《精细有机合成技术》

《精细有机合成技术》 常州轻院：朱茂电《精细有机合成技术》

参考书 1、《精细有机合成技术》（第二版）薛叙明 2、《精细有机合成化学与工艺学》唐培堃 3、《精细有机合成化学与工艺学学习指导》唐培堃 4、《新编有机合成化学》黄宪等 5、《有机合成设计》斯图尔特.沃伦著(英) 丁新腾,林子森译 6、《有机合成》斯图尔特.沃伦著(英) 丁新腾译《精细有机合成技术》

目录 第九章氧化第十章氨解第十一章重氮化与重氮盐的转化第十二章羟基化第十三章缩合第十四章精细有机合成路线设计基本方法与评价第一章总论第二章精细有机合成的理论与技术基础第三章磺化与硫酸化第四章硝化和亚硝化第五章卤化第六章烷基化第七章酰基化第八章还原《精细有机合成技术》

Robert.B. Woodward (1917-1979) 美国著名有机化学家 1965年诺贝尔化学奖获得者主要从事于天然有机化合物的合成及有机化学理论工作。他描述了分子结构与紫外光谱间的关系;较早地认识到物理测定比化学反应更能阐明有机化合物分子结构的特点。他曾推测了许多复杂的天然有机化合物的结构,包括青霉素(1945)、番木鳖碱(1947)和河豚毒素(1946)等。发现了前所未知的一类天然产物——大环内酯抗生素,并提出了在自然界形成的可能途径。他也是第一个提出甾体激素的正确生物合成理论的人。他最早正确地推测了二茂铁的结构,为金属有机化学开辟了新的道路。他的合成工作突出地表现在巧妙地利用有机反应进行现在已知的最复杂的天然有机化合物的合成。例如,1944年合成奎宁,1954年合成番木鳖碱,1956年合成利血平;其他还有胆甾醇、叶绿素、维生素B12、红霉素等。他把有机合成的技巧提高到一个前所未有的水平。在维生素B12合成(1973)的长期过程中,他认识到有机反应的一个基本规律,从而1965年提出了分子轨道对称守恒原理。“由于对有机化学分析方法和合成方法的贡献”，获得了1965年诺贝尔化学奖。《精细有机合成技术》

艾里亚斯·詹姆斯·科里，英文名Elias James Corey，1928年7月－，是美国著名有机化学家，有机合成化学领域的一代宗师，也是一个备受争议的人物。1990年诺贝尔化学奖得主，得奖原因是“开发了计算机辅助有机合成的理论和方法”。有机合成化学的宗师级人物。在有机合成发展史上被公认为伍德沃德概念上的学术接班人。他的鼎盛时期被称为有机合成史上的“科里时代”。他的最大贡献在于将“伍德沃德创立的合成艺术变为合成科学”，首先提出了系统化的逆合成概念，使得合成设计变成一门可以学习的科学，而不是带有个人色彩的绝学。科里也是一个富有创造性的学者，发明了许许多多的试剂和方法(据统计有50种以上的重要试剂和合成方法)。很多方法已经成为现代有机合成的惯用方法。科里比较公认的经典合成有如下几个：长叶烯：从维兰德-米歇尔酮出发，利用分子内麦克尔加成构建分子桥键是为其特色。前列腺素：乙烯酮替代物2-氯丙烯腈的发明；用狄尔斯-阿尔德反应构筑五元环及控制环上取代基相对立体化学关系的策略尤为令人称道。银杏内酯：烯酮参与的分子内[2+2]电环化反应紧接着拜耶尔－魏立格氧化反应来迅捷地构筑银杏内酯三个相邻环系的策略是其最大的亮点。《精细有机合成技术》

《精细有机合成技术》

第一章总论 ★学习目标：知识目标能力目标素质目标《精细有机合成技术》

第一章总论 • 精细化工概述 • 有机合成及其发展 • 精细有机合成的单元反应《精细有机合成技术》

1.1 精细化工概述 • 精细化工和精细化学品 • 精细化工的特点 • 精细化工在国民经济中的作用 • 精细化工的发展趋势《精细有机合成技术》

1.1.1 精细化工和精细化学品 定义： ☆精细化工即精细化学工业，是生产精细化学品的工业。《精细有机合成技术》

通用化学品：产量大，无差别 （酸、碱、盐、甲醇等）半（拟）通用化学品：产量大，有差别（塑料、合成纤维、合成橡胶等）（一般）精细化学品：产量小，无差别（原料医药、原料农药、原料染料等）专用化学品：产量小，有差别（医药制剂、农药制剂、商品染料等）《精细有机合成技术》

☆精细化学品 凡能增进或赋予一种（类）产品以特定的功能或本身拥有特定的功能的小批量制造和应用的、技术密集度高、附加值高、纯度高的化学品。《精细有机合成技术》

精细化学品的分类 农药、染料、涂料（含油漆、油墨）、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品（包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品）、食品和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、（化工系统生产的）化学药品（原料药）和日用化学品、（高分子聚合物中的）功能高分子材料（包括功能膜、偏光材料等）。（11类） ——《关于精细化工产品的分类的暂行规定和有关一事项的通知》，1986年3月6日《精细有机合成技术》

最近分类有 精细化学品的种类（18类）： 1、医药和兽药； 2、农药； 3、粘合剂； 4、涂料； 5、染料和颜料； 6、表面活性剂和合成洗涤剂； 7、塑料、合成纤维和橡胶用助剂；8、香料； 9、感光材料； 10、试剂和高纯物； 11、食品和饲料添加剂； 12、石油用化学品； 13、造纸用化学品； 14、功能高分子材料； 15、化妆品； 16、催化剂； 17、生化酶 18、无机精细化学品《精细有机合成技术》

1.1.2 精细化工的特点 • 技术密集度高 • 品种多，批量小 • 具有特定的功能 • 大量采用复配技术 • 附加价值和经济效益高 • 间歇生产，综合生产流程和多用途、多功能生产设备《精细有机合成技术》

1.1.3 精细化工在国民经济中的作用 • 直接用作最终产品或其主要成分 • 增加或赋予各种材料以特性 • 满足人民的生活需要 • 促进新技术的进步 • 高经济效益《精细有机合成技术》

1.1.4 精细化工的发展趋势 • 发展原料工业 • 重视基础产品 • 加强应用研究 • 优化复配技术 • 重视剂型改造 • 开拓新兴领域《精细有机合成技术》

1.2 有机合成及其发展 • 有机合成的任务、目的及内容 • 有机合成的发展历史、现状及趋势《精细有机合成技术》

1.2.1 有机合成的任务、目的及内容 ◇有机合成有两大任务：一是实现有价值的已知化合物的高效生产；二是创造新的有价值的物质与材料。（野依良治，2001年诺贝尔化学奖，不对称合成） ◇两大目的：实验室合成；工业合成（基本有机合成、精细有机合成）《精细有机合成技术》

1.2.2 有机合成的发展历史、现状及趋势 O △ NH4OCN(氰酸铵) NH2–C–NH2(尿素) 维勒(德国)：《精细有机合成技术》

有机物(organic compound) （1）早期观点：无机物（来源于矿物质）化学物质有机物（来源于动植物体） *** 结论1：有机物必须来源于有生命的机体，决不能由无机物合成。《精细有机合成技术》

(2)、F.Wohler(1828) 实验（证伪性） （氰酸铵）（无机物）有机物（尿素）结论2：只能从有生命的机体得到有机物的结论是错的。《精细有机合成技术》

2、现代观点： 有机物 — 含碳的化合物（CO2、CO、碳酸及碳酸盐除外）或碳氢化合物及其衍生物。《精细有机合成技术》

有机合成化学 天然有机化学有机化学生物有机化学金属有机化学有机分析化学《精细有机合成技术》

1.2.3 天然气的利用 • 甲烷、乙烷、丙烷和较高碳链的烷烃（其中主要是甲烷） • 可直接用于制备碳黑、乙炔、氢氰酸、各种氯代甲烷、二硫化碳、甲醇、甲醛等 • 制合成气（CO和H2的混合物），进一步制得甲醇、甲醛、高碳醇、正丁醛、甲酸、乙酸、丙酸、丙烯酸、丙烯酸酯、人造石油等《精细有机合成技术》

1.2.4 农、林、牧、渔副产品的利用 • 碳水化合物： • 脂肪和油类：糖类、淀粉、糖类树胶——单糖纤维素——己糖（葡萄糖）和戊糖（木糖）主要成分：甘油三羧酸酯可获得化工原料：脂肪酸、脂肪族含氮化合物、二聚酸、氨基酰胺和咪唑啉类、壬二酸与壬酸、脂肪醇、环氧化合物、蓖麻醇酸、甘油。《精细有机合成技术》

1.3 精细有机合成的单元反应 • 精细化学品的主要取代基 • 精细有机合成的主要单元反应 • 产品举例及合成路线的综合评定《精细有机合成技术》

1.3.1 精细化学品的主要取代基 主体结构精细化学品取代基《精细有机合成技术》

卤素：-Cl、-Br、-I、-F • 含氮基团： -NO2、-NO -NH2、-NHR、-NR1R2 -NHCO-、-NH2OH、-N2+X-、-N=N-、-NHNH2 -CN 《精细有机合成技术》

含硫基团： -SO3H、-SO2Cl、-SO2NH2、-SO2NHR • 含氧基团： -OH、-OR、-OAc -COH、-COR、-COOH、-COOR、-COCl、 -CONH2 • 烷基、酰基《精细有机合成技术》

卤化磺化和硫酸酯化硝化和亚硝化还原和加氢氧化重氮化和重氮基的转化氨解和胺化水解烃化酰化缩合环合聚合 1.3.2 精细有机合成的主要单元反应《精细有机合成技术》

1.3.3 产品举例及合成路线综合评价 《精细有机合成技术》

《精细有机合成技术》

合成工艺路线的选择依据 • 路线短 • 总收率最高 • 易于工业化生产 • 成本低，经济效益高 • 原料易得《精细有机合成技术》

思考题 • 什么是精细化工，精细化工的特点是什么？ • 什么是精细化学品，请列举五类主要的精细化学品。 • 精细有机合成的主要单元反应有哪些？《精细有机合成技术》

《 精细有机合成技术 》