電化學(xué)在藥物合成中的應(yīng)用課件.ppt

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1、目錄目錄電化學(xué)合成光化學(xué)合成相轉(zhuǎn)移催化合成總結(jié)電化學(xué)合成反應(yīng)在藥物合成中的應(yīng)用一、電化學(xué)合成電化學(xué)合成（electrochemicalsynthesis）是可以在溫和條件下進(jìn)行的對(duì)環(huán)境友好的潔凈合成，通過(guò)改變電極電位可以提高反應(yīng)的選擇性、純度和效率，電子轉(zhuǎn)移和化學(xué)反應(yīng)可以同時(shí)進(jìn)行?？梢赃m用于電化學(xué)合成的反應(yīng)包括官能團(tuán)的加成、取代、裂解、消除、氧化和還原等。優(yōu)點(diǎn)：具有高的選擇性，可用于定向選擇性合成。反應(yīng)條件溫和，多數(shù)在常溫常壓下進(jìn)行，并且可以通過(guò)電流和電壓來(lái)控制。三廢少，無(wú)爆炸和火災(zāi)等危險(xiǎn)?？纱姘嘿F的還原劑和氧化劑縮短反應(yīng)時(shí)間。以對(duì)氨基苯酚的合成為例，化學(xué)合成：電化學(xué)合

2、成：對(duì)于一個(gè)優(yōu)秀的電化學(xué)合成反應(yīng)，應(yīng)該能夠充分利用反應(yīng)物和電能，盡可能在高電流密度下操作（減少電解質(zhì)投資）。H2O-EtOH-HClNi電極H2SO4-H2O,Fe2(SO4)3Pb電極H2O-EtOH-HClH2O-EtOH-HCl二、電化學(xué)合成反應(yīng)實(shí)例1、還原反應(yīng)（1）羰基化合物的還原隨著反應(yīng)條件的不同，羰基可被還原成羥基和烷基。值得注意的是，同一反應(yīng)物，在不同的條件下，使用不同的電極，反應(yīng)物可能會(huì)不同，如：羰基的電化學(xué)還原在藥物合成中應(yīng)用很多，例如利用化學(xué)法制備非甾體抗炎藥萘普生（naproxen）時(shí)，反應(yīng)步驟多，產(chǎn)率低。若改用電化學(xué)合成法，在制備中第二步還原羧化使

3、用電解反應(yīng):該反應(yīng)以DMF（二甲基甲酰胺）為溶劑，維持電流密度1.0A/dm2，室溫下反應(yīng)6h，產(chǎn)率85%遠(yuǎn)高于常規(guī)化學(xué)反應(yīng)。（2）含氮化合物的還原控制條件（電壓、電流、溶劑和溫度等）可將硝基化合物的還原產(chǎn)物固定在亞硝基、羥胺、氨基衍生物上，產(chǎn)率都很高。（3）還原加成反應(yīng)(4)還原裂解反應(yīng)胱氨酸經(jīng)過(guò)電解還原得半胱氨酸，產(chǎn)率（99%）和電解效率都很高。2、氧化反應(yīng)（1）雙鍵化合物的氧化在不同條件下，雙鍵可氧化為羥基、羰基、環(huán)氧基衍生物。對(duì)芳香化合物而言，可以在芳香環(huán)上引進(jìn)羥基，或者將苯環(huán)氧化成醌。也可將芳香環(huán)的側(cè)鏈烷基化為醇、醛（或酮）以至于羧基：3、電化學(xué)不對(duì)稱(chēng)合成電化學(xué)

4、也可用于不對(duì)稱(chēng)合成，與一般合成相比，電化學(xué)具有反應(yīng)條件溫和，易于控制、手性試劑用量少、產(chǎn)物純度較高、易于分離等優(yōu)點(diǎn)。如在乙酐中將肉桂酸衍生物電解還原，得到了66%的非對(duì)映體過(guò)量。（當(dāng)有兩個(gè)手性原子時(shí)，以（R,R）（R,S）為一組，（S,S）（S,R）為一組，一組非對(duì)映體的量減去另一組非對(duì)映體的量的絕對(duì)值，然后除以二者之和，記為d.e.）Michael加成是碳-碳不飽和鍵不對(duì)稱(chēng)合成的一個(gè)有力工具，但需要加入NaH，使用電化學(xué)方法將其改進(jìn)，在電極上可以直接生成活化的陰離子基，不需要再加入催化劑，使反應(yīng)條件變得溫和，環(huán)境友好，同時(shí)縮短了反應(yīng)時(shí)間。Feroci等人用此法合成了咔唑

5、-2-酮，當(dāng)R基為苯基時(shí)，化學(xué)產(chǎn)率為88%，同時(shí)達(dá)到非對(duì)映體過(guò)量為98%。Diels-Alder反應(yīng)時(shí)有機(jī)合成中最有用的方法之一，環(huán)加成產(chǎn)物可以得到幾乎100%d.e.,但是必須在底物上連接合適的手性基團(tuán)，這就增加了合成的難度和步驟。而用電化學(xué)方法則可以一步完成，且產(chǎn)率高。小結(jié)：電化學(xué)合成是一個(gè)與有機(jī)化學(xué)、電化學(xué)等學(xué)科相關(guān)的新興研究領(lǐng)域，近年來(lái)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。但由于它是一項(xiàng)涉及面廣，又較復(fù)雜的基礎(chǔ)研究，迄今為止，電化學(xué)合成的機(jī)理還不十分清楚，尤其關(guān)于分子層次的直接信息很少，許多研究還只局限于單個(gè)反應(yīng)的優(yōu)化和機(jī)理的探討，有的反應(yīng)產(chǎn)率也很不理想。但是，作為一種新的合成方法，

6、其操作簡(jiǎn)便、快捷、反應(yīng)清潔、環(huán)境友好以及電場(chǎng)條件下許多獨(dú)居的優(yōu)異性能，正越來(lái)越受到人們的關(guān)注。