经典文献讲解——全合成的艺术和科学(1)
[color=Green]发信人: aloneknight (遥想公瑾当年……|何日我能潇洒如是), 信区: Chemistry9] PyW3n\ \2aG/j标 题: 经典文献讲解——全合成的艺术和科学(1)
发信站: 我爱南开站 (2004年03月28日12:40:00 星期天), 转信
#jC.@x_t8xt#r:aq7G
文献来源:Angew.Chem.Int.ED 2000,39,44-122 x$u P o'h4@0A
作者:K.C.Nicolaou等。不对作者做过多介绍了。反正是个暴强的全合成高手。 omRc SbO!N
pcb"rk6^*K x
有机合成从1828年尿素的合成开始。尿素的合成具有划时代的意义,它打破了以往T.C0C'Rpj2e
认为有机物是因为“原生命力”而产生的观点,打开了一个全新的天地。从此人们开始Nn9i7\D{ D LT L
人工合成大量的有机化合物。qw+P0c,r k
十九世纪的全合成介绍: V5f5gSq8?B1TW*U
十九世纪的重要全合成有尿素,葡萄糖,乙酸,茜素,靛青。尿素的意义已经介绍
。而这两个染料开创了德国一个神话般的染料工业时代。葡萄糖的全合成由糖化学之父z3A%`5xF!@
费歇尔完成,它的意义不仅仅在于产物的复杂性,而且在于其含氧的单环结构以及其五j,j7`Z8]r
个手性中心,其中四个可控制。众所周知,旋光异构在有机化学中很重要。因为在糖类
化学的杰出贡献,费歇尔获得第二个诺贝尔化学奖。(pe*XI-j ^"@
二战前的全合成介绍:
文献提到,除了少数例子,十九世纪的全合成多半较简单,而且主要集中在芳香族
化合物上,合成仅仅是进行了一些官能团化而已。二战前的全合成开始涉及了一些很复
杂的化合物和合成路线设计。比较重要的有如下化合物:
a-萜品醇,樟脑,托品酮,血红素,维生素B6,马萘雌酮(一种性激素)。%l:L)f1X%l ^@ts~
值得一提的是托品酮的合成。基础有机里边介绍曼尼许反应的时候应该提到过这个
物质,它的全合成是相当漂亮的,虽然反应分为多个步骤,粗略的看却可以认为是一步
,高产率,原料简单(甲胺,丁二醛,酮二酸)。而且多个片断一个反应连接起来的合
成思想影响深远。如果一个化合物合成的时候,分为三段,每段七步,做起来绝对比慢
慢接上来,共十五步轻松,所以后来很多化合物的全合成都采取了分段然后对接的方法
。总之,这个反应充分体现了化学的科学和艺术。
血红素由H.Fischer完成。当时还没有NMR,MR,XRD等测试技术,该化合物的合成非常
漂亮的分为四个含吡咯环的片断,然后两两对接,利用了吡咯环2位的亲核性。最酷的就Z$C0Wg tM7z
是在琥珀酸中加热到180-190度,成环,一步形成两个碳碳键,还有羰基还原为羟基然
后消除得到双键。
雌性激素马萘雌酮的合成的意义在于它用的都是些很显而易见的反应,诸如酯缩合:e U#{h5P
啊,还原等等。基本没有用很特别的试剂,基本没有本科有机书上没提到的反应。它是
第一个人工合成的甾体激素。更多细节参阅本文献。&Xk*axbB&e0qU T[S;hG
下边的介绍开始进入Woodward和Corey时代了。作者高度评价了马萘雌酮的合成,qy@ r\BC`){
认为他是Woodward和Corey时代以前一个极其漂亮的工作。
*de"N-U([`
6Z2x%P K]S@
唉唉,看文献真累啊,满片的小字体E文,加上不得不查字典的有机物名.....
--STvx Bj
※ 修改:·aloneknight 於 03月28日12:41:52 修改本文·[FROM: 10.22.11.96]tLU"h%|[gaR
※ 来源:·我爱南开站 bbs.nankai.edu.cn·[FROM: 10.22.11.96][/color] 在讲历史 ... [color=Green]没错,全合成的发展史[/color]
经典文献讲解——全合成的艺术和科学(2)
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发信站: 我爱南开站 (2004年03月28日13:47:49 星期天), 转信D9{r.e|Gi
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E.J.Corey和R.B.Woodward是二十世纪最伟大的两个有机化学家。复杂化合物的合成$pz/|3f,I Z
绝对不是轻松的活,官能团的保护,活化,区域选择,立体选择,都是极其头痛的活。
重复文献都能搞得人焦头烂额,呵呵。YV$fJkH
全合成是有机化学整个学科的精华所在,一切的工作都是为了制造对人类有用的,
天然无法大量提供的化合物。
E.J.Corey的重要贡献是合成子分析,新合成反应,以及合成重要的天然产物。.dh{ i3Uh%{1y(o'k m
4N1[g0tE7@
番木鳖碱(strychnine),一种有名的剧毒物质,By Woodward,J.Am.Chem.Soc iO R v;E
1954,76,4749-4751 和Tetrahedron 1963,19,247-288。
在Woodward合成它以前,有一位化学家说,因为其庞大的分子结构它是目前最复杂|VbMg|
的物质。Woodward的成功打开了有机合成的一个新时代。后来还有工作者对他的工作有
一些改进。
合成路线因为BBS这个媒体的关系,难以精确描述。路线:苯肼和3,4-二甲氧基苯甲V |L"L+c@
醛用PPA关环,得到吲哚衍生物,曼尼许反应合成胺,接下来的四步因为杂环化学学得不3Q7VL,^"v
好没看懂.//blush。然后是保护其它集团后断裂苯环得到羧酸,和吲哚环上的氮成酰胺CmU-]{APyA#K
,异构化后换个保护基,迪克曼缩合。这就得到了五个环的骨架了。然后几步是官能团BU8Qw u T_
转换,手性翻转,氧化,得到a-羰基醛,和环外的氮缩合,剩下的就是善后工作了。唉
,不详细描述合成路线了,写的人和看的人一样累。
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青霉素(Penicillin)大家知道其意义吧。从1928年发现它开始到后来在白衣天使的G'@NVi4T,V?F
手中发挥其作用,它拯救了成千上万人的生命,应该是第一个抗生素。B-内酰胺的四员
环结构到现在为止也是一个重要的抗生素结构,我最近就参与了一个B-内酰胺抗生素的Wn%c%@:o1f
有关工作。完成者:Sheehan and Henery-Logan ,J.Am.Chem.Soc 1957,79,1262-1263
J.Am.Chem.Soc 1959,81,3089-3094。9L+wY{*HND(BI
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利血平(reserpine),能够对高血压,紧张和精神失调起作用。该物质有6个环,其;vxIAoT`0|6p
中三个芳环,三个脂环。Woodward合成了它(JACS 1956,78,2023-2055;同期2657,TETRA
HEDRON 1958,2,1-57)。其可圈可点之处就是用D-A反应然后断开双键得到了一个多官能
团化而且具有立体选择性的六员环(六个碳上有五个官能团)。虽然Woodward没有提到
在后来被E.J.Corey发展的合成子分析,他肯定在头脑中进行了详细的计划。该化合物的
合成被认为无论观点还是付诸实践都极其漂亮。
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叶绿素a,比血红素更复杂的一个分子结构,由Woodward完成。(JACS'V6Lvno
1960,82,3800-3802)。 这个工作的完成比血红素更为了不起,它涉及到了更多的手性中 r g.OY)g`
心以及一个额外的五员环。给了他信心和足够的经验搞定VB12(后边再描述)。?+ms(I+^g'h m
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经典文献讲解——全合成的艺术和科学(3)
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发信站: 我爱南开站 (2004年03月28日15:04:13 星期天), 转信
K6H(]aY4Y2b
打乱顺序讲一下VB12和海葵毒素,呵呵。*vd3t4X ]7g
VB12和海葵毒素(palytoxin)的分子结构都是令人眼花缭乱的。先数一下海葵毒素的
手性中心。果然是64个手性碳,老多的双键和羟基,足够人晕菜的。幸好合成过程中这;{7T C]b.@Hr h
些羟基都是用三甲基硅氧基统一保护统一清除的,否则累死人了。
VB12的合成由Woodward和Eschenmoser合作完成。所有与全合成有关的可以去看看
这篇文献作者的大作 《Classics in total synthesis》,应该会详细介绍这些化合物
的合成的。相关文献:Pure Appl Chem,1968,17,519-547;Pure Appl
Chem,1971,25,283-304;Pure Appl Chem,1973,33,145-177;Science 1977,196,1410-
1420等。其它文章通过相关引用去查吧。
VB12的合成被视为有机合成的一块里程碑,事实上这个东西的合成也是暴强的。其:n']iCrS
贡献在于,新的成键方法和策略,独创的对于极其困难的合成问题的解决方法,对其生BH Cl~d?
物合成方法的考虑和推测,以及Woodward和Hoffman定律。
VB12合成中最值得称道的是,其中一步引入了光致咕啉环的环化,直线结构以金属
为模板形成了环。模板合成是一个非常重要的概念,通过不同的模板有时候可以合成出[^@~6CpeF v
环的规格不同的化合物。有点象现在流行的超分子,自组装等等了,呵呵。
合成路线没法写了,很多反应没见过,找机会慢慢学这些反应.....其中不少是以作
者名字命名的,在这个工作中新创的反应。"`Q%oqWSU3pa
%e^a.k6a&ox
海葵毒素给一篇文献吧,JACS 1994,116,11205-11206;JACS 1989 $p!|{2J'a-T6ySo
111,7525-7533;JACS 1989 111,7525-7530。0Z VXVA6J;~
据说海葵毒素的毒性大约可以排名前十。无论其结构测定还是全合成都是极大的挑
战,因为它有64个手性中心,一百多个碳,几十个官能团。合成并非从基本原料开始,
就是说不是我们出题老师经常给的4个碳以下啊,甲苯啦,手性中心和骨架在基本原料中
就已经带有了。思想仍然是先合成片断,然后用恰当的方法对接----这么多碳和手性中
心的玩意谁敢慢慢接上来。