有机合成化学与路线设计策略PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1有机合成的概念和任务 1

1.1.1有机合成的概念 1

1.1.2有机合成的任务 1

1.2有机合成路线设计 2

1.3有机合成工作者应具备的知识 3

1.3.1熟练掌握有机化学反应或人名反应 3

1.3.2不断提高合成策略 3

1.4有机合成发展现状 3

1.4.1有机合成发展回顾 3

1.4.2有机合成的作用 10

1.4.3有机合成展望 10

参考文献 11

第2章 逆合成法与路线设计基本规则 12

2.1逆合成法 12

2.2有机反应的类型 13

2.2.1骨架和官能团均无变化 13

2.2.2骨架不变而官能团变化 13

2.2.3骨架变而官能团不变 13

2.2.4骨架和官能团均变化 14

2.3合成路线设计的具体步骤 14

2.3.1分析 14

2.3.2合成 15

2.4合成路线的书写规则 16

参考文献 16

第3章 分子的切断和官能团转化 18

3.1优先考虑分子骨架的形成 18

3.2分子切断中常用的术语 19

3.3分子切断的一般方法 22

3.4醇的切断 25

3.5 β-羟基羰基化合物和α，β-不饱和羰基化合物的切断 28

3.5.1β-羟基羰基化合物的切断 28

3.5.2 α，β-不饱和羰基化合物的切断 30

3.6 1，3-二羰基化合物的切断 34

3.6.1不同酯间的缩合反应 35

3.6.2酯与酮间的缩合反应 36

3.6.3酯与腈间的缩合反应 40

3.7 1，5-二羰基化合物的切断 40

3.7.1 Michael加成反应及其应用 40

3.7.2 Mannich反应及其应用 44

3.8 α-羟基羰基化合物的切断 46

3.8.1α-羟基酸的合成与切断 46

3.8.2 α-羟基酮的合成与切断 48

3.9 1，4-和1，6-二羰基化合物的切断 50

3.9.1 1，4-二羰基化合物的切断 50

3.9.2 1，6-二羰基化合物的切断 54

3.9.3 Birch还原反应及其应用 55

3.10 1，1-双官能团化合物的切断 56

参考文献 57

第4章 导向基的引入与导向作用 58

4.1活化导向基的导向作用 58

4.2钝化导向基的导向作用 63

4.3封闭特定部位的导向作用 65

4.4环辛四烯的合成路线 66

4.4.1 Willstater合成法 66

4.4.2 Reppe合成法 67

参考文献 67

第5章 合成子和极性转换 68

5.1合成子和极性转换的基本概念 68

5.2合成子的种类和反应类型 69

5.2.1给电子合成子 70

5.2.2受电子合成子（亲核试剂，a合成子） 77

5.3合成子的极性转换方法 79

5.3.1合成子极性转换常用的方法 79

5.3.2一些典型合成子的等效试剂 80

5.3.3合成子极性转换的实际应用 81

5.4常见的极性转换的类型和方法 84

5.4.1按反应可逆性进行分类 84

5.4.2按反应作用物类型进行分类 85

参考文献 91

第6章 反应的非常规性差异性应用及合成问题的简化 92

6.1反应的非常规性的应用 92

6.1.1 Mcfadyen-Stevens反应的非常规应用 92

6.1.2亚硝基-N，N-二烷基苯胺水解反应副产物的应用 93

6.1.3苄-氮键催化氢化裂解反应的非常规应用 95

6.1.4 Reimer-Tiemann反应的非常规应用 96

6.2反应差异性的应用 98

6.2.1不同部位相同基团反应差异性的利用 98

6.2.2不同官能团反应差异性的利用 101

6.2.3选择性试剂的利用 104

6.3潜在结构及其应用 111

6.3.1饱和四碳链段的潜在结构 111

6.3.2烯键的潜在结构 114

6.3.3羰基的潜在结构 116

6.3.4醛基的潜在结构 120

6.3.5 1，3-二羰基的潜在结构 122

6.3.6 2-环己烯酮的潜在结构 123

6.4有机合成中的立体控制 125

6.4.1具有光学活性有机物的合成方法 125

6.4.2立体专一性反应的类型与应用 125

6.4.3立体选择性反应的控制与应用 127

6.4.4含多手性中心的目标分子合成方法 128

6.5合成路线设计的简化 130

6.5.1利用实在分子对称性简化合成路线 131

6.5.2利用分子的潜在对称性简化合成路线 134

6.5.3利用模型化合物简化合成路线 136

6.5.4多步骤合成要注意的问题 140

参考文献 143

第7章 氧化反应 144

7.1化学氧化法 144

7.1.1锰化合物的氧化 145

7.1.2铬化合物的氧化 146

7.1.3二价铜盐和赤血盐的氧化 147

7.1.4四氧化锇的氧化 148

7.1.5四乙酸铅的氧化 148

7.1.6钌氧化物的氧化 149

7.1.7二甲亚砜的氧化 150

7.1.8 N-溴代丁二酰亚胺的氧化 151

7.1.9高碘酸的氧化 151

7.1.10二氧化硒的氧化 152

7.1.11有机过氧酸的氧化 152

7.1.12臭氧的氧化 155

7.2空气液相氧化法 157

7.2.1反应历程 157

7.2.2反应实例 158

参考文献 160

第8章 还原反应 161

8.1不饱和烃的还原 161

8.1.1烯烃的还原 161

8.1.2炔烃的还原 164

8.1.3芳香烃的还原 165

8.2氢解反应 168

8.2.1苄基衍生物的氢解 168

8.2.2烯丙基衍生物的氢解 169

8.2.3烷基衍生物的氢解 170

8.2.4缩醛和缩酮的氢解 170

8.3羰基化合物的还原 170

8.3.1 Clemmensen还原法 170

8.3.2 Wolff-Kishner-Huang还原法 171

8.3.3 Mozing还原法 172

8.3.4对甲苯磺酸腙法 172

8.3.5用负氢离子还原剂还原法 173

8.3.6用醇铝化合物催化还原法 176

8.3.7电子转移试剂还原法 177

8.4羧酸及其衍生物的还原 178

8.4.1羧酸及其衍生物还原成醇的方法 179

8.4.2羧酸及其衍生物还原成醛的方法 179

8.4.3酰胺、腈、肟还原到胺 182

8.5含氮化合物的还原 182

8.5.1硝基化合物的还原 182

8.5.2亚胺的还原 183

8.5.3肟的还原 184

8.5.4亚硝基化合物的还原 184

参考文献 185

第9章自由基反应 186

9.1自由基的结构和立体化学 186

9.2自由基的稳定性 187

9.2.1共轭效应 187

9.2.2立体效应 187

9.2.3螯合作用 188

9.2.4二聚作用 188

9.3自由基反应的分类 188

9.3.1自由基的偶联反应 188

9.3.2自由基的歧化反应 188

9.3.3自由基的碎裂反应与重排反应 189

9.3.4自由基的夺取与取代反应 189

9.3.5自由基的加成反应 190

9.3.6自由基的氧化还原反应 190

9.4自由基反应在有机合成中的应用 190

9.4.1自由基的偶联反应 190

9.4.2氧化脱羧反应 194

9.4.3自氧化反应 194

9.4.4自由基加成反应 194

9.4.5自由基的取代反应 196

9.5碳烯 197

9.5.1碳烯的结构 197

9.5.2碳烯的形成 197

9.5.3碳烯的反应 198

9.5.4氮烯和其他活性中间体 200

参考文献 201

第10章 官能团保护 203

10.1羟基的保护基 203

10.1.1酯类保护基 203

10.1.2醚类保护基 206

10.2醛、酮的保护 211

10.2.1缩醛或缩酮保护基 211

10.2.2二硫代缩醛、缩酮保护基 213

10.2.3单硫代缩醛、缩酮保护基 214

10.2.4二氰乙烯保护基 214

10.3羧基的保护 215

10.3.1甲酯保护基 215

10.3.2叔丁酯保护基 216

10.3.3苄酯保护基 216

10.3.4β取代乙酯保护基 216

10.3.5其他保护基 217

10.4氨基的保护 217

10.5末端炔C——H的保护 219

参考文献 219

第11章 环加成反应 225

11.1 Diels-Alder反应 225

11.1.1 Diels-Alder反应中的二烯 226

11.1.2 Diels-Alder反应中的亲二烯体 233

11.1.3 Diels-Alder反应的区域选择性 237

11.1.4 Diels-Alder反应的立体选择性 239

11.2 1，3-偶极环加成 242

11.2.1 1，3-偶极体的基本概念和分类 242

11.2.2 1，3-偶极环加成的反应历程 244

11.2.3 1，3-偶极环加成反应的区域及立体选择性 245

11.2.4 1，3-偶极环加成在有机合成中的应用 246

11.3卡宾和氮宾对烯烃的环加成 247

11.3.1卡宾和氮宾的形成 248

11.3.2卡宾和氮宾参与的环加成反应 249

11.3.3卡宾与碳-碳双键的1，4-和1，6-环加成 251

11.3.4卡宾和氮宾参与的环加成反应活性 252

11.3.5卡宾和氮宾参与的环加成反应立体化学 253

参考文献 254

第12章 碳-碳键的形成 262

12.1碳负离子及相关概念 262

12.1.1碳负离子的形成 262

12.1.2稳定碳负离子的因素 263

12.1.3 C——H键的酸性 266

12.2烷基化反应 266

12.2.1酮的烷基化 266

12.2.2醛的烷基化 272

12.2.3酯、酰胺、腈的烷基化 272

12.2.4羧酸的烷基化 273

12.2.5烯胺的烷基化 273

12.2.6亚胺、肟、腙的烷基化 275

12.2.7 5，6-二氢-1，3-?嗪或?唑啉化合物的烷基化 276

12.2.8酸性较强C——H参与的烷基化反应 277

12.3酰化反应 284

12.3.1酯的酰化 284

12.3.2酮、腈的酰化 286

12.3.3烯胺的酰化 287

12.3.4芳烃的酰化 289

12.4羟醛缩合反应 289

12.4.1涉及产物脱水的羟醛缩合反应 290

12.4.2涉及产物闭环的羟醛缩合反应 293

12.4.3预制烯醇金属盐的羟醛缩合反应 295

12.4.4使用烯醇硅醚和烯醇硼类中间体的羟醛缩合反应 298

12.5有机金属试剂相关的碳-碳成键反应 299

12.5.1有机镁试剂 299

12.5.2有机锂试剂 302

12.5.3有机锌试剂 303

12.5.4有机铜试剂 304

参考文献 307

第13章 不对称合成 317

13.1光学纯物质的获取途径及不对称合成的定义 317

13.2不对称合成的效率 318

13.3不对称合成中的基本方法 319

13.3.1底物控制法 319

13.3.2辅基控制法 320

13.3.3试剂控制法 320

13.3.4催化法 321

13.3.5双不对称合成 322

13.3.6绝对不对称合成 323

13.4不对称合成反应中的新方法和概念 323

13.4.1不对称协同催化作用 323

13.4.2手性抑制和手性活化 324

13.4.3手性自催化 326

13.4.4不对称反应中的非线性立体化学效应 327

13.4.5去对称性作用 329

13.5不对称合成基本反应 330

13.5.1不对称氢化及相关还原反应 330

13.5.2不对称氧化反应 337

13.5.3烯烃的不对称加成反应 342

13.5.4羰基的不对称亲核加成反应 346

13.5.5不对称环化反应 349

13.5.6不对称羟醛缩合及一些不对称碳-碳键生成反应 352

参考文献 356

第14章 有机非金属试剂 372

14.1有机磷砷试剂 372

14.1.1磷叶立德 372

14.1.2膦酸酯、次膦酸酯和氧化膦 378

14.1.3砷叶立德 380

14.2有机硫试剂 383

14.2.1硫醚 383

14.2.2硫代缩醛 384

14.2.3亚砜 385

14.2.4硫叶立德 386

14.3硒碲试剂 387

14.3.1硒碲试剂参与的还原反应 387

14.3.2硒碲试剂参与的氧化反应 387

14.3.3硒碲基团的消除反应 388

14.3.4硒碲试剂参与的加成、取代反应 388

14.3.5硒、碲稳定化α-碳负离子的反应 389

14.3.6硒、碲叶立德 389

14.4有机硅试剂 390

14.4.1氢硅烷试剂 391

14.4.2作为质子酸替代物的硅试剂 392

14.4.3与保护基有关的硅试剂 394

14.4.4烯醇硅醚和烯酮硅缩醛 394

14.4.5乙烯基硅烷 396

14.4.6烯丙基硅烷 397

参考文献 399

第15章 Corey的有机合成设计策略介绍 409

15.1《化学合成的逻辑学》一书简介 409

15.2基于转换方式的策略 409

15.2.1转换方式的类型和种类 409

15.2.2转换方式的选择及应用 414

15.2.3计算机辅助的有机合成路线设计 419

15.3基于目标结构的策略 420

15.4拓扑学策略 422

15.4.1非环系化合物键的切断 422

15.4.2孤环系化合物键的切断 423

15.4.3稠合环系化合物键的切断 423

15.4.4桥环系化合物键的切断 425

15.4.5螺环系化合物键的切断 427

15.4.6作为拓扑学策略的重排转换的应用 427

15.4.7对称性和策略性切断 428

15.5立体化学的策略 429

15.5.1立体化学简化——转换方式的立体选择性 429

15.5.2反合成中的立体中心的处理方法 431

15.5.3多环体系的立体化学策略 432

15.5.4非环体系的立体化学策略 433

15.6基于官能团的策略 435

15.6.1官能团的分类 435

15.6.2官能团决定的骨架切断 436

15.6.3官能团等价物的策略应用 438

15.6.4利用官能团减少官能度和立体中心的策略 440

15.6.5官能团附加物在键连接和切断上的应用 442

15.6.6官能团控制的附加物切断 446

15.6.7目标结构的外部策略 446

参考文献 448

第16章 天然产物全合成实例 449

16.1前列腺素的全合成 449

16.1.1 Corey的合成路线 450

16.1.2 Noyori的三组分合成路线 450

16.2青蒿素的全合成 453

16.2.1周维善研究小组合成法 453

16.2.2青蒿素衍生物的合成 455

16.3青霉素V的全合成 456

16.3.1青霉素V的逆合成分析 456

16.3.2青霉素V的全合成 457

16.4（±）-Perhydrohistrionicotoxin的全合成 459

16.5（±-Porantherine的全合成 461

16.6 Aigialomycin D的对映选择性全合成 462

16.6.1 Danishefsky小组合成法 463

16.6.2厍学功-潘鑫复小组合成法 465

参考文献 469

常见缩写词汇 471