第一章 卤化反应 1
第一节 卤化反应机理 1
一、电子反应机理 1
1．亲电反应 1
2．亲核反应：亲核取代 3
二、自由基反应机理 3
1．自由基加成 3
2．自由基取代 4
第二节 不饱和烃的卤加成反应 4
一、不饱和烃和卤素的加成反应 4
1．卤素对烯烃的加成反应 4
2．卤素对炔烃的加成反应 7
二、不饱和羧酸的卤内酯化反应 8
三、不饱和烃和次卤酸（酯）、N-卤代酰胺的反应 8
1．次卤酸及次卤酸酯对烯烃的加成反应 8
2．N-卤代酰胺对烯烃的加成反应 9
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应 11
1．卤化氢对烯烃的加成反应 11
2．卤化氢对炔烃的加成反应 12
第三节 烃类的卤取代反应 13
一、脂肪烃的卤取代反应 13
1．饱和脂肪烃的卤取代反应 13
2．不饱和烃的卤取代反应 13
3．烯丙位和苄位碳原子上的卤取代反应 14
二、芳烃的卤取代反应 16
第四节 羰基化合物的卤取代反应 19
一、醛和酮的α-卤取代反应 19
1．酮的α-卤取代反应 19
2．醛的α-卤取代反应 23
二、烯醇和烯胺衍生物的卤化反应 23
1．烯醇酯的卤化反应 24
2．烯醇硅烷醚的卤化反应 24
3．烯胺的卤化反应 25
三、羧酸衍生物的α-卤取代反应 26
第五节 醇、酚和醚的卤置换反应 27
一、醇的卤置换反应 27
1．醇和卤化氢或氢卤酸的反应 27
2．醇和卤化亚砜的反应 29
3．醇和卤化磷的反应 30
4．醇和有机磷卤化物的反应 32
二、酚的卤置换反应 33
三、醚的卤置换反应 34
第六节 羧酸的卤置换反应 35
一、羧羟基的卤置换反应——酰卤的制备 35
二、羧酸的脱羧卤置换反应 37
第七节 其他官能团化合物的卤置换反应 38
一、卤化物的卤素交换反应 38
二、磺酸酯的卤置换反应 39
三、芳香重氮盐化合物的卤置换反应 39
第八节 卤化反应在化学药物合成中应用实例 40
一、化学药物佐匹克隆简介 40
二、卤化反应在佐匹克隆合成中应用实例 41
主要参考书 42
参考文献 42
习题 45
第二章 烃化反应 48
第一节 烃化反应机理 48
一、亲核取代反应 48
1．杂原子的亲核取代反应 49
2．碳负离子的亲核取代反应 50
二、亲电取代反应 51
第二节 氧原子上的烃化反应 51
一、醇的O-烃化 51
1．卤代烃为烃化剂 51
2．芳基磺酸酯为烃化剂 54
3．环氧乙烷为烃化剂 54
4．烯烃为烃化剂 55
5．其他烃化剂 55
二、酚的O-烃化 56
1．卤代烃为烃化剂 56
2．硫酸二甲酯为烃化剂 57
3．重氮甲烷为烃化剂 58
4．DCC缩合法 58
5．烷氧鏻盐为烃化剂 58
第三节 氮原子上的烃化反应 59
一、氨及脂肪胺的N-烃化 59
二、芳香胺的N-烃化 65
三、杂环胺的N-烃化 67
第四节 碳原子上的烃化反应 69
一、芳烃的烃化：Friedel-Crafts反应 69
二、炔烃的C-烃化 74
三、格氏试剂的C-烃化 75
四、羰基化合物α位C-烃化 77
1．活性亚甲基化合物的C-烃化 77
2．醛、酮、羧酸衍生物的α位C-烃化 80
3．烯胺的C-烃化 83
五、相转移烃化反应 84
第五节 烃化反应在化学药物合成中应用实例 88
一、化学药物沙美特罗简介 88
二、烃化反应在沙美特罗合成中应用实例 89
主要参考书 89
参考文献 90
习题 92
第三章 酰化反应 95
第一节 酰化反应机理 95
一、电子反应机理 96
1．亲电反应机理 96
2．C-亲核反应机理 97
二、自由基反应机理 97
第二节 氧原子上的酰化反应 98
一、醇的O-酰化反应 98
1．羧酸为酰化剂 98
2．羧酸酯为酰化剂 102
3．酸酐为酰化剂 105
4．酰氯为酰化剂 108
5．酰胺为酰化剂 110
二、酚的O-酰化反应 111
第三节 氮原子上的酰化反应 113
一、脂肪胺的N-酰化反应 113
1．羧酸为酰化剂 113
2．羧酸酯为酰化剂 114
3．酸酐为酰化剂 115
4．酰卤为酰化剂 117
5．酰胺为酰化剂 118
二、芳胺的N-酰化反应 118
第四节 碳原子上的酰化反应 120
一、芳烃C-酰化 120
1．Friedel-Crafts反应 120
2．Hoesch反应 123
3．Gattermann反应 124
4．Vilsmeier-Haack反应 124
5．Reimer-Tiemann反应 125
二、烯烃C-酰化 126
三、羰基化合物α位的C-酰化 127
1．活性亚甲基化合物的C-酰化 127
2．Claisen反应和Dieckmann反应 129
3．酮、腈的α位的C-酰化 130
四、C-亲核酰化 132
1．直接法 132
2．屏蔽法 132
第五节 酰化反应在化学药物合成中应用实例 134
一、化学药物贝诺酯简介 134
二、酰化反应在贝诺酯合成中的应用实例 135
主要参考书 135
参考文献 136
习题 138
第四章 缩合反应 141
第一节 缩合反应机理 141
一、电子反应机理 141
1．亲核反应 141
2．亲电反应 144
二、环加成反应机理 144
1．［4+2］环加成反应 144
2．1,3-偶极环加成反应 144
第二节 α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应 145
一、α-羟烷基化反应 145
1．羰基α-位碳原子的α-羟烷基化反应（Aldol缩合） 145
2．不饱和烃的α-羟烷基化反应（Prins反应） 149
3．芳醛的α-羟烷基化反应（安息香缩合） 150
4．有机金属化合物的α-羟烷基化 151
二、α-卤烷基化反应（Blanc反应） 154
三、α-氨烷基化反应 155
1．Mannich反应 155
2．Pictet-Spengler反应 158
3．Strecker反应 159
第三节 β-羟烷基、β-羰烷基化反应 160
一、β-羟烷基化反应 160
二、β-羰烷基化反应（Michael反应） 161
第四节 亚甲基化反应 163
一、羰基烯化反应（Wittig反应） 163
二、羰基α位亚甲基化 167
1．活性亚甲基化合物的亚甲基化反应（Knoevenagel反应） 167
2．Stobbe反应 169
3．Perkin反应 170
第五节 α，β-环氧烷基化反应（Darzens反应） 172
第六节 环加成反应 174
一、Diels-Alder反应 174
二、1,3-偶极环加成反应 177
三、碳烯及氮烯对不饱和键的环加成 178
第七节 缩合反应在化学药物合成中应用实例 180
一、化学药物普瑞巴林简介 180
二、缩合反应在普瑞巴林合成中应用实例 181
主要参考书 182
参考文献 182
习题 185
第五章 重排反应 188
第一节 重排反应机理 188
一、电子反应机理 188
1．亲核重排 188
2．亲电重排 189
二、自由基反应机理 190
三、周环反应机理 190
第二节 从碳原子到碳原子的重排 191
一、Wagner-Meerwein重排 191
二、Pinacol重排 193
三、二苯基乙二酮-二苯基乙醇酸重排 197
四、Favorskii重排 199
五、Wolff重排和Arndt-Eistert合成 202
第三节 从碳原子到杂原子的重排 204
一、Beckmann重排 204
二、Hofmann重排 208
三、Curtius重排 210
四、Schmidt反应 212
五、Baeyer-Villiger氧化／重排 215
第四节 从杂原子到碳原子的重排 217
一、Stevens重排 217
二、Sommelet-Hauser重排 219
三、Wittig重排 220
第五节 σ键迁移重排 221
一、Claisen重排 221
二、Cope重排 224
三、Fischer吲哚合成 226
第六节 重排反应在化学药物合成中应用实例 228
一、化学药物替格瑞洛简介 228
二、Curtius重排在替格瑞洛合成中应用实例 229
主要参考书 230
参考文献 230
习题 233
第六章 氧化反应 236
第一节 氧化反应机理 236
一、电子反应机理 236
1．亲电反应 236
2．亲核反应 238
二、自由基反应机理 239
1．自由基加成 239
2．自由基取代 239
3．自由基消除 240
第二节 烃类的氧化反应 240
一、烷烃的氧化 240
1．叔丁烷氧化成叔丁基过氧醇 240
2．环烷烃的氧化 241
二、苄位C—H键的氧化 241
1．氧化生成醛 241
2．氧化形成酮、羧酸 243
三、羰基α位活性C—H键的氧化 244
1．形成α-羟酮 244
2．形成1,2-二羰基化合物 244
四、烯丙位活性C—H键的氧化 245
1．用二氧化硒氧化 245
2．用CrO3-吡啶络合物（Collins试剂）和铬的其他络合物氧化 246
3．用过（氧）酸酯氧化 247
第三节 醇类的氧化反应 248
一、伯、仲醇被氧化成醛、酮 248
1．用铬化合物氧化 248
2．用锰化合物氧化 249
3．用二甲基亚砜氧化 250
4．Oppenauer氧化 251
二、醇被氧化成羧酸 252
三、1,2-二醇的氧化 253
第四节 醛、酮的氧化反应 254
一、醛的氧化 254
二、酮的氧化 255
第五节 含烯键化合物的氧化 256
一、烯键环氧化 256
1．α,β-不饱和羰基化合物的环氧化 256
2．不与羰基共轭的烯键的环氧化 257
二、烯键氧化成1,2-二醇 259
1．顺式羟基化 259
2．反式羟基化 261
三、烯键的断裂氧化 263
1．用高锰酸盐氧化 263
2．臭氧分解 263
第六节 芳烃的氧化反应 264
一、芳烃的氧化开环 264
二、氧化成醌 265
三、芳环的酚羟基化 266
第七节 脱氢反应 267
一、羰基的α,β-脱氢反应 268
1．二氧化硒为脱氢剂 268
2．醌类作氢接受体 268
3．有机硒为脱氢剂 269
二、脱氢芳构化 270
第八节 胺的氧化反应 271
一、伯胺的氧化 271
二、仲胺的氧化 272
三、叔胺的氧化 273
第九节 其他氧化反应 274
一、卤化物的氧化 274
二、磺酸酯的氧化 275
第十节 氧化反应在化学药物合成中应用实例 276
一、化学药物奥美拉唑简介 276
二、氧化反应在奥美拉唑合成中应用实例 276
主要参考书 277
参考文献 277
习题 280
第七章 还原反应 284
第一节 还原反应机理 284
一、电子反应机理 284
1．亲核反应 284
2．亲电反应：亲电加成 286
二、自由基反应机理 286
1．电子转移还原 286
2．自由基取代还原：硅烷还原叠氮基为氨基的反应 288
三、催化氢化反应机理 288
1．非均相催化氢化 288
2．均相催化氢化 289
第二节 不饱和烃的还原反应 289
一、炔、烯的还原 289
1．非均相催化氢化 290
2．均相催化氢化 293
3．二酰亚胺还原 294
4．硼氢化反应 296
二、芳烃的还原 297
1．催化氢化法 297
2．化学还原法：Birch反应 297
第三节 羰基（醛、酮）的还原反应 298
一、还原成烃的反应 298
1．Clemmensen反应 298
2．Wolff-Кижер-黄鸣龙还原反应 300
3．金属复氢化物和催化氢化还原 301
二、还原成醇的反应 302
1．金属复氢化合物为还原剂 302
2．醇铝为还原剂 304
3．多相催化氢化还原 305
4．均相催化氢化 306
三、还原胺化反应 307
1．羰基的还原胺化反应 307
2．Leuckart-Wallach反应和Eschweiler-Clarke反应 307
第四节 羧酸及其衍生物的还原反应 308
一、酰卤还原为醛 308
二、酯及酰胺的还原 309
1．酯还原成醇 309
2．酯和酰胺还原为醛 311
3．酯的双分子还原偶联反应 311
4．酰胺还原为胺 312
三、腈的还原 313
四、羧酸及酸酐的还原 314
1．羧酸的化学还原 314
2．酸酐的化学还原 315
第五节 含氮化合物的还原反应 316
一、硝基化合物的还原 316
1．活泼金属为还原剂 316
2．含硫化合物为还原剂 317
3．催化氢化还原 318
4．金属复氢化物为还原剂 319
二、其他含氮化合物的还原 319
1．偶氮化合物的还原 319
2．叠氮化合物的还原 320
第六节 氢解反应 321
一、脱卤氢解 321
二、脱苄氢解 322
三、脱硫氢解 323
第七节 还原反应在化学药物合成中应用实例 325
一、化学药物拉米夫定简介 325
二、还原反应在拉米夫定合成中应用实例 326
主要参考书 327
参考文献 327
习题 329
第八章 合成设计原理 332
第一节 常用术语 332
一、靶分子及其变换 332
1．靶分子 332
2．变换 333
二、合成子及其等价试剂 333
1．合成子 333
2．合成子的“等价试剂” 333
3．合成子的分类 333
三、极性反转 336
1．交换杂原子a1→d1 336
2．引入杂原子 336
3．添加碳原子 337
四、等电性反应和半反应组合 337
五、跨距 339
六、逆向切断、逆向连接和逆向重排 339
1．逆向切断 339
2．逆向连接 340
3．逆向重排 340
七、逆向官能团变换 341
1．逆向官能团互换 341
2．逆向官能团添加 341
3．逆向官能团除去 341
第二节 逆合成分析法 341
一、单官能团和双官能团化合物的变换 342
1．单官能团化合物 342
2．1,2-双官能团化合物 343
3．1,3-双官能团化合物 344
4．1,4-双官能团化合物 345
5．1,5-双官能团化合物 346
6．1,6-双官能团化合物 347
二、脂环和杂环化合物的变换 347
1．三元脂环 347
2．四元脂环 349
3．六元脂环 349
4．杂环化合物 350
三、简化方法 351
1．官能团变换的应用 351
2．寻找特殊结构成分 353
3．寻找“策略性”键 353
4．对称性应用 354
5．重排反应的应用 355
四、选择性控制 355
1．化学选择性和区域选择性 355
2．立体选择性 357
3．实例：反-1,3-二取代四氢咔啉和天然降压药l-（—）-利血平 357
第三节 仿生合成法 361
一、次生代谢产物的生物合成 361
1．初生代谢与次生代谢 361
2．次生代谢产物生物合成途径 362
二、仿生合成 363
1．模拟酶催化单碳片段转移（one carbon-fragment transfer）的仿生合成 363
2．模拟β-多酮代谢途径 367
3．模拟氨基酸代谢途径 368
4．模拟活性前体及其混合代谢途径 372
第四节 合成设计在化学药物合成中应用实例 375
一、化学药物加兰他敏简介 375
二、仿生芳香偶联反应在加兰他敏合成中应用实例 377
主要参考书 378
参考文献 379
习题 381
习题答案 383
附录 403
常用化学英文缩略语及其中译名 403
重要化学试剂及人名反应索引 411