，因此，水介质中的有机反应是一类环境友好反应。

人们早已发现许多有机反应可以在水中进行，但由于绝大部分有机物在水中溶解度小，而许多试剂在水中不稳定，所以早期科学家对水相中的有机反应没有做进一步的研究。

20世纪80年代初，Breslow重新研究了水介质中的有机反应，发现水介质中因疏水效应可以大大提高反应速率。水作介质还可以调控反应的pH，使用环糊精和表面活性剂等添加剂可促进反应进行。有机反应产物在水中的低溶解度又可减少产物的损失，提高反应产率。

（1）氧化反应

（2）还原反应

（3）Diels-Alder环加成反应

环戊二烯与3-丁烯-2酮的Diels-Alder反应，在水中的反应速率是在乙醇中的60倍，在水中的产物endo:exo为20倍以上，而在乙醇中的反应产物其比例仅为8.5.由此可见，水不仅能促进反应的反应速率，还能提高此反应产物的endo:exo比值。

（4）Micheal加成反应

硝基甲烷与3-丁烯-2酮发生的Micheal加成反应在水中的反应速率和选择性均大于在甲醇中的反应速率和选择性，而且不使用碱来催化。

（5）缩合反应

在水/十二烷基硫酸钠（SDS）体系中，10%的二苯基硼酸催化，醛和烯醇三甲基硅醚反应，高选择性的得到了顺式取代的β-羟基酮（80%-94%）。

1.2离子液体作介质的有机合成

离子液体又称室温熔融盐，室温下不发生结晶。早在1914年就首次合成了

离子液体-[EtNH

3][NO

3

]。到了20世纪80年代，Magnuson等研究[EtNH

3

][NO

3

]作

为反应溶剂的性质。其后人们合成了更多的离子液体并考查了它们作为有机溶剂的替代品在有机反应中的应用，开拓了绿色合成的新领域。

离子液体的结构特征是至少有一种组分离子的体积较大, 且阳离子结构对称性差, 这一切可以降低盐晶体的晶格能, 因而具有较低的熔点。常见的离子液体中, 阳离子一般为N-烷基吡啶和Ｎ，Ｎ′-二烷基咪唑阳离子, 阴离子通常为四氟硼酸根、六氟磷酸根和四氯铝酸根离子。由于酸性离子液体的固有缺点, 目前的研究主要集中在中性离子液体领域。许多中性离子液体是憎水性的, 但对无机盐或强极性化合物, 以及除烷烃和烷基苯之外的许多有机物都有很好的溶解性。与分子液体不同的是, 人们可以通过改变正负离子的方法对离子液体的特性如熔点、粘度、密度、憎水性等进行调整, 是化学研究中第一种可以进行结构设计的溶剂。以１-烷基３-甲基咪唑氟硼酸盐为例, 当烷基碳原子数小于６时, 该离子液体可与水混溶, 若大于６, 则不与水混溶而分相。这一特点对产物的分离有利。

离子液体基本上可以分为三类：即AlCl

3型离子液体，非AlCl

3

型离子液体和

其他特殊的离子液体。由于AlCl

3

型离子液体的化学稳定性和热稳定性差，所以

主要研究的是非AlCl

3

型离子液体，特别是含咪唑杂环和吡啶杂环的离子液体。

1.3超临界流体中的有机合成

当物质所处的温度和压力分别超过其临界温度（T

C ）和临界压力（P

C

）,并

且其密度接近或高于临界密度（ρC）时，即被认为是超临界流体（SCF）。SCF兼具气体和液体的特性，在溶解能力方面与液体相似，而其黏度和扩散系数与气体相似，其密度取决于其压力，并可连续从气相值变至液相值。与有机溶剂相比，SCF作溶剂可以消除溶剂残留、有机废液及操作繁琐等诸多不利因素，还具有突变性和可调性。特别是在临界点附近，温度和压力的微小变化，会显著的影响SCF的密度及与密度相关的物理化学性质，如：黏度、介电常数、扩散系数、溶解度参数等，因而可以通过控制体系的温度和压力来控制体系的溶解特性、传质和传热特性及反应特性，进而使反应和分离过程可控。此外，对于CO2等SCF溶剂还可以利用共溶剂来提高其溶解特性，并借之对反应和分离进行控制。

1.4相转移催化技术

在有机合成中，当反应体系是非均相体系时，处于不同相的反应物之间彼此不能接触，从而使反应效果不佳或根本不反应。此外，若在反应体系中加入少量“相转移催化剂”使两反应物转移到同一相中，便可使反应顺利进行。这种反应

称为相转移催化反应。具有反应条件缓和、操作简便、反应时间短、产品收率高、产品纯度高等突出优点。

相转移催化主要用于液-液体系，也可以用于液-固体系。相转移催化剂可分为季鎓盐类的和开链聚醚类相转移催化剂。

（1）季鎓盐类相转移催化剂季鎓盐类相转移催化剂能够将负离子转移到有机相中，它由第Ⅴ主族元素N、P、As等组成，其中季铵盐因制作简单、价格便宜、毒性小而被广泛应用。

（2）聚醚类相转移催化剂聚醚类相转移催化剂能够实现阳离子的相转移，适用于液-固或液-液的相转移催化过程。

（3）三相催化剂三相催化剂是最新发展起来的一种不溶于一般溶剂的固体相转移催化剂。它是由季鎓盐类或聚醚类相转移催化剂与高分子化合物（如聚苯乙烯）键连而成，可用于液-液两相反应。

此外相转移催化剂还用于氧化还原反应，能够加速反应进行，增加反应的选择性，显示了一些独特的作用。在相转移催化剂下，像KMnO4、NaOCl、H2O2等氧化（还原）剂可以借助催化剂转移到有机相中使氧化还原反应在温和条件下进行，得到高产率的产物。

2、微波辐射有机合成技术

微波是频率在300MHz-300GHz范围内的电磁波，它位于电磁波谱的红外辐射（光波）和无线电波之间。微波在400MHz-10GHz的波段专门用于雷达，其余部分用于电讯传输。此外，由于微波的热效应，微波作为一种非通讯的电磁波广泛用于工业、农业、医疗、科研及家庭等民用加热方面。

自1970年英国Harwell实验室使用微波炉装置成功地处理了核废料以来 ,微波辐射技术得到了迅速发展。微波辐射(microwave irradiation，MWI)最早用于有机合成反应是在2O世纪60年代利用电磁波辐射脉冲进行丙烯酸酯、丙烯酸和异丁烯酸的乳液聚合。真正开始MWI技术在有机合成中的应用，始于加拿大学者，当年他们于1986年发现微波辐射下的4-氰基苯氧离子与氯苄的Sn2亲核取代反应可以使反应速率提高124倍，并且产率也有不同程度的提高。这一发现引起了化学界的极大兴趣。自此，在短短的十几年里，微波辐射促进有机化学反应的研究已成为有机化学领域中的一个热点，并逐步形成了一门引人注目的全新领域。

微波辐射下的有机反应速率较传统的加热方法快数倍乃至上千倍，并且具有操作方便、产率高及产品易纯化等优点，因此微波有机合成技术虽然时间不长，但发展迅速。目前，采用微波技术进行的合成反应有Diels-Alder反应、酯化反应、重排反应、Knoevenagel反应、Perkin反应、苯偶姻缩合、Reformatsky反

应、Deckmann反应、缩醛（酮）反应、Witting反应、羟醛缩合、开环、烷基化、水解、氧化、烯烃加成、消除反应、取代、成环、环反转、酯交换、酰胺化、催化氢化、脱羧、脱保护、聚合、立体选择性、自由基反应及糖类和某些金属有机反应等，几乎涉及了有机合成反应的各个主要领域。

微波辐射的特点：传统加热方式是通过辐射、对流及传导由表及里进行加热 ,为避免温度梯度过大 ,加热速度往往不能太快 ,也不能对处于同一反应装置内混合物料的各组分进行选择性加热。

与传统加热方式相比 ,微波辐射有以下特点:

（1）微波辐射是同时直接作用于介质分子 ,使整个物料同时被加热即“体积加热”过程 , 可实现分子水平上的搅拌 ,物料受热均匀。

（2）由于物质吸收微波的能力取决于自身的介电特性 ,因此可对混合物料中的各个组分进行选择性加热 ,在某些气固相反应中,同时存在气固界面反应和气相反应 ,气相反应有可能使选择性减小,利用微波选择性加热的特性就可使气相温度不致过高,从而提高反应的选择性。

（3）微波辐射无滞后效应 ,当关闭微波源后,再无微波能量传向物质 ,利用这一特性可进行对温度控制要求严格的反应。

（4）微波能量利用效率很高 ,物质升温非常迅速 ,液体很快沸腾 ,但若控制不好,易出现局部过热现象。

微波反应技术大致可以分为3种：微波密闭合成技术、微波常压合成技术和微波连续合成技术。微波反应由于具有反应速率快、副产物少、收率高及环境友好等优点，逐渐受到重视，并发展成为一个极具潜力的新领域MORE化学，即微波促进有机化学，也叫做微波诱导催化有机反应化学。近年来发展出一种新型的合成方法微波辅助水相有机合成法。

3、声化学合成技术

声化学是指利用超声波加速化学反应、提高反应速率的一门新兴交叉学科。

通常把频率范围为20KHz～1000MHz的声波称为超声波。多数化学反应在液相中进行，声化学反应常用超声波的频率在20kHz-10kHz范围。

超声波对化学反应的促进作用不是来自声波与反应物分子直接相互作用，因为超声波能量很小，甚至不能激发分子的转动能级，更不能打开化学键而直接引发化学反应。超声波能使化学反应加速，主要是由于超声空化，即产生肉眼难以管观察到的小气泡或空穴以及空穴的振荡、生长、收缩和爆裂等一系列动力学过

程。

Cavity Imploding Cavity

Black:bulk liquid,ambient temperature

Red:supercritical fluid ,1900K

White：cavity with some gas ,5000K

近几年来，超声波作为一种新的能量形式用于有机化学反应，不仅使很多以往不能进行或难以进行的反应得以顺利进行，而且它作为一种方便、迅速、有效、安全的合成技术大大优越于传统的搅拌、外加热方法，广泛应用于医学、工业焊接、材料改性、废水处理甚至化学的各个领域，如分析化学、物理化学、生物化学、聚合物化学、电化学、光化学、环境化学和晶体化学等，并且具有缩短反应时间、提高反应产率、反应条件温和、反应选择性高和操作简单等优点。据研究为，超声波催化促进有机化学反应，是由于液体反应物在超声波的作用下，产生无数微小空腔．空腔内产生瞬时的高温高压，从而使反应速度加快，而且空腔内外压力十分悬殊，使空腔迅速塌陷、破裂，产生极大的冲击力，从而起到了激烈搅拌的作用，使反应物充分接触，提高反应效率。超声波超声波可以加速化学反应, 促进有机合成。如今, 超声波已被广泛应用于化学、医学、废水处理等诸多领域, 超声波在有机合成中的应用呈蓬勃发展之势, 成为有机合成的重要技术之一。

4.光催化有机合成反应

具有洁净无污染，反应速度快等特点，是当今研究的一个新领域。Maeda等

颗粒，获得了采用简单的自组装方法在普通的石英玻璃毛细管中涂覆一层纳Ti0

2

一种光催化氧化微反应器，具有高效性，在研究新的有机光反应机理方面有较好的应用前景。

5、电催化有机合成反应

电化学过程是洁净技术的重要组成部分，是到达绿色合成的有效方法，在合成化学中占有不可替代的地位。有机电合成一般可避免有毒试剂的使用，通常在

常温、常压下进行。

有机合成中一类非常重要的碳—碳键形成的反应是自由基反应,实现自由基环化的常规方法之一是使用过量的三丁基锡以除去的锡试剂,而用维生素B12催化的电还原方法完全可以避免这方面的问题。应用天然、无毒、手性的维生素B

为催化剂的电催化反应,可产生自由基类中间体,从而实现了在温和、中性条12

件下的自由基环化。

6、酶催化技术

酶是由生物细胞产生的以蛋白质为主要成分的高效生物催化剂。用酶作催化剂所进行的反应，与非酶反应相比有很多突出的优点。例如，催化效率高，反应速率快、立体选择性好、反应条件温和等。而且酶可以用来合成许多结构复杂、用传统方法很难得到的有机化合物。如L-氨基酸、抗生素、核酸、维生素等。

酶催化反应作用原理：酶催化反应发生于酶分子中的特定位置，相当于普通催化剂中的活性中心。在该位置上，酶与反应物作用，形成中间产物。然后再经分解得到产物，同时，酶又重新游离出来。

酶的组成与分类：绝大多数酶是蛋白质，到目前为止已知的酶有两千多种。有些酶只由蛋白质组成，不含其它化学成分，如蛋白酶。另有一些酶，需要一些非蛋白性物质来激发其催化活性，起这种作用的物质叫做辅助因子或辅酶。

生物催化生物催化是指利用酶或有机体作为催化剂进行化学反应的过程, 也称生物转化。生物催化在有机合成中快速发展, 尤其是在不对称合成中应用价值更加突出。其原因与生物催化的特点有关。

展望：有机合成是一个极富创造性的领域，相关的新技术、新方法都在不断涌现。现代有机合成正朝着高选择性、经济、环保的方向发展，发展绿色化学成为热点。对传统的有机合成路线、方法等方面进行改进，成为科学探索的重点。另外，将有机合成化学与其它学科交差发展研究，也成为国内外学者关注的重点。相信在国内外学者不断努力和探索中，有机合成将会有更大的进展，有机合成会更多地造福于人类。

参考文献：

[1] 周建国等，绿色有机合成研究进展[J]．天津化工，2009。

[2] 刘永、周家华等，超声波应用子有机合成的最新进展[J].

[3] 刘玉婷、周英孙、尹大伟、宴会新，微波技术在化学化工上的应用[J].化学世界第8期

[4] 郭生金.有机合成新方法及其应用[M].中国石化出版

有机合成新方法

摘要：本文先简单得介绍了有机化学的发展，然后花大篇幅介绍了有机合成方法的新方法及新进展。 关键词：有机化学新方法有机合成 浅谈有机合成新技术 https://www.wendangku.net/doc/d711788155.html,/link?url=5v-uy0ZQY5MIx6WlCUPbBrcCMRYFBHW24brQzXYL2T3sna g5iZpfLourdWVmQ5bGJVJo9f1keDWJ2mE0GAq5BCrFd2_dGMZgquMJJfMBnhS 现代有机合成的新概念和新方法 https://www.wendangku.net/doc/d711788155.html,/view/629c946daf1ffc4ffe47acae.html 现代有机合成的新方法 https://www.wendangku.net/doc/d711788155.html,/view/263af7e4524de518964b7de2.html?re=view 有机合成新技术（2011-1）ppt https://www.wendangku.net/doc/d711788155.html,/link?url=GYIFEUfZw5BmHQ6MThL7k9KnQRNrZXRoSZqAqMX_adW zdGOCbDdvxsmofJTfPbSqRgeEqXVyJ1l6t1QJVtyV0M9HJy0us-UJv28o2dhxykW

前言： (3) 1有机化学的发展 (3) 2有机合成方法的一些新方法新进展 (3) 2.1组合合成 (4) 2.2不对称合成 (4) 2.3绿色合成 (5) 2.4金属参与的有机合成反应 (5) 2.5金参与的有机合成反应 (5) 2.6微波技术在液相有机合成中的应用 (5) 结语 (6) 参考文献 (7)

前言： 随着人类社会进入二十一世纪，科学技术高速发展，与此同时，化工合成行业已经形成一个比较完善，有一定系统的行业，特别是有机合成的发展很大程度上促进了人类社会的发展。随着人们对生活质量要求的越来越高，有机合成行业一直在不断根新，新的合成方法不断出现。 1有机化学的发展 虽然纪年历法仅是一个人为约定的相对时间标记,但人们还是对纪年中的十、百、千年不惜以大量的笔墨去回顾和展望。8年前,我们经历了公元纪年的新世纪,正好又是千年的转换,所以很热闹了一阵。自然科学也正好经历了发展中最快速的100 年,化学及其最丰富多彩的有机化学也同样经历了一个日新月异的世纪。因此我们不难在报章杂志上看到众多名家借此机会总结化学的辉煌百年,并预言更辉煌的新世纪。现在,进入新世纪已8年了,8年在历史长河中只是一个极短暂的瞬间,即使就近代自然科学的发展来讲也不是一段很长的时间,但人们还是会问这8年中有些什么过去曾预料到的或者不曾料到的发展动向和迹象。下面是自己从很小的角度观察的有机化学的进展以及记录下来的一些看法。 一段时期以来,有机化学界都注意到了生命科学、材料科学以及环境科学等是今后有机化学大有发展的领域,而这些领域中对有机化学提出的要求又正是有机合成、有机分析和物理有机化学最具挑战性的课题。 生命科学在这8年中的大事件是完成了人类基因组的测定,从而也开始了后基因组、蛋白质组研究的新时期。有机化学家以有机分析,有机小分子的调控等研究工作正在积极介入到这一领域中。 从材料科学来讲,2000 年聚乙炔有机导体工作获得Nobel 奖标志着有机新材料研究正受到特别青睐,同时也激发起更多的有机化学家投入到这一领域。事实上,这几年来在这方面确实涌现了很多很好的工作,例如C60衍生物的合成及其在光、电子器件方面的应用探索。近年来已发展了不少高产率合成C60有机衍生物的方法,吗啉在空气存在下可与C60反应定量生成五吗啉基的C60单环氧化合物,而芳(烯) 基铜试剂也可以高产率地生成五芳(烯) 基η52C60金属络合物。诸如此类的C60衍生物的出现开辟了材料学的新天地,也由于C60制备方法的进步,有人预计3～4 年内C60的生产将会达到数千吨的规模。由此也给有机化学家展示了一片大可用武之地。 有机化学发展的另一个重要领域是环境科学,上世纪90 年代,有机化学家已经对环境科学给予了相当的关注,但现在看来还应该更深更广地去参与环境中的有机化学问题,尤其是当今生态环境已成为人类社会可持续发展的关键问题，所以有机合成的未来已经有了很明确的目标，那就是向更优化更环保的方向发展。 2有机合成方法的一些新方法新进展 可以说二十一世纪的有机合成水平已经很高，有机合成体系已经很完善了，但是社会的进步还在继续，一些新的合成方法仍然不断出现，他们真在给世界的发展注入新鲜的血液，无论如何，一种合成方法要想长久存在下去，它必要达到发展的要求。

现代有机合成论文

学号：20115051217 学年论文 学院化学化工学院 专业化学 年级2011级 姓名马韵会 论文题目现代有机合成 指导教师金春雪职称教授 成绩 2013年12月18日

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 引言 (1) 1开发“原子经济性[5]”反应 (2) 2选用更“绿色化”的起始原料和试剂 (2) 3采用无毒无害的高效催化剂 (3) 4采用无毒无害的溶剂 (3) 结束语 (4) 参考文献 (4)

现代有机合成 学生姓名：马韵会学号：20115051217 化学化工学院化学 指导老师：金春雪职称：教授 摘要：有机合成是综合应用各类有机反应及其组合、有机合成新技术[1]、有机合成设计及策略以获得目标产物的过程。有机合成既与材料、生命、环保、能源四大支柱学科密切相关，也与我们社会的现代文明和日常生活密切相关。近年来绿色化学[2]、洁净技术、环境友好过程已成为合成化学追求的目标和方向。可见21世纪有机合成所关注的不仅仅是合成了什么分子，而是如何合成，其中有机合成的有效性、经济性、环境影响和反应速率将是有机合成研究的重点，尤其是绿色有机合成的研究[3]。 关键词：有机合成；绿色化学；绿色合成 Abstract：Organic synthesis is a comprehensive application and combination of various types of organic reactions,organic synthesis technology[1],the process of design and organic synthesis strategies to obtain the desired https://www.wendangku.net/doc/d711788155.html,anic synthesis is closely related to both materials,life,environmental protection,energy four pillars of discipline, but also closely related to the daily life of modern civilization and our society.In recent years,green chemistry[2],clean technology,environmental-friendly process has become the pursuit of the goals and direction of synthetic chemistry.Visible in the21st century is not only of concern to the organic synthesis of what synthesized molecules,but how synthesis,where the validity of organic synthesis,economy,environmental impact and the reaction rate will be the focus of research in organic synthesis,especially green organic synthesis study[3]. Keywords：Organic Synthesis;Green Chemistry;Green synthesis 引言 有机合成是指利用化学方法将原料制备合成新的有机物的过程。它是一个极富创造性的领域。早期的有机合成主要是合成自然界中已存在的但含量稀少的有机化合物。后来根据结构与性质关系的规律性和实际需求，进一步合成了自然界不存在的、具有理论和实际价值的有机化合物。

有机合成常用的技巧

有机合成常用的技巧 湖州中学刘羽中 关键词：有机推断有机合成 如果说有机化学是化学中的王冠的话，有机合成是则是王冠上最璀璨的明珠。有机合成和推断是有机中的精华。也是高考化学中的必考体型。 有机推断、有机合成的常用方法： 1．官能团的引入 (1)引入双键 ①通过消去反应得到C＝C双键，如醇、卤代烃的消去反应 ②通过氧化反应得到－－，如烯烃、醇的氧化 (2)引入－OH ①加成反应：烯烃与水的加成、醛酮与H2的加成 ②水解反应：卤代烃水解、酯的水解、醇钠(盐)的水解 (3)引入－COOH ①氧化反应：醛的氧化②水解反应：酯、蛋白质、羧酸盐的水解 (4)引入－X ①加成反应：不饱和烃与HX加成②取代反应：烃与X2、醇与HX的取代 2．官能团的改变 (1)官能团之间的衍变如：伯醇醛羧酸酯 (2)官能团数目的改变 如： (3)官能团位置的改变 3．官能团的消除 (1)通过加成可以消除C＝C或C≡C(2)通过消去、氧化、酯化可以消除－OH (3)通过加成(还原)或氧化可以消除－－H(4)通过水解反应消除－－O－(酯基) 4．碳骨架的增减 (1)增长：有机合成题中碳键的增长，一般会以信息形式给出，常见方式有酯化、有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。 (2)变短；如烃的裂化裂解、某些烃(如苯的同系物、烯烃)的氧化、羧酸盐脱羧反应等。 三个重要相对分子质量增减的规律 1．RCH2OH RCHO RCOOH

M M－2M＋14 2．RCH2OH CH3COOCH2R M M＋42 3．RCOOH RCOOCH2CH3 M M＋28 (关系式中M代表第一种有机物相对分子质量) 反应条件不同、产物不同的几种情况 应对策略 一、利用结构性质推断 有机物性质是与其所具有的官能团相对应的，可根据有机物的某些性质(如反应对象、反应条件、反应数据、反应特征、反应现象、反应前后分子式的差异等等)。首先确定其中的官能团及位置，然后再结合分子式价键规律、取代产物的种类、不饱和度等确定有机物的结构简式，再根据题设要求进行解答。 例化合物A(C8H8O3)为无色液体、难溶于水、有特殊香味的物质，从A出发可发生如图所示的一系列反应，

现代有机合成的新方法

现代有机合成的新方法 摘要: 方法是有机合成化学发展的基础,新方法的产生和发展可为有机合成开拓新的研究领域和 发展方向. 介绍现代有机合成中一些新方法, 结合具体的有机合成反应实例阐述有机合成在这些 新方法方面取得的新成果和进展, 现代有机合成发展方向和应重视的研究领域. 关键词: 现代有机合成; 新方法; 进展 The new method of the modern organic synthesis Abstract: the method of synthetic organic chemistry the development foundation, the new method for generating and development for organic synthesis, open up new areas of research and development direction of modern organic synthesis. This paper introduces some new methods, combined with specific examples of organic synthesis organic synthesis in these new methods to achieve new results and progress, the modern organic synthesis development direction and importance should be attached to the research area. Key words: modern organic synthesis; new method; progress 有机合成化学作为有机化学的一个分支, 已经有一百多年的历史. 现代的有机合成不但能合成大量的结构复杂而多样的次生生物代谢物和基因、蛋白质等复杂的生命物质, 而且能合成大量的自然界中没有的具有独特功能性分子的物质. 现代有机合成不只是合成什么的问题, 更重要的是如何合成和怎样合成的问题. 有机合成与21 世纪的三大发展学科: 材料科学、生命科学和信息科学有着密切的联系, 为三大学科的发展提供理论、技术和材料的支持. 新世纪有机合成将进一步在这三大学科领域中发挥作用并开辟新的领域. 随着生命科学和材料科学的发展, 尤其进入后基因组时代后, 需要有机合成快速提供各种具有特定生理和材料功能的有机分子, 而要获得有新结构的功能类型分子往往取决于新的合成方法, 新的方法往往又取决于新的理论. 因此, 21 世纪有机合成的发展, 需要从方法、结构与功能方面入手. 1 现代有机合成的新方法 有机合成的发展一方面得益于有机金属试剂的开发与应用, 另一方面得益于新的反应方式, 如自由基反应、卡宾反应、环加成反应与高效合成反应等. 这里就一些新方法给出若干实例. 1．1 自由基反应 自由基化学已为有机合成提供了许多新方法.主要表现在以下 4 个方面: 新型自由基原子转移供体, 如(MeSi)、SiH; 成环模型, 跨环环化反应; 在分子内自由基加成反应中自由基加成的模式, 即endo/exo 型; 自由基加成反应立体选择性的控制[ 1] .在多烯烃的体系内串联式自由基加成反应为多环化合物的合成提供了高效方法[ 2] .

绿色有机合成

浅谈绿色有机合成 周东华2008080364 张刘莉2008080365 摘要：介绍了绿色化学的概念、特点及绿色合成的目标和研究的方向，实行绿色合成的三个定量指标原子经济性、环境因子和环境商。有机合成实现绿色合成的途径与方法。关键词：绿色有机合成 前言：随着科学技术的发展，绿色合成越来越受关注。国家基金委《国家自然科学基金项目申请指南》中指出：“有机合成新反应和新方法的研究一直是有机化学研究的重要内容。绿色化学是目前研究一个热点和前沿。绿色化学的理想在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，是一门从源头上阻止污染的化学。有机合成作为化学合成的重要组成部分，在绿色化学中居于举足轻重的地位；在绿色化学及其理念指导下，最终要实现绿色合成。 一、绿色合成的目标及其研究方向 明确绿色合成的目标及其研究方向，是我们在绿色合成这一领域能有所作为的先决条件。绿色合成的目标应当是实现符合绿色化学要求的理想合成。 实现理想合成，有三个定量指标：原子经济性、环境因子和环境商。 1．原子经济性

原子经济性概念认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每个原子，使之结合到目标分子中，以实现最低排放甚至零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量：原子利用率＝（预期产物的分子量／全部生成物的分子量总和）×100％ 原子经济性的特点是最大限度地利用原料和最大限度地减少废物的排放。 2．环境因子（Ｅ） 环境因子和环境商都是由荷兰有机化学家ｓｈｅｌｄｏｎ提出来的。Ｅ—因子是以化工产品生产过程中产生的废物量的多少来衡量合成反应对环境造成的影响。 Ｅ－因子＝废弃物的质量（ｋｇ）／预期产物的质量（ｋｇ） 这里的废弃物是指预期产物之外的所有副产物，包括反应后处理过程产生的无机盐等。显然，要减少废弃物使Ｅ—因子较小，其有效途径之一就是改变经典有机合成中以中和反应进行后处理的常规方法。 3．环境商（ＥＱ） 环境商（ＥＱ）是以化工产品生产过程中产生的废物量的多少、物理、化学性质及其在环境中的毒性行为等综合评价指标来衡量合成反应对环境造成的影响。 ＥＱ＝Ｅ×Ｑ

高中化学课时跟踪检测十二有机合成的关键鲁科版选修

跟踪检测（十二）有机合成的关键 1．下列关于有机合成的叙述中正确的是() A．现在人们只能从动植物等有机体中获取有机化合物 B．有机合成造成了“白色污染”的环境问题，应限制其发展 C．有机合成除了得到一些材料之外没有什么其他用途 D．人工可以合成自然界中没有的有机物 解析：选D现在人们可以使用无机物合成有机物，A是错误的；有机合成虽然造成了“白色污染”等环境问题，但是也创造了许多有用的物质，随着有机合成工业的发展，科学家会制造出可降解的、对环境没有污染的有机材料，因此不应限制有机合成的发展，B 是错误的；有机合成除了创造出一些物质丰富了人们的生活之外，对完善有机化学理论和对生命奥秘的探索等方面也有重要意义，C是错误的；有机合成既可以合成自然界中存在的有机物，也可以合成自然界中没有的有机物，D是正确的。 2．下列反应不能在有机化合物分子中引入羟基的是() A．乙酸和乙醇的酯化反应B．聚酯的水解反应 C．油脂的水解反应 D．烯烃与水的加成反应 解析：选A聚酯的水解反应、油脂的水解反应和烯烃与水的加成反应都能引入羟基。 3．一定条件下，炔烃可以进行自身化合反应。如乙炔的自身化合反应为2H—C≡C—H―→H—C≡C—CH===CH2。 下列关于该反应的说法不正确的是() A．该反应使碳链增长了2个C原子 B．该反应引入了新官能团 C．该反应是加成反应 D．该反应属于取代反应 解析：选D乙炔自身化合反应为H—C≡C—H＋H—C≡C—H―→H—C≡C—CH===CH2，实质为一个分子中的H和—C≡C—H加在另一个分子中的不饱和碳原子上，使碳链增长，同时引入碳碳双键。 4．下列反应能够使碳链减短的有() ①乙苯被酸性KMnO4溶液氧化②重油裂化为汽油③CH3COONa跟碱石灰共热④炔烃与溴水反应 A．①②③④B．②③④ C．①②④ D．①②③ 解析：选D ，③

有机合成工艺小试到中试放大之关键

有机合成工艺小试到中试放大之关键 在生产过程中凡直接关系到化学合成反应或生物合成途径的次序，条件（包括物料配比、温度、反应时间、搅拌方式、后处理方法及精制方法等）通称为工 艺条件。 一、研发到生产的三个阶段 1、小试阶段：开发和优化方法 2、中试阶段：验证和使用方法 3、工艺验证/商业化生产阶段：使用方法，并根据变更情况以绝对是否验证 注：批量的讨论：中试批量应不小于大生产批量的十分之一 二、小试阶段 对实验室原有的合成路线和方法进行全面的、系统的改革。在改革的基础上通过实验室批量合成，积累数据，提出一条基本适合于中试生产的合成工艺路线。小试阶段的研究重点应紧紧绕影响工业生产的关键性问题。如缩短合成路线，提高产率，简化操作，降低成本和安全生产等。 1、研究确定一条最佳的合成工艺路线：一条比较成熟的合成工艺路线应该 是：合成步骤短，总产率高，设备技术条件和工艺流程简单，原材料来源充裕而 且便宜。 2、用工业级原料代替化学试剂：实验室小量合成时，常用试剂规格的原料 和溶剂，不仅价格昂贵，也不可能有大量供应。大规模生产应尽量采用化工原料和工业级溶剂。小试阶段应探明，用工业级原料和溶剂对反应有无干扰，对产品的产率和质量有无影响。通过小试研究找出适合于用工业级原料生产的最佳反应 条件和处理方法，达到价廉、优质和高产。 3、原料和溶剂的回收套用：合成反应一般要用大量溶剂，多数情况下反应 前后溶剂没有明显变化，可直接回收套用。有时溶剂中可能含有反应副产物，反应不完全的剩余原料，挥发性杂质，或溶剂的浓度改变，应通过小试研究找出回收处理的办法，并以数据说明，用回收的原料和溶剂不影响产品的质量。原料和溶剂的回收套用，不仅能降低成本，而且有利于三废处理和环境卫生。

有机合成现状及最新发展

有机合成现状及最新发展 唐彬 （吉首大学化学化工学院08化工一班20084064026） 摘要：本文针对有机合成的现状、合成方法和最新发展及应用进行了综述。同时结合各种技术的发展状况及最新进展与突破，对其前景作了简要概述。 关键词：有机合成最新进展波促进生物催化光化学离子液 0引言 在人类多姿多彩的生活中，化学可以说是无处不在的。据统计，在工业发达国家的全部生产中，化学过程的工业占高比例，以美国为例占到35%。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的学科[1]。自从1828年合成尿素以来，有机化学的发展是日新月异，其发展速度越来越快，而有机合成则是有机化学的核心，下面就有机合成的方法与应用作一综述： 1绿色有机合成 1.1 高效、无毒的溶剂和助剂 有机溶剂因其对有机物具有良好的溶解性。但有机溶同相合成的剂的较高的挥发性毒性成为有机合成造成污染的主要原因。因此新型绿色反应介质代替有机溶剂成为绿色化学研究的重要方向[2]。目前，水、超临界流体、离子液体、仿酶化学和含氟溶剂作为反应介质的有机合成在不同程度上已取得了一定的进展。用离子液体作有机反应的介质，可获得更高的选择性和反应速率，同时还具有条件温和、环境友好的特点[3]。Vincenzo 等[4]在离子液体中以钯催化烯丙醇的芳基化Heck 反应，可以高选择性地得到芳香族羰基化合物或芳香族共轭醇。Doherty 等[5]在非对称性Diels-Alder 反应中采用离子液体作溶剂，获得了比常规的三氯甲烷溶剂更高的对映选择性和反应速率。 有机合成研究发现，在固态下能够进行的有机反应大多数较溶液中表现出高的反应效率和选择性。无溶剂有机合成具有高选择性、高产率、工艺过程简单和不污染环境、能耗少和无爆炸性等优点。Zhang 等[6]对水介质中1，4-苯醌的芳

有机合成新策略

有机合成新策略 经典有机合成已经发展到了相对比较成熟的阶段。进入21世纪以来，社会的可持续发展及其所涉及的生态、环境、资源、经济等方面的问题愈来愈成为国际社会关注的焦点，并被提到发展战略的高度。这对科学技术发展必然提出新的要求，也对合成化学提出了新的挑战。现代有机合成对化学家的要求不再只是拿到目标分子，还需要更加注重反应的效率。随着一个个分子被征服，合成化学家的目标就是用最简便易操作的步骤实现复杂产物的高效合成，如何从简单易得的原料高效地构建结构复杂的分子是当前有机化学研究中的一个新方向。 有机化学单元反应是有机合成的基础。通过在单元反应中实现一些新的成键方式可以高效定向合成特定的目标分子，研究新的成键方式和新的合成策略成为近年来有机合成的热点。通过近年来的不懈努力，我国化学工作者在实现高效有机合成研究方面取得了一系列创新性的成绩。具体成果主要体现在以下两个方面：1）通过发现新的催化体系实现新的化学键的高效定向生成；2）通过多组分串联反应策略实现多官能团化合物的高效构建。 1通过发现新的催化体系实现新的化学键的高效定向生成 传统的二组分单元反应长期以来得到了广泛深入的研究，目前在这一领域的研究集中在如何将已知的反应做得更加绿色和高效,比如通过发现新的催化剂提高反应的选择性。1近年来催化剂的设计和应用呈现新的趋势，就是将新的催化体系用于新反应的发现，生成按照传统方法难以形成的新的化学键，从而达到目标化合物的高效合成。 通过研究一些新的催化体系，包括设计新的配体、新的多功能催化剂、新的有机小分子催化剂等，可以实现新的化学键的高效定向生成。 冯小明组基于双功能和双活化的策略，设计了一系列新型高效的手性氮氧配体。2该氮-氧配体具有较强的偶极，能与多种金属配位形成金属络合物催化剂，其中发现钪络合物可以成功地应用于重氮化合物与醛的新型的不对称Roskamp反应。3

有机合成工艺小试到中试放 大之关键

有机合成工艺小试到中试放大之关键在生产过程中凡直接关系到化学合成反应或生物合成途径的次序，条件（包括物料配比、温度、反应时间、搅拌方式、后处理方法及精制方法等）通称为工艺条件。 一、研发到生产的三个阶段 1、小试阶段：开发和优化方法 2、中试阶段：验证和使用方法 3、工艺验证/商业化生产阶段：使用方法，并根据变更情况以绝对是否验证 注：批量的讨论：中试批量应不小于大生产批量的十分之一 二、小试阶段 对实验室原有的合成路线和方法进行全面的、系统的改革。在改革的基础上通过实验室批量合成，积累数据，提出一条基本适合于中试生产的合成工艺路线。小试阶段的研究重点应紧紧绕影响工业生产的关键性问题。如缩短合成路线，提高产率，简化操作，降低成本和安全生产等。 1、研究确定一条最佳的合成工艺路线：一条比较成熟的合成工艺路线应该是：合成步骤短，总产率高，设备技术条件和工艺流程简单，原材料来源充裕而且便宜。 2、用工业级原料代替化学试剂：实验室小量合成时，常用试剂规格的原料和溶剂，不仅价格昂贵，也不可能有大量供应。大规模生产应尽量采用化工原料和工业级溶剂。小试阶段应探明，用工业级原料和溶剂对反应有无干扰，对产品的产率和质量有无影响。通过小试研究找出适合于用工业级原料生产的最佳反应条件和处理方法，达到价廉、优质和高产。 3、原料和溶剂的回收套用：合成反应一般要用大量溶剂，多数情

况下反应前后溶剂没有明显变化，可直接回收套用。有时溶剂中可能含有反应副产物，反应不完全的剩余原料，挥发性杂质，或溶剂的浓度改变，应通过小试研究找出回收处理的办法，并以数据说明，用回收的原料和溶剂不影响产品的质量。原料和溶剂的回收套用，不仅能降低成本，而且有利于三废处理和环境卫生。 4、安全生产和环境卫生：安全对工业生产至关重要，应通过小试研究尽量去掉有毒物质和有害气体参加的合成反应；避免采用易燃、易爆的危险操作，实属必要，一时又不能解决，应找出相应的防护措施。尽量不用毒性大的有机溶剂，寻找性质相似而毒性小的溶剂代替。药物生产的特点之一是原材料品种多，用量大，化学反应复杂，常产生大量的废气、废渣和废物，处理不好，将严重影响环境保护，造成公害。三废问题在选择工艺路线时就要考虑，并提出处理的建议。 三、中试阶段 1、中试与小试的区别 小试与中试的区分不仅仅在于投料量的多少、以及所用设备的大小之上，两者是要完成不同时段的不同任务。小试主要从事探索、开发性的工作，化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定，拿出合格试样，且收率等经济技术指标达到预期要求，就可告一段落，转入中试阶段。中试过程要解决的问题是：如何釆用工业手段、装备，完成小试的全流程，并基本达到小试的各项经济技术指标，当然规模也扩大了。 2、为何要中试 （1）规模不同 （2）原料来源不同 （3）搅拌方式不同 （4）热量的传递方式不同

现代有机合成

现代有机合成 技术简介报告 姓名：田雅明 学号：2009291029 学院：化学化工学院 专业：应用化学

近百年来，有机化学对人类文明进程的巨大推动作用与卓越的贡献是不争的事实，而有机合成技术的长足发展又为有机化学的不断创新和其多样性、选择性以及经济性等方面提供了坚实的保障。 有机合成是综合应用各类有机反应及其组合、有机合成新方法、新技术、有机合成设计及策略以获得目标产物的过程。有机合成既与材料、生命、环保、能源四大支柱学科密切相关，也与我们社会的现代文明和日常生活密切相关。尤其在当今，新材料和新药物的需求、资源的合理开发和利用、减少或消除环境污染等可持续发展问题为有机合成提出了更高的要求。早期的有机合成主要是合成自然界中已存在的但含量稀少的有机化合物。后来根据结构与性质关系的规律性和实际需求，进一步合成了自然界不存在的、新的、具有理论和实际价值的有机化合物。所以，有机合成今后的任务将不再是盲目追求更多新化合物的合成，而是去设计合成预期的、有特异性能或有重大意义的有机化合物。 有机合成的发展趋势可以概括为两点: 其一是合成什么，包括合成在生命、材料学科中具有特定功能的分子和分子聚集体；其二是如何合成，包括高选择性合成、绿色合成、高效快速合成等。“如何合成”是合成化学家主要关注的问题。另外，有机合成的迅猛发展是缘由其它学科的需求，反过来有机合成也有力地促进了其它学科的进步。应该说，与有机合成关系最密切的学科是材料科学、生命科学和环境科学，当然能源、信息等其它科学也还是直接或间接相关的。其中环境科学中的绿色化学问题与有机合成密切相关。绿色化学当今已

不仅为学术界，而且也为社会上广为知晓的名词。在国际上有专门的刊物“Green Chemistry”，在美国有专门的奖项。绿色化学包括多方面的内容，但仔细分析这些内容就可以发现，其核心是有机合成。目前，绿色有机合成是十分重要的课题，又是十分艰难的课题，尤其是可以工业化的、理想的绿色有机合成。绿色有机合成今后长时期内将会是有机化学中最具挑战性的一个领域。 绿色合成不是治理污染而是防止污染产生的一种新观念，它是开发从源头解决污染问题的一门科学。对环境保护及社会的可持续发展具有重大意义。那么实现绿色合成的方法、技术与途径是：1. 开发“原子经济性”反应2. 提高烃类氧化反应的选择性3. 选用更“绿色化”的起始原料和试剂4. 采用无毒、无害的高效催化剂5. 采用无毒、无害的溶剂6. 反应方式的改变7. 采用高效合成法8. 固态反应9. 利用可再生的生物质资源。 目前应用于实践的绿色合成有：1、微波辐照有机合成2、有机声化学合成3、高效合成方法----一锅合成4、相转移催化反应5、有机电化学合成6、有机光化学合成7、等离子体有机合成8、超临界有机合成9、固相合成10、组合合成。其中，我对高效合成方法----一锅合成法和相转移催化反应印象颇深。 传统的有机合成是一步一步地进行反应的，难免步骤多、产率低、选择性差，且操作十分繁杂。采用一锅合成的方法，可将多步反应或多次操作置于一个反应器内完成，不再分离许多中间产物。采用一锅合成法，目标产物将可能从某种新颖、简捷的途径获得。通常，一锅

浅谈固相有机合成分析方法

6科技资讯科技资讯S I N &T N OLOGY I NFORM TI ON 2008N O .23 SC I ENCE &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O N 学术论坛 组合化学(C om bi nat or i al chem i st r y)[1～2] 是一门将化学合成、组合理论、计算机辅助设计及机器人结合为一体的技术。它根据组合原理在短时间内将不同构建模块以共价键系统地、反复地进行连接,从而产生大批的分子多样性群体,形成化合物库;然后,运用组合原理,以巧妙的手段对化合物库进行筛选、优化,得到可能的有目标性能的化合物结构的科学。它能够为药物筛选提供所需的大量的化合物以及新的药物靶点,大大缩短了药物发现所需要的时间。组合化学主要有两种技术,固相合成与液相合成。其中,固相有机合成(SPOS)[3～4]具有产物分离纯化简单、可以使用过量试剂促使反应完全和容易实现合成的自动化等诸多优点而受到重视,是组合化学及高通量筛选技术中建立分子多样性化合物库最常用的方法,它在有机和组合化学上正发挥着越来越重要的作用。 尽管如此,SPO S 也有一些缺点,之一便是缺乏普遍适用和稳定可靠的分析方法。由于SPOS 的目标产物是键连在不溶性高分子载体上的,一些基于液相合成普遍有效的分析监测技术如薄层色谱(TL C)和高效液相色谱(HP LC )等不再适用。对键连在固相载体上的化合物进行分析时,理想的分析方法比较缺少。如果将化合物裂解下来以后再进行分析的话,操作会比较繁琐,而且裂解与分析方法的选择将直接影响到产物的纯度与产率。下面作者总结了近年来固相有机合成上较常用的分析方法。 1裂解与分析 化学家们考虑先把目标化合物从载体上切割下来再对其进行常规分析检测的方法[5]。这样的方法要求切断反应非常完全且不会对目标产物造成污染,而在实际操作中,这一点是很难做到的。此外,切割以后分析得到的产物收率和纯度不能真实反映连接在固相载体上的产物收率和纯度。更为重要的是,这样的方法无法对固相反应进程进行实时监测,所以不适合对反应进行动力学研究。 2在珠分析 为了减少分析时间以提高效率,以及提高分析的准确性,直接对树脂上的化合物进行分析已经成为一种趋势。随着固相化学分析技 术的深入发展,逐渐建立了很多直接对连在高分子载体上的化合物进行分析检测的方法。这种方法比较快速简便,而且能真实地反应树脂珠上化合物的信息。下面介绍几种直接在树脂上分析化合物较常用的方法。2.1傅立叶变换红外光谱 傅立叶变换红外光谱(FT I R)仪是现代化学试验最常用的分析仪器之一,广泛用于有机合成的定性和定量分析。在固相有机合成中,红外分析是检测固相反应最有效的技术。这是因为:首先,通过观察官能团表现在红外峰上的出现与消失,可以判断化学反应是否发生;其次,根据红外吸收峰的强度变化可以监测从原料到产物转化的程度,进行固相反应动力学研究。因为F TI R 和SP OS 各自的这些特点,近年来FTI R 分析及其新技术在S POS 中的应用非常广泛。 采用KBr 压片的红外光谱法可以直接表征连接在不溶性高分子载体上的目标化合物,G or deev 等[6]用此方法对固相有机合成反应做出了监测,通常需5m g 左右样品与KBr 粉末一起在玛瑙研钵中充分混合磨细,通过压片完成样品制备后进行透射FTI R 分析。但是此方法存在着一些缺点:操作费时、不适于对反应进行实时监测;需要较多的样品量,K Br 有可能会对树脂造成形态变化或表面污染;颗粒过大造成的红外辐射光的强烈散射会致使谱图基线发生漂移,甚至造成吸收谱带畸变,谱图难以辨认。 针对以上问题,显微红外光谱技术就显示出其独特的优越性。显微红外光谱法就是将显微镜安装在FTI R 光谱仪上,是微量分析又是微区分析的近代技术。Y an 等[7]利用红外显微技术首次实现了对固相有机合成的反应监测,在羟甲基树脂上进行了两步合成反应,并且对目标化合物进行了产率测定。Yan 等接下来研究发现:用两片石英玻璃将树脂压平后再测定透射光谱,消除了因树脂直径过大所造成的光散射。这种方法可以得到高质量,高重现性,高信噪比的谱图。这是一种高通量、自动化、对样品无损伤的原位检测手段[8]。显微红外测试附件通常具有透射型和ATR 型两种测量功能,既可测定样品的透射光谱又可测定样品的反射光谱。 FT I R 分析可以很方便地用于固相有机反应研究的各个阶段,包括表征固相上的化合物、实时监测反应进程、进行固相反应动力学研究等。由于它的简单、快速以及很高的灵敏度,此方法可以大大缩短化合物库合成时条件优化所需要的时间,加快药物发现的进程。Ya n 等认为,与TL C 在液相分析中的作用一样,FTI R 技术已经成为固相有机化学中最便利、最实用的分析方法。2.2质谱 质谱(M S)在化合物库的表征上得到了广泛的应用,可以用来检测剖析化合物库中的化学结构。一些软离子技术,如电子喷雾离子化质谱技术(ESI -M S)以及基质辅助激光解析电离质谱(M AL DI -M S)的发展,大大提高了分析的速度、灵敏度以及专一性。配备了自动进样器和液相色谱系统的全自动仪器已经是商品化的,这些仪器都能够通过相应软件来完成全部操作过程(样品制备,进样以及分析)。比较快速的技术是当应用流动注射分析时,把化合物从树脂上裂解下来进入溶液后,进样5μl ～20μl ,就能够在1m i n ～3m i n 内得到其质谱数据。 Na t ha n 等[9]通过单珠固相萃取M A LDI -M S 检测方法,为研究生物活性肽细胞通讯在细胞培养中完整的神经组织和神经元突起提供了在时间上和空间上有足够灵敏度的方法。 屠春燕等[10]用L C/M S/M S 联用技术分析在W a ng 树脂上合成胸腺五肽及其副产物,此方法不仅可以一次性测定合成产物中各成分的分子量,而且还可以获得目标肽与各主要副产物的有关结构信息。有利于快速、准确地确定合成目标肽的真实性和研究副反应发生的可能机制,对于优化合成过程具有重要的指导意义。 还有人采用液相色谱-质谱(LC-M S)联用技术以及高效液相色谱-核磁共振谱-质谱HP L C-NM R-M S [11]三谱联用技术对化合物库作同步成分分析和结构解析。由此看来,质谱已成为一种应用越来越广泛的分析工具。2.3核磁共振法 核磁共振(NM R)作为一种物理现象被广泛地应用于物质分子性能的检测,目前已发展成为医学诊断、物质化学成分与结构分析以及化工过程分析中一种强有力的工具。T a kuya 等[12]基于倒相门控去耦13C NM R 技术,改进了一个无损坏的监测固相合成低聚糖的方法。为了提高灵敏度,通过应用两个含 浅谈固相有机合成分析方法 雷育红1袁敏2时冉冉3 (1.西安航空职业技术学院基础课部陕西西安710089;2.山东省中医药研究院 山东济南 250014; 3.山东大学药学院山东济南250100) 摘要:固相有机合成是组合化学的重要组成部分,但是普遍适用和稳定可靠的分析检测方法是制约固相有机合成发展的重要因素。现 在已经有越来越多的分析技术应用在固相合成上,傅立叶转换红外光谱、质谱、核磁以及它们与其它技术的联用,已经在分析上得到越来越多的应用,为组合化学的发展提供了强有力的手段。关键词:固相有机合成分析方法在珠分析中图分类号:O6文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2008)08(b )-0176-02 17C E CE ECH A

有机合成的四个基本

有机合成的“四个基本” 湖北省老河口市一中李军 从远古时代起，人类一直依靠自然界的资源生存。在实践中人类逐渐学会了对自然资源进行加工和转化。例如，通过酿酒、制药等以满足人类生活的需要。但自然资源是有限的，而且有时天然物质及其加工产品的性能也不尽如人意。19世纪20年代，人类开始进行有机合成的研究以来，有机化学家们不断地合成出功能各异、性能卓越的各种有机物。通过有机合成不仅可以制备天然有机物，以弥补自然资源的不足，还可以对天然有机物进行局部的结构发行和修饰。 一、有机合成的基本思路： 1．正向合成分析法： 2．逆向合成分析法： 目标化合物中间产物中间产物·······基础原料 解答这类问题时具体到某一个题目是用正推法还是逆推法，还是正推、逆推双向结合，这要由题目给出的条件决定。 正向合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的真接或间接的中间体，逐步推向合成的目标有机物，而逆向合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法。它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物，而这个中间体，又可以由上一步的中间体得到，依次类推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。 解题思路: (1) 剖析要合成的物质(目标分子),选择原料,路线(正向,逆向思维.结合题给信息) (2) 合理的合成路线由什么基本反应完全,目标分子骨架 (3) 目标分子中官能团引入 有机合成的解题思路是：首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪种官能团，与哪些知识信息有关；其次是根据现在的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键；最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择出最佳的合成方案。 二、有机化学合成路线

现代有机合成的新概念和新方法

现代有机合成的新概念和新方法 摘要: 概念和方法是有机合成化学发展的基础, 新的概念和方法的产生和发展可为有机合成开拓新的研 究领域和发展方向. 介绍现代有机合成中一些新概念和新方法, 结合具体的有机合成反应实例阐述有机合 成在这些概念和方法方面取得的新成果和进展, 现代有机合成发展方向和应重视的研究领域. 关键词: 现代有机合成; 新概念; 新方法; 进展 The new concept and new method of the modern organic synthesis Abstract: Concept andmethod are the bases of the development of organic synthesis chemistry. New concept and new method can exploit new research fields and development orientations for modern synthesis. This paper introduces some new concept and new methods in modern organic synthesis, revealing the new achievement and improvement in thes concept and methods by giving some instances of organic synthesis reaction, summarizing the development orientations and the fields the modern organic synthesis should lay emphasis on. Key words: modern organic synthesis; new conception; new method; development 有机合成化学作为有机化学的一个分支, 已经有一百多年的历史. 现代的有机合成不但能合成 大量的结构复杂而多样的次生生物代谢物和基因、蛋白质等复杂的生命物质, 而且能合成大量的自然界中没有的具有独特功能性分子的物质. 现代有机合成不只是合成什么的问题, 更重要的是如何合 成和怎样合成的问题. 有机合成与21 世纪的三大发展学科: 材料科学、生命科学和信息科学有着密 切的联系, 为三大学科的发展提供理论、技术和材料的支持. 新世纪有机合成将进一步在这三大学科领域中发挥作用并开辟新的领域. 随着生命科学和材料科学的发展, 尤其进入后基因组时代后, 需 要有机合成快速提供各种具有特定生理和材料功能的有机分子, 而要获得有新结构的功能类型分子 往往取决于新的合成方法, 新的方法往往又取决于新的理论和概念. 因此, 21 世纪有机合成的发展, 需要从概念、方法、结构与功能方面入手. 1 现代有机合成新概念 1．1．1 原子经济性 原子经济性的概念是美国著名有机化学家B.M. Brost 于1991 年首先提出的, 并将它与选择性 归结为合成效率的两个方面[1]. 认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使 之转化到目标分子中, 达到零排放. 原子经济性反应有两大优点: 一是最大限度地利用原料; 二是 最大限度地减少了废物的生成, 减少了环境污染.原子经济性反应符合社会发展的需要, 是有机合成 的发展方向[2] . 原子经济性是现代有机合成追求的一个重要目标, 也是绿色合成的一个重要指标.原子经济性原则引导人们在有机合成的设计中经济地利用原子, 避免使用保护基或离去集团,减少或消 除副产物的生成. 当前, 提高有机合成原子经济性的主要途径有开发高选择性、高效的催化剂; 开发新的反应介质和试剂, 提高反应选择性; 总的来说主要在合成路线和反应条件上做文章.最近, 在原 子经济性反应方面取得了很大进展. 例如: 用传统的氯醇法合成环氧乙烷, 其原子利用率仅为25%, 而采用乙烯催化环氧化方法可一步合成, 原子利用率可达到100%, 产率达99% .反应如下:

我从事有机合成工艺研发工作三年的体会

我从事有机合成工艺研发工作三年的体会 作者：ttyhhecheng(优化合成) 时间过得真快！转眼之间我已经在Bristol-Myers Squibb从事有机合成工艺优化(process R&D)工作三年了，这三年，感谢公司的栽培，我顺利完成了从学校毕业生到有机合成工艺优化专家的转变。因为此前我一直都在学校读书，这个转变对我个人而言也是真正实现学以致用的开端，我在此把三年来的经历和体会作个总结，兴许新的有机合成化学毕业生看了能有所得。 2004年三月，我刚入公司第一天，我就被安排做新API的路线优化和第一批临床原料的合成，虽然这只是一个四步的合成工艺，但在不到三个月的时间，我完成了从最佳工艺路线的挑选，建立各步合成反应中控标准，定型API分离方案，下车间放大生产(1.5kg, 50L) 的所有工作，就这样在很短的时间内对工艺优化所牵涉到的各方面问题有了全面接触，例如如何挑选API路线(我学到的第一课是最短的不一定是最好的)，如何运用统计学原理迅速地优化多变量反应，如何运用自下而上的原理帮助确定分离方案，如何处理收率和质量的关系，如何检验工艺的可重复性，等等。。。 现在回想起来，这是一个学习强度非常高的时期，一方面我得做大量实验优化各步工艺，提高我运用合成化学理论知识解决实际问题的能力；另一方面我得迅速熟悉PR&D各部门间交流对话的机制和快节奏的决策过程，定出符合FDAcGMP工业标准的生产放大方案并付诸实施。从我这最初三个月的经历来看，我们部门实行的是通过压担子--在完成任务的同时完成对新人的培养的策略，我个人的成长经历说明这一策略是非常成功的。当然，成功实施这一策略的前提条件是部门内有很好的团队精神，新手能及时地得到资源上，人际关系上的帮助。在此我一方面要感谢公司对我的信任，让我直接负责新API的工艺研发，另一方面，我也要向我的很多同事致以由衷的谢意！我能迅速胜任重担是和他们对我的无私的指导和帮助分不开的。从我个人成长来说，我深切体会到不管在哪里，多做少说是新手树立良好第一印象适应公司氛围的关键，不管是老中老美，大家总还是尊重勤恳干活的人的。 在完成了第一个项目后，领导征询我的意见是否愿意领兵做一个重要的中间体工艺放大工作。这个项目和第一个完全不同，反应了有机合成工艺优化工作的极具挑战性的另一侧面，即如何啃下硬骨头。第一个项目事务繁杂但技术难度并不大，其中的挑战性在于如何依据实际情况分清工作主次，在有限的时间内作出合理决策。这第二个项目的核心内容是技术攻关，即如何将一个非常复杂的化学反应优化放大，完成三百公斤规模的生产。值得一提的是，这个放大生产是要在外包商的车间完成，这其中就还牵涉到如何顺利完成技术转移的任务。当时我工作了还不到四个月，确实并没有体察到完成这个任务所要求的方方面面的能力，只因为对这任务的技术上的挑战性充满兴趣，二话没说就接受了。现在回想起来，那时真有点不知天高地厚，豪气干云的意思，根本没想过万一做不下来会如何如何。 这个中间体的合成包括了三个主要步骤：先是高温(140摄氏度)下进行三加二环加成反应得到消旋产物的dimer，然后将dimer转化成消旋性产物，最后将消旋性产物拆分成所需的旋光性对映体。在我接手之前，通过多批次的办法已经合成过40公斤，这时的平均收率在16%左右。但我的任务是要生产300公斤。从前的工艺是行不通的。主要的问题有：高温下的环加成反应重复性差，收率和立体选择性变化幅度大；需进行两步分离，而消旋性产物盐的分离有极大难度(当时用了两天的离心时间)；最后拆分工艺也不稳定，析出的晶体的旋光纯度随结晶时间的延长而逐步下降。所以要顺利实现这个放大，我必需解决这三个技术难题：1，如何确保高温反应的高收率和重现性；2，如何解决中间体的分离难题或者更进一步干脆省略中间体的分离步骤；3，如何建立稳定的拆分工艺。而这三个难题实际上是相关的，第一个难题的解决是解决第二个和第三个难题的基础。明确这个关系后，我们三人攻关小组现聚焦第一关。我们利用了在线红外波谱仪详细研究了高温下环加成反应机理，搞清了反应物配比，浓度，溶剂成分，温度和升温速率等变量对主反应和几个副反应的影响，把反应实时收率从80%提高到95%左右，同时实现了高重复性。第一步的高收率也意味着在这一步产生较低杂质，这样为省略中间体的分离(纯化)步骤奠定了基础，也为建立起稳定的拆分工艺提供了良好原料。就这样，我们用了近五个月的时间，把一个两步分离，平均收率16%的工艺改进成一步分离，单反应罐操作，平均收率30%的稳定工艺，并顺利地实现了对外包商的技术转移和规模生产。 在优化这一复杂反应过程中，方法论方面我有两点重要体会，第一，在技术攻关时，一定要站在战略性的高度来详尽分析各个矛盾，找到主要矛盾，集中所有资源先解决主要矛盾，只有这样才能高屋建瓴，