有機(jī)合成

有機(jī)合成簡(jiǎn)介

有機(jī)合成是有機(jī)合成化學(xué)的主要內(nèi)容。通過(guò)化學(xué)方法，將單質(zhì)、簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物或簡(jiǎn)單的有機(jī)物在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，制成比較復(fù)雜的有機(jī)物的過(guò)程，叫做有機(jī)合成。例如用氫氣和二氧化碳制成甲醇；從乙炔制成氯乙烯，再經(jīng)聚合而得聚氯乙烯樹(shù)脂；從苯酚經(jīng)一系列反應(yīng)制得己二酸和己二胺，二者再縮合成聚酰胺66纖維。目前大多數(shù)的有機(jī)物如樹(shù)脂、橡晈、纖維、染料、藥物、燃料、香料等都可通過(guò)有機(jī)合成制得。

有機(jī)合成分類

有機(jī)合成大致分為兩方面：

①基本有機(jī)合成。

基本有機(jī)合成是基本有機(jī)化工的主要方法。包括從煤炭、石油、水和空氣等原材料合成重要化學(xué)工業(yè)原料，如合成纖維、塑料和合成橡膠的原料，溶劑，增塑劑，汽油等，其產(chǎn)量幾乎接近于鋼鐵的數(shù)量級(jí)。

它是發(fā)展各種有機(jī)化學(xué)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代工業(yè)結(jié)構(gòu)中的主要組成部分。基本有機(jī)化工產(chǎn)品的用途可概括為三個(gè)主要方面：①生產(chǎn)合成橡膠、合成纖維、塑料和其他高分子化工產(chǎn)品的原料，即聚合反應(yīng)的單體；②其他有機(jī)化學(xué)工業(yè)，包括精細(xì)化工產(chǎn)品的原料；③按產(chǎn)品所具性質(zhì)用于某些直接消費(fèi)，例如用作溶劑、冷凍劑、防凍劑、載熱體、氣體吸收劑，以及直接用于醫(yī)藥的麻醉劑、消毒劑等。由上可以看出基本有機(jī)化工的重要性，它是發(fā)展各種有機(jī)化學(xué)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代工業(yè)結(jié)構(gòu)中的主要組成部分。

②精細(xì)有機(jī)合成。

精細(xì)有機(jī)合成是指利用有機(jī)反應(yīng)將簡(jiǎn)單的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物作為原料，創(chuàng)造新的、更復(fù)雜、更有價(jià)值的精細(xì)機(jī)化合物的過(guò)程。人們通過(guò)精細(xì)機(jī)合成，不僅能制造出自然界已有的、甚至非常復(fù)雜的物質(zhì)，而且能制造出自然界尚不存在的、具有各種特殊性能的物質(zhì)，以適應(yīng)人類生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究的需要。

精細(xì) 有機(jī)合成有兩大任務(wù)：一是實(shí)現(xiàn)有價(jià)值的已知化合物的高效生產(chǎn)；二是創(chuàng)造新的有價(jià)值的物質(zhì)與材料?！?/p>

精細(xì) 有機(jī)合成有兩個(gè)基本目的。一個(gè)是為了合成一些特殊的、新的有機(jī)化合物，探索一些新的合成路線或研究其他理論問(wèn)題，即是實(shí)驗(yàn)室合成。為這一目的所需要的量較少，但純度常常要求較高，而成本在一定范圍內(nèi)不是主要問(wèn)題。另一個(gè)是為了工業(yè)上大量生產(chǎn)，即工業(yè)合成。為了這一目的，成本問(wèn)題是非常重要的，即使是收率上的極小變化，或工藝路線或設(shè)備的微小改進(jìn)都會(huì)對(duì)成本發(fā)生很大的影響。

最新的精細(xì)有機(jī)合成技術(shù)包括：

a、相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)

b、酶催化技術(shù)

c、微波照射有機(jī)合成技術(shù)

d、有機(jī)聲化學(xué)合成技術(shù)

e、電解有機(jī)合成技術(shù)

有機(jī)合成材料

有機(jī)合成材料主要是指通過(guò)化學(xué)合成將小分子有機(jī)物如烯烴等合成大分子聚合物。棉花、羊毛和天然橡膠等都屬于天然有機(jī)高分子材料。有機(jī)合成材料在生活中用的最多的是塑料。有機(jī)合成材料在日常生活，農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用。

有機(jī)合成材料合成材料品種很多，合成塑料、合成纖維、合成橡膠就是我們通常所說(shuō)的三大合成材料；主要是指通過(guò)化學(xué)合成將小分子有機(jī)物如烯烴等合成大分子聚合物。人們用的很多東西是有機(jī)合成材料,比如很多眼鏡都是用有機(jī)玻璃做的,當(dāng)然汽車上的窗,輪胎都是,生活中用的塑料袋,電磁爐上的底盤(pán)等.可以說(shuō)有機(jī)合成材料在很多方面已經(jīng)能夠代替一些金屬的耐高溫的功能作用!

合成纖維和合成橡膠等是重要的有機(jī)合成材料.有機(jī)合成材料的出現(xiàn)是對(duì)自然資源的一種補(bǔ)充,化學(xué)在有機(jī)合成材料的發(fā)展中起著重要的作用.新型有機(jī)合成材料必將為人類創(chuàng)造更加美好的未來(lái).

使用有機(jī)合成材料會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響,如 白色污染 ，用有機(jī)高分子化合物制成的材料就是有機(jī)高分子材料。棉花 羊毛 和天然橡膠等都屬于天然有機(jī)高分子材料，而日常生活中用的最多的塑料，合成纖維和合成橡膠等則屬于合成有機(jī)高分子材料，簡(jiǎn)稱合成材料。

有機(jī)合成中常見(jiàn)的危險(xiǎn)反應(yīng)

1、重氮甲烷參與的反應(yīng)

重氮甲烷是非常易爆的氣體，制備裝置是專門(mén)定制的一體化裝置，絕不允許在實(shí)驗(yàn)室用磨口玻璃裝置進(jìn)行制備。重氮甲烷必須現(xiàn)做現(xiàn)用，不允許把制備好的乙醚溶液放在冰箱中保存。

剩余的重氮甲烷可以在氮?dú)饬鞅Ｗo(hù)下用稀醋酸或很稀的鹽酸（濃度要小于1N）小心淬滅，淬滅時(shí)會(huì)放出毒氣，要在通風(fēng)良好的通風(fēng)櫥中進(jìn)行。操作時(shí)動(dòng)作要輕，不要撞擊。制備重氮甲烷的反應(yīng)不能用油浴加熱只能用水浴加熱，而且水溫不能超過(guò)70oC

2、丁基鋰和DIBAL-H之類的易燃液體試劑參與的反應(yīng)

一般取用100mL以下的試劑，可以用注射器抽取（同時(shí)用氮?dú)馇蚱胶鈨?nèi)部壓力），用量較大的可以用搭橋法：正壓搭橋法和負(fù)壓搭橋法。正丁基鋰和仲丁基鋰可以用注射器抽取。但叔丁基鋰由于在針頭拔出的瞬間很容易與空氣摩擦起火所以只能用搭橋法（三甲基鋁也類似極易著火）。

丁基鋰遇水遇濕極易燃燒，因此反應(yīng)要確保遠(yuǎn)離水源，保持操作臺(tái)干燥整潔。用氮?dú)饬鞔蹈煞磻?yīng)容器，針頭，雙頭針軟管等等確保整個(gè)體系無(wú)水。用稀鹽酸或飽和氯化銨溶液淬滅反應(yīng)時(shí)，一定要充分?jǐn)嚢?，開(kāi)始要做氮?dú)獗Ｗo(hù)下逐滴加入，后面可以加快。整個(gè)過(guò)程一般在0攝氏度下進(jìn)行，淬滅溫度不能太低，淬滅試劑量至少要大于理論量的50%，先在0度下攪拌10min，后再升溫到室溫?cái)嚢琛?/p>

3、過(guò)氧化合物參與的反應(yīng)

過(guò)氧化合物屬于易爆化合物，不要與金屬撞擊，不能受熱，更不能用烘箱和紅外燈烘干。稱量時(shí)不能用金屬勺或金屬刮刀，只能用牛角勺或塑料勺，取料時(shí)要小心輕放，置于塑料燒杯或塑料桶中移動(dòng)。

反應(yīng)后得到產(chǎn)物如果是氮氧化物，則產(chǎn)物也有爆炸性，最好用低沸點(diǎn)得到溶劑萃取，濃縮時(shí)溫度不宜超過(guò)30℃，最好不要旋干。

反應(yīng)后處理時(shí)，由于過(guò)量的過(guò)氧化物在有機(jī)相中的濃度大于水中，所以很難用水洗掉過(guò)量的過(guò)氧化物。一般用硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉的飽和溶液處理有機(jī)相淬滅過(guò)量的過(guò)氧化物，由于大部分過(guò)氧化物在有機(jī)相中，因此要充分?jǐn)嚢璨拍芡耆磻?yīng)，最后用淀粉碘化鉀試紙測(cè)試有機(jī)相是否還有殘留的過(guò)氧化物。

4、鋰、鈉、鉀等易燃金屬參與的反應(yīng)

鋰、鈉、鉀等易燃金屬參與的合成反應(yīng)實(shí)驗(yàn)要遠(yuǎn)離水源，保持操作臺(tái)干燥整潔。要快速切成小片，不要太薄，加入反應(yīng)液中，開(kāi)始反應(yīng)液溫度會(huì)上升較快，可以考慮用水浴冷卻，但水浴上要用滅火毯蓋住，防止金屬掉入水中起火。擦拭金屬的紙不能直接仍入垃圾桶中，防止起火。要專門(mén)淬滅，一般先加入異丙醇淬滅，然后加入乙醇，最后加水。

切鈉的時(shí)候一般用會(huì)用石油醚洗，殘留在石油醚中的金屬碎屑，也要用上述方法淬滅。切不可直接倒入廢液桶，如果有水的話會(huì)馬上起火。

合成氨

合成氨介紹氮和氫在高溫高壓下，經(jīng)催化劑催化可快速合成為氨，這一過(guò)程誒稱為合成氨反應(yīng)。氨是化肥工業(yè)的原料，因此工業(yè)上利用合成氨反應(yīng)生產(chǎn)氨就是合成氨工業(yè)。在最初，合...[查看全部]

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逆合成簡(jiǎn)介

逆合成即逆向合成法、逆合成分析，是一種科學(xué)的逆向思維方法，是指在設(shè)計(jì)合成路線時(shí)， 反其道而行之 ，即由產(chǎn)物逐步逆推到原料。在有機(jī)合成方面，逆合成是解決有機(jī)合成路線的重要方法，也是有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的最簡(jiǎn)單、最基本的方法。

逆合成的出現(xiàn)，有效促進(jìn)了計(jì)算機(jī)輔助有機(jī)合成的發(fā)展。計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)合成路線與實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)過(guò)程正好相反，實(shí)驗(yàn)室合成是從原料到產(chǎn)品，而計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的則是從產(chǎn)品目標(biāo)分子尋找原料合成子稱反向?qū)げ榉?，通過(guò)多次的反向?qū)げ檎页鰳?gòu)成的合成子。

逆合成推導(dǎo)過(guò)程

逆向合成法在倒推過(guò)程中，通過(guò)對(duì)目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)分析，將其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)逐漸簡(jiǎn)單化，只要每步逆推合理，就可以得到一條合適的合成路線。這種思維過(guò)程可表示為：目標(biāo)分子前體═〉前體═〉……═〉前體═〉起始原料。“═〉”表示前者源于后者。

前體又稱中間體，它是從起始原料到目標(biāo)分子所經(jīng)歷的所有中間化合物。前體與起始原料在商業(yè)上的區(qū)別在于前者買(mǎi)不到或價(jià)格過(guò)高，而后者往往是價(jià)廉易得的化合物。一般來(lái)講，五個(gè)碳以下的單官能團(tuán)化合物及單取代的芳烴，以及通過(guò)石油及天然氣制得的化工原料（如乙烯、丙烯、甲苯、丁烯、二甲苯、苯及甲烷等）都是可以買(mǎi)到的。

從目標(biāo)分子到起始原料，經(jīng)過(guò)的途徑主要有兩條：一條涉及碳胳的變化（碳數(shù)增加、減少或改變碳胳），即碳碳鍵的切斷或形成；二是官能團(tuán)的轉(zhuǎn)換。顯然，從目標(biāo)分子出發(fā)，運(yùn)用倒推法通常可以得到數(shù)條合理的合成路線，其最佳路線的確定需設(shè)計(jì)者依據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐。這就需要設(shè)計(jì)者具有較強(qiáng)的綜合能力，其中包括熟練掌握有機(jī)化學(xué)的基本反應(yīng)，對(duì)反應(yīng)的運(yùn)用及組合能力強(qiáng)。以及對(duì)化學(xué)品市場(chǎng)有充分的了解等。

逆合成分子切斷原則

1、優(yōu)先思考骨架的形成

一般情況下，在設(shè)計(jì)合成路線時(shí)，目標(biāo)分子通常是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的分子，合成的任務(wù)往往包含骨架和官能團(tuán)兩方面的變化。在解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先思考骨架的形成，因?yàn)楣倌軋F(tuán)也是連接在骨架上的。

2、進(jìn)而聯(lián)想官

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多肽合成原理

多肽是蛋白質(zhì)水解的中間產(chǎn)物，是α－氨基酸以肽鍵連接在一起而形成的化合物。由兩個(gè)氨基酸分子脫水縮合而成的化合物叫做二肽，同理有n個(gè)氨基酸分子脫水縮合而成的化合物叫做n肽。通常把三肽以上的叫多肽。

多肽合成以固相合成為反應(yīng)原理，在密閉的防爆玻璃反應(yīng)器中使氨基酸按照已知順序（序列，一般從C端-羧基端 向 N端-氨基端）不斷添加、反應(yīng)、合成，操作最終得到多肽載體。固相合成法，大大的減輕了每步產(chǎn)品提純的難度。為了防止副反應(yīng)的發(fā)生，參加反應(yīng)的氨基酸的側(cè)鏈都是保護(hù)的。羧基端是游離的，并且在反應(yīng)之前必須活化。固相合成方法有兩種，即Fmoc和tBoc。由于Fmoc比tBoc存在很多優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在大多采用Fmoc法合成，但對(duì)于某些短肽，tBoc因其產(chǎn)率高的優(yōu)勢(shì)仍然被很多企業(yè)所采用。

具體合成由下列幾個(gè)循環(huán)組成：

1） 去保護(hù)：Fmoc保護(hù)的柱子和單體必須用一種堿性溶劑（piperidine）去 除氨基的保護(hù)基團(tuán)。

2） 激活和交聯(lián)：下一個(gè)氨基酸的羧基被一種活化劑所活化?；罨膯误w與游離的氨基反應(yīng)交聯(lián)，形成肽鍵。在此步驟使用大量的超濃度試劑驅(qū)使反應(yīng)完成。循環(huán)：這兩步反應(yīng)反復(fù)循環(huán)直到合成完成。

3） 洗脫和脫保護(hù)：多肽從柱上洗脫下來(lái)，其保護(hù)基團(tuán)被一種脫保護(hù)劑（TFA） 洗脫和脫保護(hù)。

多肽的分類

多肽有生物活性多肽和人工合成多肽兩種。

1、生物活性肽

生物活性肽(Bioactive Peptides ，BAP)是對(duì)生物機(jī)體的生命活動(dòng)有益或是具有生理作用的肽類化合物，是一類相對(duì)分子質(zhì)量小于6000Da ， 具有多種生物學(xué)功能的多肽。生物活性肽具有多種人體代謝和生理調(diào)節(jié)功能，易消化吸收，有促進(jìn)免疫、激素調(diào)節(jié)、抗菌、抗病毒、降血壓、降血脂等作用，是當(dāng)前國(guó)際食品界最熱門(mén)的研究課題和極具發(fā)展前景的功能因子。

2、人工合成多肽

固相多肽合成方法(SPPS)，由于其合成方便，迅速，成為多肽合成的首選方法，而且?guī)?lái)了多肽有機(jī)合

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