药物合成反应习题-第一章-卤化反应概要课件.ppt
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- 药物 合成 反应 习题 第一章 卤化 概要 课件
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1、药物合成反应药物合成反应Organic Reaction for Drug Synthesis 药物合成反应是药学专业、制药工程专业的专业基础必修课.绪论 一、药物合成课程的目的一、药物合成课程的目的二、药物合成的发展趋势与新技术二、药物合成的发展趋势与新技术三、药物合成反应课程教授内容三、药物合成反应课程教授内容四、药物合成反应课程的学习方法四、药物合成反应课程的学习方法五、药物合成反应授课的要求和安排五、药物合成反应授课的要求和安排一、药物合成反应课程的目的 使学生在学习有关基础课程后能系统地掌握药物制备中重要的有机合成反应和合成设计原理,培养学生在实际药物合成工作中设计、分析问题和解决问
2、题的能力。二、药物合成的发展趋势与新技术二、药物合成的发展趋势与新技术 1.药物合成实现绿色化生产。2.微生物转化应用于药物合成,许多难以用化学方法实现的反应得以顺利进行。3.半合成药物技术得到广泛的应用。4.利用不对称合成、区域控制和立体选择性控制等技术制备手性药物。5.药物合成技术与生物技术相结合实现仿生合成。三、药物合成反应课程教授内容和特点第一章 卤化反应、第二章 烃化反应、第三章 酰化反应、第四章 缩合反应、第五章 重排反应、第六章 氧化反应第七章 还原反应第八章 药物合成设计原理。(一)各单元反应的特点1具有较高的选择性具有较高的选择性 2导向基(定位基)的应用广泛导向基(定位基)
3、的应用广泛 3所用原料、试剂种类多所用原料、试剂种类多 1.具有较高的选择性具有较高的选择性(1)化学选择性)化学选择性 (2)区域选择性)区域选择性(3)立体选择性)立体选择性(1)化学选择性化学选择性 定义:是一种区别基团的反应选择性,指反应试剂对不同官能团或处于不同化学环境的相同官能团的选择性反应。ClCH2CH2CH(CH2)4CH2OHOHClCH2CH2CH(CH2)4COOC2H5OHLiAlH4/Et2ONaBH4/EtOHClCH2CH2C(CH2)4COOC2H5O(1)OHCHOr.t.CrO3/Py/CH2Cl2OHOH(2)(2)区域选择性区域选择性定义:是指试剂对底
4、物分子中两种不同位的进攻,从而生成不同产物的情况。(3)立体选择性)立体选择性 立体选择性是指在给定的条件下,产物为唯一的立体异构体或某种占优势的立体异构体为主。MeHOMeBrBrHOMeClClHOBr2Cl22.导向基导向基(定位基)的广泛应用定位基)的广泛应用(1)活化导向基(2)钝化导向基(3)阻断基(4)保护基(1)活化导向基 导向基的引入使分子的某一部位变得比其他部位更容易发生反应,即此时导向基所起的作用是活化和定位导向双重作用。2.H3PO41.NaNO2/HCl,05BrBrBrBr2/H2OFe/HClNH2NH2BrBrBrNO2HNO2H2SO4/55(2)钝化导向基
5、与活化导向基相反,钝化导向基起钝化官能团的作用,使反应停留在某一阶段。NH2(CH3CO)2ONHCOCH3Br2NHCOCH3BrH2ONH2Br(3)阻断基 阻断基的引入使反应物分子中某一活性部位被封闭,让分子中其他活性低的部位发生反应并顺利引入所需的基团,等目的达到后再除去阻断基。NO2NH2H2O/HNHCOCH3SO3HNO2H2SO498%HNO3/H2SO4NHCOCH3SO3HNHCOCH3(CH3CO)2ONH2(4)保护基 在多官能团化合物的合成中,为了保护某些官能团而引入的基团叫保护基。保护基是药物合成过程中应用最为广泛的导向基。3.药物合成反应的分类与试剂的分类药物合成
6、反应的分类与试剂的分类(1).药物合成反应的分类药物合成反应的分类(2).反应试剂的分类反应试剂的分类(1).药物合成反应的分类药物合成反应的分类按新键的形成分类按新键的形成分类 分为分为:碳 碳键形成;碳卤键形成;碳氮键形成;碳杂键形成等反应类型。(1).药物合成反应的分类药物合成反应的分类按反应机理分类分为按反应机理分类分为:亲电取代、亲电加成、亲核取代、亲核加成、自由基等反应类型。(1).药物合成反应的分类药物合成反应的分类按官能团的演变规律分类按官能团的演变规律分类:根据引入的根据引入的原子或基团的不同分为原子或基团的不同分为:卤化、烃化、酰化、缩合、氧化、还原、重排等反应类型。(2)
7、反应试剂的分类反应试剂的分类(1)亲电试剂亲电试剂 具有较高的活性能从作用物得到电子而形成共价键的试剂。有三类:正离子如C+、Cl+、Br+、I+、NO2+等;可接收孤对电子的分子如Lewis酸;羰基碳原子等。(2)反应试剂的分类反应试剂的分类 亲核试剂亲核试剂 在反应过程中,提供电子与作用物形成共价键的试剂。有三类:负离子如Cl,OH,RO,NH2等;具有孤对电子的分子如H2O,ROH,RNH2等;具有电子的烯键、芳烃等(2)反应试剂的分类反应试剂的分类 自由基试剂自由基试剂 由共价键均裂所产生的带有独电子的中性基团四、药物合成反应课程的学习方法1 掌握重要药物合成反应、反应的影响因素,如作
8、用物和试剂活性,主要反应条件,反应的选择性等及其药物合成的应用,并了解其反应机理。NO2ClOCNO2CHOH2/Pd-BaSO4喹啉-硫/二甲苯四、药物合成反应课程的学习方法2 掌握重要人名反应在药物合成中的应用。Delepine反应NNNNNNNN+RX环 六 亚 甲 基 四 胺(乌 洛 托 品)RX四、药物合成反应课程的学习方法3.了解一些新试剂,新反应的特点、应用范围,并与类似反应进行比较.4.课后要做练习;5.重视药物合成实验提高自己的动手能力。五.药物合成反应授课的要求和安排 课堂讲授为主、自学为辅。课堂上的重点突出,讲解主要内容及难点,因课时有限,有部分内容要求同学自学。课前要预
9、习.讨论与练习1.学好本课程对从事药物及其中间体合成工作有何意义?2.药物合成反应有哪些特点?应如何学习和掌握?3.什么是导向基?具体包括哪些类型?举例说明。4.查阅报道药物合成领域的新技术及发展动态资料?第一章第一章 卤化反应卤化反应Halogenation Reaction 定义:定义:有机化合物分子中引入有机化合物分子中引入卤素原子卤素原子(X)的反应称卤的反应称卤化反应。化反应。用途:用途:作为特定活性化合物;作为特定活性化合物;作官能团转化的中间体;作官能团转化的中间体;卤原子作为保护剂、阻断剂;卤原子作为保护剂、阻断剂;甲苯磺丁脲甲苯磺丁脲 t1/2 5.7hr氯苯磺丙脲氯苯磺丙脲
10、 t1/2 33hrClSO2NHCONH(CH2)2CH3H3CSO2NHCONH(CH2)3CH35-氟尿嘧啶氟尿嘧啶诺氟沙星诺氟沙星HNNHOOFNEtCOOHONHNF溴苯那敏溴苯那敏胺碘酮胺碘酮NCHCH2CH2NMe2BrOCOC4H9IIOCH2CH2NC2H5C2H5如:制备药物中间体如:制备药物中间体 糖皮质激素糖皮质激素醋酸可的松醋酸可的松OCH3C OOHOCH2IC OOHOCH2OCCH3C OOHI2/CaOCH3OH/CaCl2OCH3COOKDMF第一节 卤化反应机理 一、电子反应机理 1、亲电反应 2、亲核反应 二、自由基反应机理 1、自由基加成 2、自由基取
11、代第二节第二节 不饱和烃的卤加成反应不饱和烃的卤加成反应 一、不饱和烃加卤素一、不饱和烃加卤素 1 X2对烯烃的加成 F CI Br I F与不饱和烃反应太剧烈CCCCXXX21 X2对烯烃的加成CH2=CH2 +Br2 BrCH2CH2Br +CI2 CICH2CH2CI +I2 ICH2CH2I (I2太贵,需用I2时,,用NaI发生置换反应)机理:亲电加成,自由基机理溶媒:CH2CI2 CHCI3 CCI4 CS2亲电加成机理:1.极化的卤素带正电的部分先与烯烃加成,生成正离子中间体。2.根据卤素的种类和烯烃的结构,中间体可以是经典的正碳离子,也可以是卤桥正离子。反应机理可表示如下:机理
12、 解释以下几种烯烃溴化相对速率与取代基数目和位置的关系烯烃相对速率水合溴化CH3CH=CH211Z-CH3CH=CHCH31.6843E-CH3CH=CHCH30.7128(CH3)2C=CHCH343432131(CH3)2C=C(CH3)2690929508反应活性 1XC CHBr CH3H Br+XC C CH3Br HH Br25Br2/CCl4XHHCH3立体化学问题CH3HCH3H+Br2BrCH3HCH3H+Br(a)(b)(a)(b)CH3HCH3HBrBrCH3HCH3HBrBrCH3HBrBrHCH3CH3BrHHBrCH3XC CHBr CH3H Br+XC C CH3
13、Br HH Br25Br2/CCl4XHHCH3X=H 88%12%X=OCH3 63%37%思考题:为什么X为OCH3时同向加成的比例增加?同向加成的比例增加意味着中间体的结构由溴桥离子转化为经典的正碳离子。这是因为OCH3基团是一个强供电基,有利于通过诱导和共轭效应稳定正碳离子。在经典的正碳离子中,正电荷更加集中于与苯环相联的碳上,OCH3基团的稳定化作用更强,而在溴桥离子中,正电荷分散于三个原子上,不利于OCH3基团稳定化作用的最大发挥。因此,当X由H变为OCH3基团时,反应经由经典正碳离子中间体的可能性增加。用共振理论可表示为:CH3HHHBrCH3HHCH3OBrCH3HHCH3OB
14、r立体化学问题(位阻)Cl2ClHHClClHHCl+Br2BrHHBrBrHBrH+与 Cl2加 成 产 物 同 向 加 成,因 为 Cl不 易 形 成 桥 环立体化学问题(位阻)MeHOMeBrBrHOMeClClHOBr2Cl2MeHOC16H30Br2/AcOHAcONa/Et2OHOHBrMeBr20-25HOHMeBrBrC16H30(8485%)在亲核性的溶剂中进行LiCl添加+CH3CH CH C2H5ClOCOCH3CH3CH CH C2H5OCOCH3ClCH3CH CH C2H5ClClCl2/CH3CO2H25。C CH3CHC2H5H+2、卤素对炔加成 得反式二卤烯烃
15、C-CH3CphC-CH3CphCCphC-CH2OHCBrBrClClCH3Br2LiBrCl2CCIHCH2OHII2二、不饱和酸卤内酯反应二、不饱和酸卤内酯反应CH2COOHOOII2/KI/NaHCO3CCOCHHPhBr2BrPhOOOH第 二 步三、不饱和烃和次卤酸(酯),三、不饱和烃和次卤酸(酯),N-卤代酰胺的反应卤代酰胺的反应机机 理理C CR1R3R2R4C CR1R3R2R4C CR1R3R2R4OHXOHXX-OHHClOHBrOCl-OHBr-OH实例RROHClRClOHHOCl+Ar-CH CH2COClHClO水 中(有机 溶剂 中)AcOH收 率 较 低Ar-
16、CH-CH2 70%Ar-CH -CH2OH-Cl+ClOH实例OEtOt-BuOCl/ROHOEtOClROHOEtOClOROOOROHBrHOBrPh-CH=CH2Ph-CH -CH2OHBrNBAN-N-卤代酰胺的反应卤代酰胺的反应 NBS 英文名称:N-Bromosuccinimide 别名:N-溴代琥珀酰亚胺。NBA N-溴代乙酰胺 NCA N-氯代乙酰胺 NCS N-氯代琥拨酰亚胺机理C CXNuC CNuXNu=H2O,ROH,DMSO,DMFCCR COHNH XDalton反应反应CCR1HR2HO SMe2BrO SMeMeCCR1HR2HBrNBS/DMSOCCR1HR
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