有机合成设计：方法、策略与应用

《有机合成设计：方法、策略与应用》结合有机合成化学领域的新进展，系统介绍了多步骤有机合成路线设计的主要方法和策略，并选取一些生物活性天然产物分子实例，进行了逆合成分析和合成路线及关键步骤反应机理解析。全书每章均配有习题，书后附有习题参考答案。
本书可作为高等学校化学、化工、药物化学和制药工程等高年级本科生和硕士研究生的教材或教学参考书，也可作为从事有机合成特别是天然产物合成和制药工业研究人员的参考书。

有机合成是有机化学的中心，是推动化学、药学和材料等学科发展的重要动力和科学基础。针对复杂性、多样性结构天然产物的全合成研究不仅带动有机化学新反应和有机合成新方法的发现和发展，也促进有机合成设计水平的整体提高。因此，复杂有机化合物的合成能力往往被认为是一个国家或一个专业学术机构有机化学整体水平的重要标志。利用有机合成手段制备的有机化合物在化学与生物学基础研究、药物和各种功能材料开发研究中起关键的作用。
《有机合成设计：方法、策略与应用》是在学生掌握本科基础有机化学知识的前提下，结合有机化学领域的新进展，系统介绍和讨论各类有机合成反应及多步骤有机合成路线设计方面的策略与方法。并以几个复杂天然有机分子目标物为例，分析其全合成的思维方法和技巧。全书共分8章，第1章为绪论，主要介绍有机合成的历史、有机合成与药物开发、绿色有机合成及其意义；第2章主要介绍逆合成分析法、极性转换与合成问题简化；第3章主要介绍有机合成选择性与不对称合成；第4章主要介绍生物酶催化、模拟酶催化与仿生合成；第5章主要介绍官能团的保护、导向基和潜在官能团；第6章主要介绍串联合成、固相合成与多组分有机合成；第7章主要介绍金属和元素有机试剂及其在有机合成中的应用；第8章则选取一些多步骤有机合成(主要是生物活性天然产物)典型实例，分别对它们进行了逆合成分析和合成路线解析。
本书可作为高等学校化学、化工、药物化学、制药工程等专业高年级本科生和硕士研究生的教材或教学参考书。本书也可作为从事有机合成特别是天然产物合成和制药工业研究人员的参考书，读者从中可以理解多步骤有机合成的设计方法和策略，了解有机合成反应的应用，体验合成路线设计的技巧和艺术。
本书在编写过程中参考了一些相关的教材、专著和国内外文献等，使作者受益匪浅，部分参考文献已列入书中，在此一并致谢。由于编著者水平有限，疏漏和不妥之处在所难免，恳请读者和同行不吝赐教和指正。

编著者

第1章绪论1
1.1有机合成的历史回顾1
1.2有机合成与药物开发3
1.3绿色有机合成8
习题15

第2章逆合成分析法、极性转换与合成问题简化16
2.1逆合成分析法16
2.1.1逆合成分析概念16
2.1.2合成子与合成子等价物17
2.1.3分子切断的选择方法19
2.1.4含有两个以上官能团目标分子的切断21
2.1.5芳环上取代基切断顺序23
2.1.6分子切断实例26
2.2极性转换28
2.3合成路线简化31
2.3.1汇聚合成与一条线合成31
2.3.2利用分子的对称性32
2.3.3模型化合物的运用33
2.3.4合成路线简化实例34
2.4计算机辅助合成设计35
2.4.1计算机辅助合成设计的组成35
2.4.2基于反应模板的合成设计36
2.4.3不依赖反应模板的合成设计36
2.4.4基于半模板的合成设计37
习题38

第3章有机合成选择性与不对称合成39
3.1有机合成选择性39
3.1.1化学选择性、区域选择性和立体选择性39
3.1.2立体选择性控制的一些反应40
3.1.3aldol缩合的立体选择性控制44
3.1.4Cram（克瑞姆）规则47
3.1.5端基效应48
3.2不对称合成51
3.2.1对映异构体含量与构型的测定51
3.2.2不对称合成方法54
3.2.3不对称催化反应55
3.2.4有机小分子催化的不对称合成反应59
习题63

第4章生物酶催化、模拟酶催化与仿生合成65
4.1生物酶催化65
4.1.1生物催化概述65
4.1.2微生物发酵和酶法合成天然产物67
4.1.3生物催化水解反应70
4.1.4生物催化不对称还原反应70
4.1.5生物催化酯化反应71
4.1.6辅酶催化73
4.2模拟酶催化76
4.2.1模拟酶的概念76
4.2.2模拟酶的理论基础76
4.2.3模拟酶的分类77
4.2.4模拟酶催化在有机合成中的应用77
4.2.5模板成环法80
4.3天然产物的仿生合成81
习题84

第5章官能团的保护、导向基和潜在官能团87
5.1官能团的保护87
5.1.1羟基的保护87
5.1.2醛、酮羰基的保护93
5.1.3羧基的保护95
5.1.4氨基的保护96
5.1.5活泼碳氢键和碳碳三键的保护100
5.2导向基101
5.2.1导向基的使用101
5.2.2基团的活化102
5.2.3邻基参与作用104
5.3潜在官能团107
5.3.1烯烃作为潜在官能团108
5.3.2炔烃作为潜在官能团110
5.3.3苯酚醚作为潜在官能团110
5.3.4醇作为潜在官能团111
5.3.5杂环作为潜在官能团112
习题113

第6章串联合成、固相有机合成与多组分有机合成115
6.1串联合成115
6.2固相有机合成118
6.2.1固相有机合成基本原理及特点118
6.2.2固相有机合成载体119
6.2.3固相有机合成方法120
6.3多组分有机合成122
6.3.1Mannich反应123
6.3.2Biginelli嘧啶酮合成124
6.3.3Passerini反应124
6.3.4Petasis反应125
6.3.5Ugi反应126
6.3.6Kabachnik-Fields反应126
习题127

第7章金属和元素有机试剂及其在有机合成中的应用129
7.1金属和元素有机试剂的通用制备方法129
7.2有机锂、镁、铝、锌、钛试剂130
7.2.1有机锂试剂130
7.2.2有机镁试剂131
7.2.3有机铝试剂134
7.2.4有机锌试剂136
7.2.5有机钛试剂137
7.3有机铜、铬、钴、锡试剂139
7.3.1有机铜试剂139
7.3.2有机铬试剂140
7.3.3有机钴试剂141
7.3.4有机锡试剂142
7.4有机硼、磷、硫、硒、硅试剂144
7.4.1有机硼试剂144
7.4.2有机磷试剂146
7.4.3有机硫试剂150
7.4.4有机硒试剂153
7.4.5有机硅试剂154
7.5烯烃复分解反应156
7.5.1烯烃复分解反应主要类型157
7.5.2烯烃复分解反应的机理158
7.5.3烯烃复分解反应在天然产物有机合成中的应用159
7.6钯等过渡金属催化的偶联反应160
7.6.1钯催化偶联反应的基本原理161
7.6.2各种偶联反应163
7.6.3钯催化偶联反应在天然产物有机合成中的应用166
习题168

第8章多步骤有机合成设计实例解析169
8.1利血平（reserpine）169
8.2（－）-喜美拉定 A（himeradine A）172
8.3紫杉醇（paclitaxel ）175
8.4青蒿素（artemisinin）178
8.5石竹烯（caryophyllene）181
8.6保幼冷杉酮（juvabione）183
8.7长叶烯（longifolene）187
8.8孕甾酮（progesterone）190
8.9（＋）-金银花二胺（stephadiamine）194
8.101α，25-二羟基维生素D3（1α，25-dihydroxy vitamin D3）198
8.11卡拉布里考苷 A（calabricoside A）202
8.12毒胡萝卜素（thapsigargin）206
8.13红厚壳素 A（calanolide A）210
8.14美迪紫檀素（medicarpin）212
8.15苔藓抑素 1（bryostatin 1）215
8.16丙炔二内酯 G（propindilactone G）220
习题224

部分习题参考答案227

参考文献241