有機(jī)合成概論

第1章緒論1868年Graebe和Liebermann合成了茜紅，1878年Baeyer合成了靛藍(lán)。

人們?cè)趯?duì)一些染料中間體抗菌性的研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了磺胺類抗菌素，從而開(kāi)創(chuàng)了人工合成藥物的新紀(jì)元。100年來(lái)合成化學(xué)發(fā)展迅速，許多新技術(shù)被用于無(wú)機(jī)和有機(jī)化合物的合成，例如，超低溫合成、高溫合成、高壓合成、電解合成、光合成、聲合成、微波合成、等離子體合成、固相合成、仿生合成等等；發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的新反應(yīng)、新合成方法數(shù)不勝數(shù)。

在人類已擁有的2400多萬(wàn)種化合物中，絕大多數(shù)是化學(xué)家合成的，幾乎又創(chuàng)造出了一個(gè)新的自然界。縱觀20世紀(jì)，合成化學(xué)領(lǐng)域共獲得多項(xiàng)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1912年格利雅因發(fā)明格氏試劑，開(kāi)創(chuàng)了有機(jī)金屬在各種官能團(tuán)反應(yīng)中的新領(lǐng)域而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

狄爾斯和阿爾德因發(fā)現(xiàn)雙烯合成反應(yīng)而獲得1950年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

齊格勒和納塔發(fā)現(xiàn)了有機(jī)金屬催化烯烴定向聚合，實(shí)現(xiàn)了乙烯的常壓聚合而榮獲1963年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。甾體（Windaus，1928年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）、抗壞血酸（Haworth,1937年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）、生物堿（Robinson,1947年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）多肽（Vigneand,1955年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）1965年有機(jī)合成大師Woodward由于其有機(jī)合成的獨(dú)創(chuàng)思維和高超技藝，先后合成了奎寧、膽固醇、可的松、葉綠素和利血平等一系列復(fù)雜有機(jī)化合物而榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。Wilkinson和Fischer合成了過(guò)渡金屬二茂夾心式化合物，確定了這種特殊結(jié)構(gòu)，對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)和配位化學(xué)的發(fā)展起了重大推動(dòng)作用，榮獲1973年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1979年Brown和Wittig因分別發(fā)展了有機(jī)硼和Wittig反應(yīng)而共獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1984年Merrifield因發(fā)明了固相多肽合成法對(duì)有機(jī)合成方法學(xué)和生命化學(xué)起了巨大推動(dòng)作用而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。20世紀(jì)60年代末，美國(guó)哈佛大學(xué)Corey教授根據(jù)其多年對(duì)復(fù)雜分子的合成及設(shè)計(jì)研究，逐漸創(chuàng)立了從目標(biāo)結(jié)構(gòu)開(kāi)始采用一系列邏輯推理方法推出起始原料及合成路線的方法—逆合成分析法。

由Corey領(lǐng)導(dǎo)的研究組在此理論的指導(dǎo)下完成了100多種復(fù)雜分子的多步驟合成，幾乎每種復(fù)雜化合物的成功合成都有新的方法發(fā)現(xiàn)。Corey由于合成理論方面的杰出成就而獲得了1990年度Nobel化學(xué)獎(jiǎng)。2005年,法國(guó)科學(xué)家伊夫·肖萬(wàn)、美國(guó)科學(xué)家羅伯特·格拉布和理查德·施羅克因在烯烴復(fù)分解反應(yīng)研究領(lǐng)域作出貢獻(xiàn)而獲獎(jiǎng)。

海葵毒素（分子式為C129H223N3O54，有64個(gè)不對(duì)稱碳和7個(gè)骨架內(nèi)雙鍵,異構(gòu)體數(shù)目多達(dá)271個(gè)）

基本有機(jī)合成工業(yè)任務(wù)是：從廉價(jià)易得的天然資源，如煤、石油、天然氣或農(nóng)副產(chǎn)品等，初步加工成一級(jí)有機(jī)產(chǎn)品，如甲烷、乙烷、丙烷、乙炔、苯、萘等，再進(jìn)一步加工成二級(jí)有機(jī)產(chǎn)品，如乙醇、乙酸、丙酮等。

精細(xì)有機(jī)合成工業(yè)的任務(wù)是：以基本有機(jī)合成工業(yè)中得到的一、二級(jí)有機(jī)產(chǎn)品為原料，合成一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，質(zhì)量要求很高（即較精細(xì)）的化合物。其制備過(guò)程的操作條件要求嚴(yán)格，步驟較多，一次生產(chǎn)的量比較少但品種比較多。精細(xì)有機(jī)合成主要用在合成藥物、農(nóng)藥、染料、香料等。這種合成的首要任務(wù)常常是合成路線的設(shè)計(jì)。

著名的有機(jī)合成化學(xué)家Still曾指出：一個(gè)復(fù)雜有機(jī)分子的有效合成路線的設(shè)計(jì)是有機(jī)化學(xué)中最困難的問(wèn)題之一。路線設(shè)計(jì)是合成工作的第一步，也是最重要的一步。

路線設(shè)計(jì)不同于數(shù)學(xué)運(yùn)算，它沒(méi)有固定的答案。但任何一條合成路線，只要能合成出所要的化合物，應(yīng)該說(shuō)都是合理的。當(dāng)然，在合理的路線之間，卻是有差別的。Willstatter在1896年推出了一條顛茄酮合成路線。1917年，Robinson設(shè)計(jì)出另一條顛茄酮合成路線：

有結(jié)構(gòu)興趣的非天然產(chǎn)物的合成有機(jī)合成化學(xué)的作用

有機(jī)合成化學(xué)的作用歸納起來(lái)有兩點(diǎn)：

一是應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品造福人類。二是用于理論研究。未來(lái)化學(xué)的作用和地位

未來(lái)化學(xué)在人類生存、生存質(zhì)量和安全方面將以新的思路、觀念和方式繼續(xù)發(fā)揮核心科學(xué)的作用，保證人類衣食住行需求、提高人類生活水平和健康狀態(tài)等方面起了重大作用。在能源和資源的合理開(kāi)發(fā)和高效安全利用中

在能源和資源方面，研究高效潔凈的轉(zhuǎn)化技術(shù)和控制低品位燃料的化學(xué)反應(yīng)；新能源如太陽(yáng)能以及高效潔凈的化學(xué)電源與燃料電池等都將成為21世紀(jì)的重要能源。

礦產(chǎn)資源是不可再生的，化學(xué)要研究重要礦產(chǎn)資源（如稀土）的分離和深加工技術(shù)以及利用。繼續(xù)推動(dòng)材料科學(xué)的發(fā)展

化學(xué)是新材料的“源泉”，任何功能材料都是以功能分子為基礎(chǔ)的，發(fā)現(xiàn)具有某種功能的新型結(jié)構(gòu)