清華大學(xué) 有機化學(xué)及實驗 作業(yè)習(xí)題 學(xué)生自由講座（講稿）

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1、1著名化學(xué)期刊簡介 報告人：郭曉春 梁 鑫 21. Science 1880 1880年，電燈的發(fā)明人、年，電燈的發(fā)明人、 世界最著名的科學(xué)家之一世界最著名的科學(xué)家之一 托馬斯托馬斯愛迪生愛迪生 ( (Thomas Alva Edison) ) 創(chuàng)辦了創(chuàng)辦了Science Science 周刊。周刊。 如今，如今， Science Science 周刊已成為世界上訂戶最多的綜合性科學(xué)刊周刊已成為世界上訂戶最多的綜合性科學(xué)刊物。物。 Science Science 周刊每星期都以高超的編輯手段，周刊每星期都以高超的編輯手段， 向世界各向世界各地的地的1616萬訂戶提供兩種不同的科學(xué)信息：該星期有

2、關(guān)科學(xué)和萬訂戶提供兩種不同的科學(xué)信息：該星期有關(guān)科學(xué)和科學(xué)政策的最重要的新聞報道以及報告全球科學(xué)研究最顯著科學(xué)政策的最重要的新聞報道以及報告全球科學(xué)研究最顯著突破的精選論文。突破的精選論文。 在這個意義上，在這個意義上， Science Science 周刊既是一個周刊既是一個傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)刊物也是一個新聞雜志。傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)刊物也是一個新聞雜志。 Publisher:the American Association for the Advancement of Science (Impact factor:24.380)32. Nature 一共有十一種刊物在一共有十一種刊物在NatureNatur

3、e 這個大家族里：這個大家族里：周刊周刊NatureNature（18691869年創(chuàng)刊）；月刊年創(chuàng)刊）；月刊Nature Nature GeneticsGenetics（19921992創(chuàng)刊）；創(chuàng)刊）；Nature Structural Nature Structural BiologyBiology (1994創(chuàng)刊創(chuàng)刊)；Nature Medicine (1995創(chuàng)創(chuàng)刊刊)； Nature BiotechnologyNature Biotechnology（19961996創(chuàng)刊）；創(chuàng)刊）； Nature NeuroscienceNature Neuroscience (1998 (1998

4、創(chuàng)刊創(chuàng)刊) )；Nature Cell BiologyNature Cell Biology (1999(1999創(chuàng)刊創(chuàng)刊) )；Nature ImmunologyNature Immunology (2000 (2000創(chuàng)刊創(chuàng)刊) )；及另外三份綜述；及另外三份綜述性期刊性期刊Nature Reviews GeneticsNature Reviews Genetics, , Nature Reviews Molecular Nature Reviews Molecular Cell BiologyCell Biology andand Nature Reviews NeuroscienceN

5、ature Reviews Neuroscience (2000 (2000創(chuàng)刊創(chuàng)刊) )。創(chuàng)辦這些期刊最主要的目的是要發(fā)表業(yè)界內(nèi)最高質(zhì)量的科學(xué)論文創(chuàng)辦這些期刊最主要的目的是要發(fā)表業(yè)界內(nèi)最高質(zhì)量的科學(xué)論文-任何有很大潛力的科學(xué)領(lǐng)域的文章。同時也發(fā)表一些評論性任何有很大潛力的科學(xué)領(lǐng)域的文章。同時也發(fā)表一些評論性文章，新故事，簡述等。投稿形式也可以是信件，新聞，綜述等。文章，新故事，簡述等。投稿形式也可以是信件，新聞，綜述等。 Publisher:Nature Publishing Group(Impact factor:28.830)43. J.A.C.S. J.A.C.S.J.A.C.S.創(chuàng)刊

6、的宗旨是想通過發(fā)表全世界創(chuàng)刊的宗旨是想通過發(fā)表全世界化學(xué)領(lǐng)域最好的論文，來追蹤化學(xué)領(lǐng)域的最新化學(xué)領(lǐng)域最好的論文，來追蹤化學(xué)領(lǐng)域的最新前沿前沿, ,其中包括對一些重要問題的應(yīng)用性方法論，其中包括對一些重要問題的應(yīng)用性方法論，新的合成方法，新奇的理論發(fā)展和有關(guān)重要結(jié)新的合成方法，新奇的理論發(fā)展和有關(guān)重要結(jié)構(gòu)和反應(yīng)的新進展。構(gòu)和反應(yīng)的新進展。 J.A.C.S.J.A.C.S. 創(chuàng)刊于創(chuàng)刊于18791879年，年，是是the American Chemical Society的的旗艦刊物，在業(yè)界有極高的聲譽。每年可以發(fā)表旗艦刊物，在業(yè)界有極高的聲譽。每年可以發(fā)表13,00013,000有關(guān)化學(xué)的科學(xué)論

7、文。作為一分周刊，有關(guān)化學(xué)的科學(xué)論文。作為一分周刊，J.A.C.S.J.A.C.S.對化學(xué)領(lǐng)域做出的貢獻的不可磨滅的。主要對化學(xué)領(lǐng)域做出的貢獻的不可磨滅的。主要發(fā)表科學(xué)論文，通訊，新書綜述，及電腦軟件綜述。發(fā)表科學(xué)論文，通訊，新書綜述，及電腦軟件綜述。 Publisher:American Chemical Society(Impact factor:5.725)54. Tetrahedron Tetrahedron Tetrahedron 發(fā)表的是具有重要性和發(fā)表的是具有重要性和及時性的實驗及理論研究結(jié)果，主要是及時性的實驗及理論研究結(jié)果，主要是在有機化學(xué)及其相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域特別是生在有機化學(xué)及

8、其相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域特別是生物有機化學(xué)。期刊包含領(lǐng)域為有機合成，物有機化學(xué)。期刊包含領(lǐng)域為有機合成，有機反應(yīng)，天然產(chǎn)物化學(xué)，機理研究有機反應(yīng)，天然產(chǎn)物化學(xué)，機理研究及各種光譜研究。來稿必須是全文，且及各種光譜研究。來稿必須是全文，且是原著。同時也發(fā)表一些綜述性文章。是原著。同時也發(fā)表一些綜述性文章。 Publisher: Elsevier Science(Impact factor:2.160)65. Tetrahedron Letters Tetrahedron Letters Tetrahedron Letters 集中了所有集中了所有體現(xiàn)有機化學(xué)領(lǐng)域的最新進展的文章。體現(xiàn)有機化學(xué)領(lǐng)域的最新進展

9、的文章。期刊屬于周刊，囊括了實驗和理論有機期刊屬于周刊，囊括了實驗和理論有機化學(xué)在技術(shù)，結(jié)構(gòu)，方法研究的最新進化學(xué)在技術(shù)，結(jié)構(gòu)，方法研究的最新進展。研究結(jié)果的快速發(fā)表使得研究者們展。研究結(jié)果的快速發(fā)表使得研究者們可以在全世界范圍內(nèi)迅速交流科學(xué)資訊，可以在全世界范圍內(nèi)迅速交流科學(xué)資訊，從而推動研究的深入進行。從而推動研究的深入進行。Publisher: Elsevier Science(Impact factor:2.617)76. J.O.C. 創(chuàng)辦創(chuàng)辦The Journal of Organic Chemistry 的目的是為了與最新的激動的目的是為了與最新的激動人心的有機進展保持一致，從而

10、向全人心的有機進展保持一致，從而向全世界的化學(xué)工作者展示有關(guān)有機化學(xué)世界的化學(xué)工作者展示有關(guān)有機化學(xué)領(lǐng)域的所有的最先進研究結(jié)果。領(lǐng)域的所有的最先進研究結(jié)果。 J.O.C.J.O.C.收錄除了正規(guī)的論文，還有收錄除了正規(guī)的論文，還有小的專題綜述及國際會議文集。小的專題綜述及國際會議文集。 Publisher:American Chemical Society(Impact factor:3.500)87. Synthesis Synthesis Synthesis 是一份報導(dǎo)有機合成是一份報導(dǎo)有機合成進展的國際性刊物。主要發(fā)表有關(guān)有進展的國際性刊物。主要發(fā)表有關(guān)有機合成的綜述和論文，包括金屬有機

11、，機合成的綜述和論文，包括金屬有機，雜原子有機，光化學(xué)，藥物和生物有雜原子有機，光化學(xué)，藥物和生物有機，天然產(chǎn)物，有機高分子和材料。機，天然產(chǎn)物，有機高分子和材料。有關(guān)機理，光譜研究，分離技術(shù)的發(fā)有關(guān)機理，光譜研究，分離技術(shù)的發(fā)展等能對有機合成造成影響的內(nèi)容也展等能對有機合成造成影響的內(nèi)容也是是SynthesisSynthesis 感興趣的方面。感興趣的方面。 Publisher:Georg Thieme Verlag(Impact factor:2.150)98. SYNLETT SYNLETTSYNLETT 報導(dǎo)有機合成研究結(jié)報導(dǎo)有機合成研究結(jié)果和趨勢，短篇幅的個人綜述和快果和趨勢，短篇幅

12、的個人綜述和快速的工作簡報。所有有機合成領(lǐng)域速的工作簡報。所有有機合成領(lǐng)域的成果都在被收錄的范疇內(nèi)。的成果都在被收錄的范疇內(nèi)。 Publisher:Georg Thieme Verlag(Impact factor:2.752)109. Organic Letters Organic LettersOrganic Letters 是提供最新有關(guān)是提供最新有關(guān)有機化學(xué)重大研究的簡報，它的內(nèi)容是有機化學(xué)重大研究的簡報，它的內(nèi)容是所有有機化學(xué)領(lǐng)域最先進發(fā)展的濃縮，所有有機化學(xué)領(lǐng)域最先進發(fā)展的濃縮，包括生物有機和藥物化學(xué)，物理和理論包括生物有機和藥物化學(xué)，物理和理論有機化學(xué)，天然產(chǎn)物分離及合成，新的有

13、機化學(xué)，天然產(chǎn)物分離及合成，新的合成方法，金屬有機和材料化學(xué)。合成方法，金屬有機和材料化學(xué)。 Publisher:American Chemical Society(Impact factor:1.078)1110. Natural Product Reports (Impact factor:4.406) NPR 是雙月刊，主要目的是通過發(fā)表是雙月刊，主要目的是通過發(fā)表對生物堿，類固醇，脂肪酸及雜環(huán)類的，對生物堿，類固醇，脂肪酸及雜環(huán)類的，脂肪族的，芳香類的，酯環(huán)類等天然產(chǎn)物脂肪族的，芳香類的，酯環(huán)類等天然產(chǎn)物的研究結(jié)果，來刺激對天然產(chǎn)物的研究。的研究結(jié)果，來刺激對天然產(chǎn)物的研究。為了反映天

14、然產(chǎn)物與各學(xué)科之間日益加強為了反映天然產(chǎn)物與各學(xué)科之間日益加強的滲透，它也收錄有關(guān)光譜的最新發(fā)展和的滲透，它也收錄有關(guān)光譜的最新發(fā)展和生物學(xué)研究的綜述。另外，某些著名科學(xué)生物學(xué)研究的綜述。另外，某些著名科學(xué)家的前瞻性的論文也被收錄。家的前瞻性的論文也被收錄。 Publisher: the Royal Society Chemistry 1211. Polymer Polymer 發(fā)表所有高分子科學(xué)技發(fā)表所有高分子科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的原創(chuàng)性的研究成果，其重術(shù)領(lǐng)域的原創(chuàng)性的研究成果，其重點在于對分子結(jié)構(gòu)解釋的研究。新點在于對分子結(jié)構(gòu)解釋的研究。新興領(lǐng)域的研究成果也是興領(lǐng)域的研究成果也是 Polymer

15、喜喜歡發(fā)表的文章類型。除了正規(guī)的文歡發(fā)表的文章類型。除了正規(guī)的文章和通訊外，它也發(fā)表綜述類文章，章和通訊外，它也發(fā)表綜述類文章，但通常是由編輯約稿。但通常是由編輯約稿。 (Impact factor:1.27)Publisher:Elsevier Science1312. Chemical Reviews (Impact factor:20.220) Chemical Reviews 的宗旨在于發(fā)表的宗旨在于發(fā)表廣泛，專業(yè)，可讀性強的研究成果，廣泛，專業(yè)，可讀性強的研究成果，這些工作涉及有機，無機，物理，分這些工作涉及有機，無機，物理，分析，理論及生物化學(xué)等各個化學(xué)領(lǐng)域，析，理論及生物化學(xué)等各

16、個化學(xué)領(lǐng)域，其文章來自于全球的化學(xué)工作者。它其文章來自于全球的化學(xué)工作者。它從從19851985年也開始發(fā)表有關(guān)某一主題或年也開始發(fā)表有關(guān)某一主題或方向的研究綜述。目前生物題材的綜方向的研究綜述。目前生物題材的綜述不多，但是其主編表示今后會逐漸述不多，但是其主編表示今后會逐漸增加這一重要領(lǐng)域文章的比例。增加這一重要領(lǐng)域文章的比例。Publisher:American Chemical Society 1413. Organometallics (Impact factor:3.471) Organometallics 被譽為世界上最好被譽為世界上最好的有關(guān)金屬有機的期刊。收錄的是有機的有關(guān)金屬

17、有機的期刊。收錄的是有機金屬，無機，有機和材料化學(xué)等最活躍金屬，無機，有機和材料化學(xué)等最活躍領(lǐng)域的文章。其形式包含論文，通訊，領(lǐng)域的文章。其形式包含論文，通訊，小綜述，內(nèi)容涉及合成，結(jié)構(gòu)，成鍵，化小綜述，內(nèi)容涉及合成，結(jié)構(gòu)，成鍵，化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)機理及有機金屬化合物的應(yīng)學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)機理及有機金屬化合物的應(yīng)用。應(yīng)用范圍包括有機和高分子合成，催用。應(yīng)用范圍包括有機和高分子合成，催化過程及材料化學(xué)的合成方面的問題?；^程及材料化學(xué)的合成方面的問題。Publisher: American Chemical Society 1514. J. M. S. (Impact factor:2.814) The

18、Journal of Mass Spectrometry 涵蓋的范圍很廣，包括質(zhì)譜的所有方涵蓋的范圍很廣，包括質(zhì)譜的所有方面。如儀器設(shè)計和研發(fā)，離子化過程，面。如儀器設(shè)計和研發(fā)，離子化過程，離子反應(yīng)機理，離子結(jié)構(gòu)，生物分子離子反應(yīng)機理，離子結(jié)構(gòu)，生物分子分析，質(zhì)譜方法論的建立，元素分析分析，質(zhì)譜方法論的建立，元素分析的應(yīng)用和環(huán)境化學(xué)等所有可以使用質(zhì)的應(yīng)用和環(huán)境化學(xué)等所有可以使用質(zhì)譜法的領(lǐng)域。主要發(fā)表科研論文，通譜法的領(lǐng)域。主要發(fā)表科研論文，通訊和綜述。訊和綜述。 Publisher: John Wiley & Sons, Ltd. 1615. Carbohydrate Research (Im

19、pact factor: 1.354) 1965年創(chuàng)刊，年創(chuàng)刊，Carbohydrate Research 以它發(fā)表高標準和寬范圍的以它發(fā)表高標準和寬范圍的論文而被業(yè)界稱道。范圍包括碳氫化論文而被業(yè)界稱道。范圍包括碳氫化學(xué)和生物化學(xué)。主要內(nèi)容是化學(xué)合成，學(xué)和生物化學(xué)。主要內(nèi)容是化學(xué)合成，結(jié)構(gòu)和光譜研究，反應(yīng)機理，天然產(chǎn)結(jié)構(gòu)和光譜研究，反應(yīng)機理，天然產(chǎn)物分離，大分子活性，酶的活性，酶物分離，大分子活性，酶的活性，酶的催化機理等。文章形式包括論文，的催化機理等。文章形式包括論文，展望，快報和綜述。展望，快報和綜述。 Publisher: Elsevier Science 1716. J. C. C

20、.(Impact factor: 1.033) The Journal of Carbohydrate Chemistry 是一個便捷，國際化的論壇性期刊。是一個便捷，國際化的論壇性期刊。內(nèi)容涵蓋碳水化合物新奇合成方法，內(nèi)容涵蓋碳水化合物新奇合成方法，碳水化合物的反應(yīng)機理，藥學(xué)，糖抗碳水化合物的反應(yīng)機理，藥學(xué)，糖抗體，糖類和多糖合成，糖的分子模型，體，糖類和多糖合成，糖的分子模型，糖類轉(zhuǎn)化的分析，分離方法，糖的光糖類轉(zhuǎn)化的分析，分離方法，糖的光譜和晶體結(jié)構(gòu)。譜和晶體結(jié)構(gòu)。 Publisher: Marcel Dekker, Inc. 1817. Heterocycles (Impact fac

21、tor: 0.831) 從從1973年創(chuàng)刊始，年創(chuàng)刊始，Heterocycles為有機化學(xué)，藥物化學(xué)和分析化學(xué)為有機化學(xué)，藥物化學(xué)和分析化學(xué)等領(lǐng)域的雜環(huán)化合物研究提供了一等領(lǐng)域的雜環(huán)化合物研究提供了一個良好的平臺。期刊發(fā)表綜述，通個良好的平臺。期刊發(fā)表綜述，通訊及一般的科研論文。論文在被接訊及一般的科研論文。論文在被接受日起兩個月內(nèi)將被發(fā)表，這樣就受日起兩個月內(nèi)將被發(fā)表，這樣就保證了科學(xué)工作者可以得到最新的保證了科學(xué)工作者可以得到最新的有關(guān)雜環(huán)化合物的資訊。有關(guān)雜環(huán)化合物的資訊。 Publisher: Elsevier Science N H4OC NN H2CON H2AzBLAzB+AzB

22、+AzBNu(1)Rearrangements in the composition of aldehydes and ketones(2)Rearrangements of pinacols (3)Wagner-Meerweins rearrangements(4)Demyanovs rearrangements (5)Tiffeneau-Demyanovs circles expanding(6)Rearrangements from dienones to phenols(7)Rearrangements with allyl groups RHORCH3OCH2N2RROCH2N2RR

23、ORRO+CH2=N=N+RORCH2NN+(1)N2RORCH2(2)RRCH2O(3)RRRROO(4)(5)+33-36% O.S.，225CH3SO2NCH3NOCH2N2+EtOHCH3SO2OEt+O+CH2N2O+N2KOH solutionOH2OOLiAlH4OHOHBF3Bu2OCHOO.S.60,25(1)Benzil-benzilic acid rearrangements(2)Rearrangements of aldehydes or ketones when catalysised by acidCOOOHOOKOHOOArAr+OOArArOHOHOArOHAr

24、OOArArOOH(1)Arndt-fistert synthesis and Wolff rearrangement(2)Other carbeness rearrangement reaction(1)Beckmanns rearrangement(2)Hofmanns rearrangement(3)Curtiuss rearrangement(4)Schmidts rearrangement(5)Nebers rearrangement(6)Lossens rearrangement benzoyl chlorideNOHH2SO4NHOOH2H2N(CH2)5CO2HCONH(CH2

25、)5CO2H65-72%O.S.，76NNH2O+Br2+4NaOHNNH2+Na2CO3+2NaBr+2OH265-71% O.S.，45COOEtCOOEtN2H4CONHNH2CONHNH2HNO2CON3CON3NCONCOClHOH2NH2NH2.ClHClH72-74% O.S.,818CH3CH3CH3OHNaCH3CH3CH3ONaClNH2NHHCH3CH3CH3O45-53%O.S.V,408HCH3NH2(CH3)3COClHCH3NCl2CH3ONa-HClNClCH3ONaNHOMeOH2ClHNH2HClO55-72%O.S.V,910(1)Hydroperoxid

26、e rearrangement(2)Baeyer-Villiger rearrangement(CH3)3CCH2CH2+H2O2H+(CH3)3CCH2OOHH+(CH3)3CH2OH+CH3COCH334-40% O.S.V,818+H2O2H+OOHH+OH+O(1)Barton rearrangement(2)Hofmann-Loffler-Freytag rearrangementHHHOHNOClHHHONOhvHHOHONCH OHHONCH OHOHHHONO(1)(1)hvNO+HHHO OH2HC HOHNOHOHHON(4)(2)(3)(4)1,5shift(1)Frie

27、s rearrangement(2)Aromatic ether rearrangement(3)Orton rearrangement(4)N-nitro aromatic amine rearrangement(5)Fischer-Hepp rearrangement(6)Hofmann-Martius rearrangement(7)Diazonamino compounds rearrangementRRRClOORORRRRO(1)OXRRH(1)H+OXRRXORR+RRORRONuNuROHROHNuORRO1, 0H2, H+COOHBrOBr2OBrNaOCH320-25CH

28、CO2CH3NaN3,H2SO4CCHCl3,40O83-85% O.S.56,107benzene E t2ObenzeneOOAlCl3CS2OHO+OHOO.S.,543CNCN+PCl5CHCl3,CCl4ClCNCN79-83%Et3N,CNCN83-87%150C,4h,OHOHCNCN,CNCN70-72%O.S.58,67RefluxbenzeneReflux78有機化學(xué)的藝術(shù)與技術(shù)有機合成淺談分0 王曉明分0 殷德政79有機化學(xué)大事記 Wohler合成氰酸銨 Grignard、Brown等人發(fā)現(xiàn)元素有機試劑 Woodward、Hoffmann等人在合成中得出前線軌道理論 中國

29、人合成牛胰島素 Elias James Corey 80Elias James Corey 創(chuàng)立了逆合成法（retrosynthetic analysis） 率先使用計算機模擬有機合成 for his development of the theory and methodology of organic synthesis81術(shù)語簡介 切斷：將分子的一個鍵切斷使分子轉(zhuǎn)變成為一種可能的原料。 FGI：即Functional Group Interconversion（官能團互換） 合成子（Synthon）：切斷時產(chǎn)生的理想化的分子碎片 合成等效劑（Synthetic Equivalent）：在

30、合成中用來起合成子作用的試劑 目標分子：Target Molecule82CH2CH(COOEt)2TM1a or b? a.Ph+& CH2CH(CO2Et)2b.PhCH2+&CH(CO2Et)2 第一條標準第一條標準切斷應(yīng)當具有合理的反應(yīng)機理切斷應(yīng)當具有合理的反應(yīng)機理83OHTM2O+CH3MgIa.MgBr+Ob.(A)(B)a or b?第二條標準第二條標準反應(yīng)路線最大程度的簡化反應(yīng)路線最大程度的簡化84OHTM3NBSBr水 解OHOH+OHCHO+CHOLiAlH4TM3?第三條標準第三條標準切斷應(yīng)當導(dǎo)出反應(yīng)認可的原料切斷應(yīng)當導(dǎo)出反應(yīng)認可的原料 85單官能團化合物切斷的三種通法

31、作為醇的切斷 Gridnard反應(yīng) 作為烯的切斷 Wittig反應(yīng) 芳香族化合物 FriedelCrafts（?；磻?yīng)86COOHTM587COOHBrOO+OClFGIFGI88雙官能團化合物的切斷 1，2雙官能團化合物 1，3雙官能團化合物 1，4雙官能團化合物 1，5雙官能團化合物 1，6雙官能團化合物 891，3和和1，5雙官能團化合物雙官能團化合物 OOO+O+_OOOO+_901，2和和1，4雙官能團化合物雙官能團化合物 極性翻轉(zhuǎn)極性翻轉(zhuǎn)OOO+O_+OOO+O+_ABCD911，6雙官能團化合物雙官能團化合物 1，6重接重接 OO92 綜合舉例綜合舉例OOTM6OOHOHOOC

32、HOOOOEt+CHOOOTM693OOOEt+COOEtEtO_OCOOEtCOOEt脫羧乙 二醇HClCOOHOOSOCl2ClOOOOOCHO催化氫 化Ph3P=CH2OOKMnO4H+TM6OOTM694相轉(zhuǎn)移催化 原理 ：使用既具有親脂性又具有親水性的溶劑或助溶劑，使反應(yīng)物分子彼此碰撞95相轉(zhuǎn)移催化相轉(zhuǎn)移催化 進行方式進行方式 親脂性的陽離子與起親核試劑作用的陰離子配對 （有機相） 親核試劑或堿進入非極性介質(zhì) Q+Nu-Q+Nu-(aq)96l設(shè)計沒有或盡可能少有環(huán)境副作用并在技術(shù)上和經(jīng)濟設(shè)計沒有或盡可能少有環(huán)境副作用并在技術(shù)上和經(jīng)濟上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程反

33、應(yīng)條件綠色化反應(yīng)原料綠色化產(chǎn)物排放的無害化原子利用率原子利用率綠色合成綠色合成把魔鬼重新變成天使把魔鬼重新變成天使把每一個原子都用到有用的地方把每一個原子都用到有用的地方定定義義綠色化學(xué)反應(yīng)傳統(tǒng)反應(yīng)VslRCOCl對水和空氣敏感對水和空氣敏感l(wèi)Lewis酸有腐蝕性酸有腐蝕性l常用有機溶劑有毒有害常用有機溶劑有毒有害l原料試劑對水和空氣穩(wěn)定原料試劑對水和空氣穩(wěn)定l光化學(xué)反應(yīng)，不用溶劑光化學(xué)反應(yīng)，不用溶劑l無廢物排放無廢物排放反應(yīng)試劑綠色化主要原則中心概念中心概念97綠綠色色合合成成把把魔魔鬼鬼重重新新變變成成天天使使 R-CH2-COOHETO-EtOHRXOH-CH3-C- -CH2-C-OE

34、tCH3-C- -CH-C-OEtROOOOOOOOOOOHOH+加 熱光 照一個分子我們可以通過官能團的活化來合成，但是官能團的活化和保護措施很可能不符合綠色化學(xué)要求OHOH傳統(tǒng)的有機合成路線和綠色化學(xué)合成路線的比較l一個典型的一個典型的綠色化學(xué)合綠色化學(xué)合成路線成路線98常見反應(yīng)類型的綠色化學(xué)評估任重道遠任重道遠讓我們一起努力！讓我們一起努力！反應(yīng)類型 原子利用率反應(yīng)過程評價重排反應(yīng) 可達到100%可利用光熱誘導(dǎo)發(fā)生是綠色化學(xué)優(yōu)先考慮的反應(yīng)加成反應(yīng) 可達到100%條件要求不高，如果沒有副反應(yīng)，較為適用是綠色化學(xué)優(yōu)先考慮的反應(yīng)取代反應(yīng) 較低 100%離去基團可能造成污染有一定的缺陷消除反應(yīng)

35、較低100%離去基團可能造成污染有一定的缺陷周環(huán)反應(yīng) 100%對于溶劑，能源要較低，立體選擇性好，無排放理想的綠色化學(xué)反應(yīng)氧化還原反應(yīng)不一定傳統(tǒng)的氧化劑往往具有毒性，是最嚴重的污染源盡量避免使用，或用電化學(xué)氧化代替99謝謝大家！特別感謝：北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院江宇同學(xué)100BrPhTM4BrPhFGIOHPhMgBrPh+CH2OMgBrPh+Oaba or b?101蛋白質(zhì)與核酸 化學(xué)01 強偉 張楠102l蛋白質(zhì)簡介l蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)l蛋白質(zhì)的合成103蛋白質(zhì)簡介1.蛋白質(zhì)的組成蛋白質(zhì)多肽- 氨基酸甘氨酸苯丙氨酸20種必需氨基酸ONH2CH3OHONH2OH1041.蛋白質(zhì)在生命現(xiàn)象中起著

36、決定作用 蛋白質(zhì)是生命體一切組織的基本成分細胞內(nèi)除水外，其余80%的物質(zhì)均為蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)，碳水化合物和脂肪是人類營養(yǎng)的三要素，是維持生命所不可缺少的物質(zhì)。105蛋白質(zhì)（多肽）的結(jié)構(gòu) 測定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，初一看幾乎是不可能的。因為即便是不很復(fù)雜的蛋白質(zhì)，如最小的胰島素，就有51個17種不同的氨基酸，可能的排列有2*1751之多。 隨著生物化學(xué)的進步和分離分析方法的發(fā)展，將這一極為困難的問題全部解決。1953年 F.Sanger等 測定出牛胰島素的氨基酸順序并于1958年獲諾貝爾化學(xué)獎。1061071.蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)就是氨基酸的連接順序。測定蛋白質(zhì)或肽鏈一級結(jié)構(gòu)需要進行下列幾項工

37、作： a.對二硫鍵的處理（用過酸氧化為-SO3H） b.測定氨基酸的組成 水解16-72小時（真空，110，6mol/l HCL) 柱層析進行分離 定量108 現(xiàn)在這一過程在氨基酸自動儀內(nèi)進行。109C.氨基酸序列的測定通常使用P.Edman降解法主要涉及，耦聯(lián)水解，萃取和轉(zhuǎn)移等四個過程12313212345545422435354標記脫落標記脫落通常使用異硫氰酸酯（ PITC）110氨基酸序列的改變會產(chǎn)生異常功能和疾病例如，致命的鐮刀形紅細胞貧血病。1112.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)指的是多肽鏈中互相靠近的氨基酸的構(gòu)象關(guān)系。維持二級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是氫鍵。 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)通常用X-

38、射線衍射法測定。常見的二級結(jié)構(gòu)有三種構(gòu)象： 1951年，Plauling&Corey根據(jù)對一些簡單化合物，如二肽及三肽的射線晶體圖的研究數(shù)據(jù)，提出了兩個周期性的多肽結(jié)構(gòu) 螺旋 和 折疊片112羊毛，頭發(fā)，指甲的主要蛋白質(zhì)是螺旋 113蠶絲中的蛋白質(zhì)是折疊片形的1143.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈的折疊狀況。 通常用X-射線衍射法測定。肌紅蛋白是第一個被確定有三級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)115.蛋白質(zhì)的變性受到物理或化學(xué)處理后，蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)遭到破壞破壞級鍵），它的生理活性會喪失，這一現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。116蛋白質(zhì)的合成基團保護接肽提純 容易離去不影響其他基團固相接肽（Merrifie

39、ld)Noble Prize117l核酸的組成l核酸的分類及其性質(zhì)差異l脫氧核糖核酸（DNA)l核糖核酸（RNA)118核酸的組成核酸（DNA或RNA)核苷酸磷酸五碳糖（核糖或脫氧核糖）堿基（嘌呤或嘧啶）HHOHHOHHHHOH2CO脫氧核糖OHHOHHOHHHHOH2CO核糖119核酸的組成一、組成核酸的堿基類型（嘌呤或嘧啶）堿基嘌呤嘧啶腺嘌呤（C)鳥嘌呤(G)胞嘧啶(A)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)NHNHOOCH3NHNHOONNHNH2ONNHNHNNH2ONNNHNNH2120核酸的組成二、核苷酸的連接順序（以胸腺核苷酸為例）1.脫氧核糖1位上的羥基與胸腺嘧啶上的氫脫水HHOHHOHH

40、HHOH2CONHNHOOCH3HHHOHHHHOH2CONNHOOCH3121核酸的組成二、核苷酸的連接順序（以胸腺核苷酸為例）2.生成的脫氧核糖5位上的羥基與磷酸脫水HHHOHHHHOH2CONNHOOCH3OHOHOHOPHHHOHHHONNHOOCH3OCH2OHOHOP122實際上，對于核糖核苷，糖環(huán)上有三個自由羥基，因此磷酸有2、3和5三種脫水選擇。其中5位上的核糖核苷酸可用HIO4氧化的方法與其余二者鑒別。而對脫氧核糖核苷，上述方法無法使用，因為其2位上無羥基。NNHOOCH3OHHHOHHHOPOOCH2OHOHHIO4NNHOOCH3HHOCHOCHOPOOCH2OHOH12

41、3核酸的分類及其差異一、核酸的分類即結(jié)構(gòu)上的差異1.核酸可以分為核糖核酸（核糖核酸（RNA)和脫氧核糖核酸（脫氧核糖核酸（DNA)2.DNA與RNA在結(jié)構(gòu)上存在以下幾點差異：(1) 核糖的2位上有羥基；而脫氧核糖的2位上為一氫原子。(2)在五種組成核苷酸的堿基中，嘌呤均為DNA和RNA共有；而尿嘧啶(U)取代了胸腺嘧啶(T)為RNA所特有。124核酸的分類及其差異二、核酸化學(xué)性質(zhì)的差異RNA由于其分子的2位上有羥基，在堿性條件下可發(fā)生水解反應(yīng)；而DNA分子則不可發(fā)生，RNA在堿性條件下水解生成兩種異構(gòu)體。OHHRHOHHHOOCH2OOHOPOHHRHHHHOH2COOHOHHOHHHOH2C

42、OHOOPOHRHHHHOH2COOHOOHOPHRHHHHOH2COOHOOHOP125脫氧核糖核酸（DNA)一、脫氧核糖核酸的堿基配對原則在DNA分子中，嘌呤分子的總數(shù)總是大致等與嘧啶分子的總數(shù)，這是因為，四種堿基的配對符合一定的規(guī)則：A與T配對，G與C配對。這種現(xiàn)象可能與堿基之間所能形成的氫鍵數(shù)有關(guān)。NNNHNNH2NHNHOOCH3NNHNHNNH2ONNHNH2O126脫氧核糖核酸（DNA)二、脫氧核糖核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)1953年，25歲的沃森和 35歲的 克里克發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。他 們的發(fā)現(xiàn)照亮了整個遺傳學(xué)領(lǐng)域，指 引著人們?nèi)ヌ骄可举|(zhì)的奧秘。127脫氧核糖核酸（DNA)三、

43、DNA的復(fù)制“岡崎片斷”理論的提出1.DNA的半保留復(fù)制以為Meselson和Stahl的大腸桿菌同位素實驗所驗證。2.”岡崎片斷”假說是建立在大量實驗的基礎(chǔ)上：（1）DNA聚合酶都把脫氧核糖核苷5磷酸加到生長的DNA鏈上，基因物的3OH基上。（2）沒有發(fā)現(xiàn)一種酶能夠作用于脫氧核糖核苷3磷酸。355533553128脫氧核糖核酸（DNA)四、重組DNA技術(shù)【定義】：把一個生物體中有用的目的基因轉(zhuǎn)入另一個生物體中，使后者獲得新的遺傳性狀或表達新的遺傳產(chǎn)物。【步驟】1.目的基因的獲得（PCR技術(shù) 聚合酶鏈式反應(yīng)）變性（95C)雙螺旋解旋退火（55C)單鏈與引物配對延伸（72C)逐個連接核苷酸此過程

44、重復(fù)近30遍1292.構(gòu)建重組質(zhì)粒3.基因克隆：即重組質(zhì)粒中的目的基因隨細胞的繁殖而復(fù)制。4.重組質(zhì)粒用凝膠電泳的方法進行篩選和鑒定。5.用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化受體細胞，并篩選和鑒定轉(zhuǎn)化子。6.獲得外源基因表達的性狀和產(chǎn)物。脫氧核糖核酸（DNA)四、重組DNA技術(shù)內(nèi)切酶連接酶130核糖核酸（RNA)一、核糖核酸的堿基配對原則在核糖核酸中，由于胸腺嘧啶(T)被尿嘧啶(U)所取代，故配對時，在尿嘧啶和腺嘌呤之間形成兩個氫鍵。NNNHNNH2NHNHOO131核糖核酸（RNA)二、核糖核酸的結(jié)構(gòu)1.RNA的一級結(jié)構(gòu)與DNA相似，均是由核苷酸連接而成，且位置均由5到3。2.RNA的二級結(jié)構(gòu)中存在著部分區(qū)域的堿

45、基配對現(xiàn)象，在這些堿基配對區(qū)域，RNA呈螺旋狀；而堿基未配對區(qū)域稱為螺旋突環(huán)部分。堿基配對部分突環(huán)部分132核糖核酸（RNA)3.RNA由于其結(jié)構(gòu)和功能的不同可分為tRNA、rRNA、mRNA三類。4.tRNA的二級結(jié)構(gòu)是各種RNA中研究較為清楚的一種，其結(jié)構(gòu)呈“三葉草形”。包括：氨基酸臂：含3端及7個配對的堿基，用以攜帶氨基酸分子。反密碼子：位于tRNA末端的突環(huán)部分上，用以與mRNA上的三聯(lián)密碼子配對。133參考書目：1.生物化學(xué) 王希成 著 清華大學(xué)出版社（）2.核酸結(jié)構(gòu)、功能與合成（上、下冊） 科學(xué)出版社 （1986）3.核酸的生物化學(xué) （英）達維生 著 科學(xué)出版社 （1983）134

46、 Nothing in life is to be feared. Nothing in life is to be feared. It is only to be understood. It is only to be understood. Marie CurieMarie Curie135in recognition of his work on sugar and purine synthesesHermann Emil Fischer Germany Berlin University Berlin, Germany 1852 - 1919糖糖和和嘌嘌呤呤136in recogn

47、ition of his work on organic dyes and hydroaromatic compoundsJohann Friedrich Wilhelm Adolf von Baeyer Germany Munich University Munich, Germany 1835 - 1917有有機機染染料、料、芳芳香香族族化化合合物物137Otto Wallach Germany Goettingen University Goettingen, Germany 1847 - 1931in recognition of his pioneer work in the fie

48、ld of alicyclic compounds脂環(huán)族化合物脂環(huán)族化合物 138for the discovery of the so-called Grignard reagentVictor GrignardFrance Nancy University Nancy, France 1871 - 1935有有機機鎂鎂化化合合物物139for their discovery and development of the diene synthesisOtto Paul Hermann Diels Kurt AlderGermany Kiel University Kiel1876 - 19

49、54GermanyCologne University 19021958二二烯烯烴烴140The Nobel Prize in Chemistry 1965for his outstanding achievements in the art of organic synthesisUSA Harvard University Cambridge, MA, USA 1917 - 1979Robert Burns Woodward合成藝術(shù)軌道對稱性原則創(chuàng)立者141The Nobel Prize in Chemistry 1990for his development of the theory

50、and methodology of organic synthesisUSAHarvard University Cambridge, MA, USA 1928 -Elias James Corey142 Elias J. Corey Autobiography 1928born in Methuen，Massachusetts 1944entered M.I.T.參與合成青霉素參與合成青霉素 1950 completed doctoral work joined University of Illinois 1956became Professor of Chemistry 1959 wo

51、rk in Harvard 1431957年 Elias J. Corey 提出了他的想法：The Logic of Chemical Synthesis retrosynthetic analysis 逆合成法逆合成法144The logic of chemical synthesis簡單的原料簡單的原料 復(fù)雜的分子復(fù)雜的分子 transformsynthesis反合成分析法反合成分析法retrosynthetic analysis 145retrosynthetic analysis146Retrosynthetic樹根目標分子樹根目標分子樹枝原料樹枝原料Best Choice?14714

52、8149To build left- or right handed molecules 150151152153154155156157 158The Nobel Prize in Chemistry 1979Laureates: Herbert C. Brown Georg Wittig for their development of the use of boron- and phosphorus-containing compounds, respectively, into important reagents in organic synthesis159160OCRRNaBH4

53、CHRROHHHHCH3B2H6+HHCHHCH3 3B161162163(C6H5)3P=CH2+R2C=O(C6H5)3P=O+R2C=CH2 這是我們熟悉的Wittig試劑，用于雙鍵化合物的制備A carbonyl compound(羰基化合物)organic phosphorus compound with a formal double bondbetween phosphorus and carbonolefin(烯烴)164Fig. 1. Formation of a diradical被削弱的C-C鍵165demetalization 有機金屬鋰化合物 diradical166

54、Formation and characterization of compound 9zinc dust distillation.167168Reversal of polarity (umpolung) 極性逆轉(zhuǎn)極性逆轉(zhuǎn)169Mechanism of formation of o-lithiobiphenyl170Proof of the intermediate occurrence of dehydrobenzene in the reaction of 14 C-labeled chlorobenzene with potassium amide in liquid ammonia

55、171Fig. 8. Proof of the existence of dehydrobenzene through the formation of 10苯炔中間體存在的證實：在反應(yīng)過程中加入二烯體呋喃，分離出產(chǎn)物10a Diels-Alder addition：172經(jīng)證實，苯炔中間體存在的時間為：20 milliseconds. Thermal decomposition reactions used to determine the lifetime of dehydrobenzene in the gas phase173甲基鋰 五甲基氮 失??！174Formation of Ny

56、lides175 CX176Formation of P-ylides177178triphenylphosphinemethylenetriphenylphosphineoxide1，1-diphenylethylene179 Fig. 13. Steps in the reaction of triphenylphosphinemethylene with benzophenone 四元環(huán)過度態(tài)180181182183參考文獻E.J. Corey, X.-M. Cheng: The Logic of Chemical Synthesis, Wiley Interscience, 1989.

57、E.J. Corey, A.K. Long, S.D. Rubenstein: Computer-Assisted Analysis in Organic Synthesis, Science, Vol 228, 1985, pp 408-418. The Royal Swedish Academy of Sciences, Information about the Nobel Prize in Chemistry 1990 (press release). 184Further readingG. Wittig and M. Rieber, ibid. 562, 187 (1949).G.

58、 Wittig and K Clauss, ibid. 577, 26 (1952); ibid. 578,136 (1952).G. Wittig and K. Torssell, Acta Chem. Stand. 7, 1293 (1953).H. Pommer, Angew. Chem. 89,437 (1977).R. W. Hoffmann, Dehydrobenzae and Cycloalkynes (Academic Press, New York, 1967).185有機合成設(shè)計 英 S 特納 化學(xué)工業(yè)出版社葉立德化學(xué) 黃文芳 華中師范大學(xué)出版社極性轉(zhuǎn)換及其在有機合成中的應(yīng)

59、用 劉志昌 科學(xué)出版社186Biochemical reactions in living organismsoxidation, reduction & coenzymes187 The relations and differences between reactions within the organisms and within the test tube n1 Relation: all the reactions must obey the laws of Thermodynamicsn2 Differences:2.1 Equilibrium :YES or NO?2.2Act

60、ivation energy: catalytic or not?nEnzyme:A biomolecule, either protein or RNA, that catalyzes a specific chemical reaction. It does not affect the equilibrium of the catalyzed reaction; it enhances the rate of a reaction by providing a reaction path with a lower activation energy. 188Oxidative react

61、ions in organisms1 Oxidation: The loss of electrons from a compound. E.g.1892 Reduction: The gain of electrons by a compound or ion. E.g.The reverse reaction is reduction.190 3 CoenzymesDef.: An organic cofactor required for the action of certain enzymes, functions as transient carriers of specific

62、functional groups,and often contains a vitamin as a component.E.g. (1) Coenzyme A(乙酰輔酶A) 191 NAD+ + 2e- + 2H+ NADH + H+ NADP+ + 2e- + 2H+ NADPH + H+(2)NADH（還原性煙酰胺腺嘌呤核苷酸）192(3)Flavoprotein(黃素蛋白）:FMN & FAD193(4)Ubiquinone(還原性輔酶Q)194(5) cytocromes(細胞色素）porphorin195(6) Coenzyme B12 196A complex biochemi

63、cal oxidative cycle involving cofactorsA complex biochemical oxidative cycle involving cofactorscitric acid cycle197A complex biochemical reductive cycle involving cofactorsA complex biochemical reductive cycle involving cofactorsCO2 assimilation(Calvin cycle)198A free radical reaction involving B12

64、199甾族化合物簡單介紹R1R2R3ABCD一般都含氫化程度不同的1,2-環(huán)戊烷并全氫菲母核,且一般含三個支鏈CH3HHHHCH3RABCD天然產(chǎn)物中:B,C都是在反位稠和,C,D大多數(shù)時是反位稠和200RABCDRABCD膽甾烷系,A B環(huán)反位稠和糞甾烷系,A B環(huán)順位稠和天然產(chǎn)物除強心甙與蟾毒外,都是屬于上面兩種201分類與重要反應(yīng)一般根據(jù)天然來源及生理作用分為:甾醇類,膽酸類,甾族激素類,強心甙類與蟾毒命名一般根據(jù)其來源采用俗名甾族化合物的主要反應(yīng):1.飽和甾族化合物類似于烷烴.(注意構(gòu)象對反應(yīng)活性的影響)2.不飽和甾族化合物加成反應(yīng)3.消除反應(yīng)4.光化學(xué)反應(yīng)麥角甾醇轉(zhuǎn)化為維生素D的反應(yīng)

65、202光化學(xué)反應(yīng)舉例OHCH3CH3HHCH3CH3CH3CH3hvOHCH2CH3CH3CH3CH3HCH3麥角甾醇維生素D2203HHOHOhvOO雌酮轉(zhuǎn)化為光雌酮也經(jīng)歷了復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)雌酮光雌酮在以上兩例中光化學(xué)反應(yīng)都涉及到了斷鍵的反應(yīng)可查閱,膽甾4烯3酮的光化學(xué)重排也部分涉及到了斷鍵的步驟204HCH3HCH3CH3CH3HCH3OH膽甾醇集中在脊髓及腦中,結(jié)石的主要成分,在酶的催化下氧化成7脫氫膽甾醇維生素D3,由7脫氫膽甾醇再發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)得.是人體吸收Ca+的關(guān)鍵維生素D4則由22,23二氫麥角甾醇經(jīng)紫外線照射而得OHCH3HCH3CH3CH3205OHABCD膽固醇構(gòu)像式B,

66、 C環(huán)在反位稠和,整個化合物形成一個長形的扁平分子OHOHOHHO2C膽酸構(gòu)像式A, B環(huán)是以順位稠和由于環(huán)的剛性,B位的雙鍵性質(zhì)并不強206膽汁酸介紹OHOHHOHNHCH2CH2SO3NaCH3OCH3HCH3H牛黃膽酸鹽膽汁酸多與甘氨酸或牛黃酸形成酰胺的形式存在于膽汁中人體中,上述多以鉀(鈉)鹽的形式存在,為乳化劑,可增大脂肪與脂肪酶的接觸面,促進消化.207甾族激素介紹OOH雌激素的結(jié)構(gòu)特征為:A環(huán)均為芳環(huán),C17位有含氧官能團,C10位無角甲基.雌酮OOHMe甲基睪丸甾酮雄性激素甾核A環(huán)與B環(huán)呈反位稠和208腎上腺皮質(zhì)激素OOHCOCH2OH皮質(zhì)甾酮OCOCH2OH11-去氧皮質(zhì)甾酮OCOCH2OHO11-去氫皮質(zhì)甾酮亦稱類皮質(zhì)激素,具有控制糖類和蛋白質(zhì)代謝及調(diào)節(jié)水和電解質(zhì)平衡的功能.209甾類抗炎藥物OCOCH2OAcOHO醋酸氫化可的松作用較可的松更強烈,可治急性發(fā)作的哮喘,急性過敏癥主要由腎上腺皮質(zhì)浸出液提取.因其療效穩(wěn)定,目前仍居國內(nèi)激素系列藥物之冠210強心甙與蟾毒OOOHHHHHOH毛地黃毒甙元,毛地黃毒素的一種強心甙,主要存在于許多有毒的植物中.可加強心肌的收縮