当前位置：文档之家 › 逆合成分析法与合成路线设计

逆合成分析法与合成路线设计

  • 格式：ppt
  • 大小：3.06 MB
  • 文档页数：82

下载文档原格式

  / 82

合集下载

第5章 逆合成分析法

第5章 逆合成分析法

合成子是指分子中可由相应的操作生成该分子或用反向操作 使其降解的结构单元。
Example :
合成反应：
通俗地说，合成子是目标分子化学键切断后产生的假想的分 子碎片，可以是正离子、负离子或自由基，也可以是相应的反 应中的一个中间体，也可能是一种潜在的反应性，这些都有助 于确定合成路线该用的试剂。
3. 合成等效体（synthetic equivalent）
β-切断方式：
合成子
合成等效体
Example 3: 双烯合成产物的切断
合成子与合成 等效体相同
合成子与合成等效体关系：


合成子与合成等效体是两个不同的概念，但又相互联系。 合成子有 4 种不同类型：
受电子合成子（用a表示）：具有亲电性或接受电子的合成 子，如碳正离子合成子。 给电子合成子（用d表示）：具有亲核性或给出电子的合成 子，如碳负离子合成子。 自由基合成子（用r表示）。
2. 有机合成的基本要求
用简单、安全、环境友好、资源有效的步骤，快速、定量 地把价廉、易得的起始原料转化为目标分子。 有机合成没有固定的模式，它与化学家的智慧、经验、实 验技巧和装置密切相关，是一项极富挑战性和创造性的工作。 好的合成路线应该具有路线简捷、原料易得、产率高、成本低、 环境友好等特点。
O OCH3 O
由Clemmensen反应消除
5.2.4 重接 ( Reconnection )
重接的作用：
在逆合成分析中，为了达到成键、选择性控制等目的而 在分子内进行键的连接（而非切断）的操作。
重接的场合：
（1）对应于合成路线中的开环反应和碎裂化反应。
Example 1 5－苯基－5－氧代戊酸的合成
第 5章
逆合成分析与 合成路线设计
有机合成逆合成分析法与有机反应概览

有机合成逆合成分析法与有机反应概览

第42页/共67页
• 在非质子性极性溶剂中，亲核试剂亲核性的增 加比碱性增加显著
• 电荷的离域使亲核试剂碱性减弱的趋势大于亲 核性减弱，因此，丙二酸酯碳负离子的碱性和 亲核性均较EtO2CC(H)(R)-小，但亲核性与碱 性的比值前者较后者大
• 亲核试剂进攻原子与另一含有孤对电子的原子 相连（HOO-；NH2NH2），亲核性增强， HOO-＞ HO-
（1）一个原子提供两个电子作为共享电子（电 子对），即通过一个碳亲核体Nu和一个碳亲电体 （E）的离子型（极性）结合形成碳-碳
（C+ + C- C-C,大多数情况是Cδ+ + Cδ- C-C ） （2）每个碳原子贡献一个电子以形成共享的电子
对，也就是说通过两个自由基的结合形成C-C键。
第8页/共67页
n Pr H C
Ph OH
1.苯基丁醇的逆合成分析之二。C-H的切断
FGI n Pr H
C Ph OH
n Pr δ+ Ph + C
NaBH4
Oδ- 不能直接得到的原料
n Pr δ+ Ph C
Oδ-
Ph C+=O +
n-Pr-
试剂（ 酰氯） 格氏试剂
第22页/共67页
1.1.2.2 指导切断的指南
X
X
O
C
C
C
H
X
X
X= OR, -NHR, -SR, etc
CX
第33页/共67页
内酯具有桃香味，是香水的一种成分，其逆合成 分析可从内酯C-O键切断入手
O
HO COOH
O
O+ HOOC
第34页/共67页
按上述逆合成分析的合成路线为：
逆合成分析法与合成路线设计

逆合成分析法与合成路线设计

第 6 章 逆合成分析法与合成路线设计20世纪60年代，Corey 在总结前人和他自己成功合成多种复杂有机分子的基础上，提出了合成路线设计与逻辑推理方法。

创立了由合成目标逆推到合成用起始原料的方法—逆合成分析法。

该方法现在已成为合成有机化合物特别是对复杂分子的合成具有独特体系的有效方法。

6.1 逆合成分析法6.1.1 逆合成分析法概念有机合成是利用一种或数种结构简单的原料经一步或数步有机化学反应得到既定目标产物的过程，可表示如下：逆合成分析法是将合成目标经过多种逆合成操作转变成结构简单的前体，在将前体按同样方法进行简化，反复进行直到得出与市售原料结构相同为止，可表示如下：图6-1 多路线逆合成分析示意图1．合成子原料反应反应( 产物 )目标分子官能团转换另外的目标分子逆合成转变前体(合成子)逆合成转变前体的前体原料目 标 分 子A D EF BG HK JCO L M N多路线逆合成分析示意图Corey 的定义:合成子是指分子中可由相应的合成操作生成该分子或用反向操作使其降解的结构单元。

一个合成子可以大到接近整个分子，也可以小到只含一个氢原子。

分子的合成子数量和种类越多，问题就越复杂。

例如：在这些结构单元中，只有(d)和(e)是有效的，叫有效合成子。

因为(d)可以修饰为C 6H 5COC-HCOOCH 3，(e)可以修饰为 。

识别这些有效合成子特别重要，因其与分子骨架的形成有直接关系。

而识别的依据是有关合成的知识和反应，也就是说有效合成子的产生必须以某种合成的知识和反应为依据。

亲电体和亲核体相互作用可以形成碳-碳键、碳-杂键与环状结构等，从而建立起分子骨架。

例如：若将上述反应中的亲电体、亲核体提出来，反应简化为2CH 2COOCH 3C 6H 5COCHCOOCH 3(a) C 6H 5 (b) C 6H 5CO (c) COOCH 3 (d) C 6H 5COCHCOOCH 3 (g) OCH 3CH 3OCOCH 2CH 23(e) CH 2CH 2COOCH 3(f)C M +CX CC+MX+C MgX OCC OHCOOEtC OEt OOCOOEtC +CCC：C OC +C O ：C O OCH 2CH 2COOCH 3再将上述式子反向，便得到将目标分子简化为亲电体、亲核体基本结构单元的方法，从而也就产生了相应的合成子。

第一章 合成设计原理(white)讲解

第一章 合成设计原理(white)讲解


有机合成设计（第一章）
17
2．确定实用的路线
将按上法推出的各种可能的路线，进行比较和试用。若客观条 件不便实施，则应当放弃，再重新另推，直到得以切实可行的 实用路线为止。
第二步，合成(synthesis) 加上具体条件，以制订〔书写)切实可行的合成路线。
1. 确定反应的具体条件
完成各步反应的具体条件，如，酸、碱环境，溶剂，温度， 压力，光照或加催化剂，反应时间等等。选择的反应条件，要 尽量避免高温、高压、超低温、有毒或昂贵的试剂和溶剂。
1. 容易得到
有机合成设计（第一章）
14
如：某工厂欲上一个新产品，请求设计一条合成路线。
若所用原料需要从边远省份收购，或需从国外进口，就很难组 织生产。而且，即使原料组织过来，成本也会很高，造成产品价 格可能很高，对外销售就无竞争力。所以，就条路线本身而言， 再简单也不能被采用。
若设计出来的合成路线，原料能就地取材，就可大大节省运 费和很多环节的费用，从而降低了成本，其产品就可能有竞争 力。就是路线稍长几步，也是可取的。
又如，Willstatter路线合成颠茄酮：
有机合成设计（第一章）
10
3、骨架变而官能团不变 如，用重氮甲烷与羰基的反应，可进行环的扩环反应
也可以：
有机合成设计（第一章）
11
4、骨架与官能团均变
在复杂分子的合成中，常常用到这样的方法技巧，在变化碳骨 架的同时，把官能团也变化成所需要者。如： Robinsen路线合 成颠茄酮：
将四条路线，可汇集起来，组成一个“合成树”。
有机合成设计（第一章）
24
合成树
合成树： 将TM所有可能的合成路线连同所得的中间体汇成图，
即为合成树。
有机化学逆合成分析

有机化学逆合成分析


试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
说明:
反应的应用
O
HO
CH2COOC2H5
+ BrCH2COOC2H5
(1) Zn/苯
(2) H2O
CO
H
Ph
+
O
Br
OC2H5
OC2H5
O
Ph
HO
OC2H5
O
Ph
(1) Zn/苯
(2) H2O
H+, △
α,β-不饱和羰基化合物的拆开
本节主要讨论问题： 合成α,β-不饱和醛或酮的反应 α,β—不饱和羰基化合物的拆开通式 逆合成分析举例
例３ 试设计以下化合物的合成路线
合成：
例４试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
例５试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成： 例 6 试设计以下化合物的合成路线
分析：
合成：
α-羟基酮的拆开 方法一： 例1试设计以下化合物的合成路线 分析： 合成：
例2 试设计以下化合物的合成路线 分析： 合成：
丙二酸酯参与Knoevenagel的反应 芳香醛和丙二酸酯反应: 脂肪醛和丙二酸酯反应则生成混合产物:
C 制备各种肉桂酸酯 氰乙酸参与的Knoevenagel的反应
例1. 芳醛与氰乙酸酯 例2. 脂肪醛和氰乙酸酯生成混合产物
例3 酮与氰乙酸间发生的缩合反应 例4 其他活泼亚甲基的化合物参与的反应
第五节 1,5—二羰基化合物的拆开 一、迈克尔加成反应 通式：
有机合成设计逆合成分析

有机合成设计逆合成分析


a-合成子
合成等效剂（synthetic equivalent，SE）：指能起 合成子作用的试剂。
eg: C2H5-的SE是C2H5MgX，C2H5Li etc;
+
C 6H 5 C OH
O
C3H
C 6H 5 C C3H
b. 逆向切断、逆向连接及逆向重排
逆向切断（Antithetical Disconnection）：通过切断 化学键，把TM分子骨架切割成不同性质的合成子，称 逆向切断，用一条曲线表示。
eg.
O
OH
仅是官能团种类的变换， ? 而位置不变。
逆向官能团添加(Antithetical Functional Group Addition, FGA)
eg.
O
O
COOH O
逆向官能团除去(Antithetical Functional Group Removal，
FGR）
eg. CH3
CH3
eg . C3H O
H 3 CC CC3H C3H
C3H C3H H 3 CC CC3H
O H O H
C. 逆向官能团变换
在不改变目标分子基本骨架的前提下，变换官能团 的性质或位置。一般包括下列三种变换：
逆向官能团互换（Antithetical Functional Group Interconvertion，FGI）
e g . C2 C O HH H 2 C O O C 2 H C 5H H △ +
O
C3 C HC HH O-H C
其中最重要的是骨架由小到大的变化
2、逆向合成法中常用术语
a.合成子与合成等效剂 合成子（Synthon）：指在逆向合成法中，通过切断 （ disconnection ）化学键而拆开TM分子后，得到的各 个组成结构单元。
第七章、有机化合物的逆合成路线

第七章、有机化合物的逆合成路线

(1) Mg _ Hg (2) H O 3
+
OCOCH3 HO OH
CH3COO
O C C2H5
O
CH3COCl - H O, 2
TM
O
O CHO
O
O
分析：
+
O Ph
O
MgBr
O
Ph
O
Ph
O
Ph
O +
O Ph
O
(EtO)2P
O
O (EtO)2P
O
O NaOH (EtO)2P _
O (yilide)
+
O
CH(COOEt)2
O _ COOEt (1) OH , H2O TM (2) H3O+, COOEt
合成：
EtONa
CH CHCH3
CHO
分析：
_ CH3CH (ylide) +
CHO + OH OH O
合成： 2
Mg_Hg O H3O + OH OH
Al2O3
CHO
CHO _ + Ph3PCHCH3
合成：
(EtO)3P + Br
O
P hCH2 O O
O CHO
O
H2O
O Ph O
_ OH
TM
O
Ph
Ph
COOH
分析：
CH2X + CH2
COOEt COOEt +
COOEt
合成：
COOEt +
COOEt Na , EtOH
CH2OH PBr3
Br
CH(COOEt)2 EtONa
课件2：3.4.2逆合成分析法

课件2：3.4.2逆合成分析法


归纳总结
• 目标分子的碳架特征，以及官能架的构建，以及挂能团引入和
设计
转化
• 以绿色合成思想为指导 优选
当堂检测
1．乙烯是一种重要的化工原料，以乙烯为原料衍生出 部分化工产品的反应如下(部分反应条件已略去)：
请回答下列问题： (1)A的化学名称是___乙__醇_____。 (2)B和A反应生成C的化学方程式为
H2O
本节内容结束
更多精彩内容请登录：
的直接或间接的中间体，逐步推向已知原料
目标化 合物
中间体
基础原 料
逆向合成分析法又称逆推法，其特点是从产物出发，由 后向前推，先找出产物的前一步原料（中间体），并同 样找出它的前一步原料，如此继续直至到达简单的初始 原料为止。
艾里亚斯·詹姆斯·科里提出了系统化 的逆合成概念，将合成线路设计变 成了一门严格思维逻辑科学，借助 计算机辅助有机合成
一、有机合成路线的设计 (1)设计有机合成路线时，首先要正确判断需合成的有机
物的类别，它含有哪些官能团，与哪些知识信息有关。 (2)其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可
能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的 引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽 快找出合成目标化合物的关键。 (3)最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加 以综合比较，选择最佳的合成方案。
C__H_3_C_O__O_H__＋__C_H__3_C_H__2O__H__⇌__C__H_3_C_O__O_C__H_2_C_H__3_＋__H_2_O__ 该反应的类型为__酯__化__(_取__代__)反__应____。 (3)D为环状化合物，其结构简式为__________________。 (4)F的结构简式为_____________________。 (5)D的同分异构体的结构简式为____C__H_3_C_H__O______。
逆合成分析与合成路线设计

逆合成分析与合成路线设计


Me
+ Me
MeMgI
OH
Me O FGI
OH Me Me
+
O Me Me
MgBr
FGI
Me MeMgI
Me
a'
a'
+ OH
CHO
OH b' b'
CH3COH
+
CH3CHO MgBr
Br FGI
OH
disb的逆合成路线比disa短，原料易得，相应合成路线为：
OH
NaBr H2SO4
Br
Mg, Et2O
CC
C： + O C
C CO
O C
COOEt
O COOEt
• 反应左边分别是亲电体和亲核体的基本结构单元， 也是相应右边物质的合成子。
1-1-2 等价试剂
与合成子相应的化合物或能够起合成子作用的化合物称 为等价试剂。
常见合成子及相应的试剂或合成等效体(一)
合成子
R+ R+C=O R+CHOH H2+COH
O (CH3)2CHCH2CCH2CH2CH(CH3)2
⑦逆合成分析法的一般策略--利用分子的对称性进行切断 利用分子的对称因素可使逆合成分析事半功倍。
O
Me
O
HN NH
O Me O
番木瓜碱
HO
2
Me
N H
(CH2)7COOH
番木瓜酸
二. 合成路线设计
• 对目标分子进行逆合成分析，可能提供一种或几种目标分 子的合成路线，选择最优路线合成目标分子的过程成为合成 路线设计。
O
CH3COCH2COOEt CH2(COOEt)2
第五章 逆向合成分析法与有机合成设计 PPT课件

第五章 逆向合成分析法与有机合成设计 PPT课件

条件：1）是一个成熟反应的逆过程。 2）原料易得。
切断点选择：官能团，如杂原子、羰基、 羟基、 双键、苯环
Example: Cl
Cl
+ Cl2 AlCl3
Cl + HCl
合成子（synthon）：切断时得到的概念性碎片
合成等价物：能起合成子作用的试剂。
合成子的分类
受电子合成子（a以代表）：具有亲电性或接 受电子的合成子（acceptor synthon），如碳正 离子合成子。
+
O + HC CH O
３、１，２－二醇的切断
１，２－二醇最好的方法是将烯烃用如 OsO4 KMnO4等进行羟基化反应。
烯烃可以用wittig反应制得。
OH OH FGR
Wittig 反应
例１
OH
OH
Ph FGR
Ph
例２
H
H
H O
CO2CH3
HO
FGI
O Ph3P
+
Ph
CO2CH3 FGR
O H H H
HCO2CH2CH3 +
R CN C
H OH
NaOH H3+O
OH
R
CO2H
CN- + CO2H
CHO 1,3-二羰基
CO2H Br
+ CH2COOH
合成路线
(1)CH3CH2O-Na
CO2C2H5(2)
Br
CO2C2H5 (3) H3O+,加热
CHO CO2C2H5
(1)CN(2)水解
CH3CH2O-Na CO2C2H5 HCO2C2H5
+
O CH3COCH2CH3
课件3：3.4.2逆合成分析法

课件3：3.4.2逆合成分析法

呈现出一些特殊现象，这是有机化学推断的重要依据之一。 ①能使溴水褪色的有机物通常含有碳碳双键(C══C)、碳
碳三键(C≡C)或醛基(—CHO) ②能使高锰酸钾酸性溶液褪色的有机物通常含有碳碳双键
(C══C)、碳碳三键(C≡C)、醛基(—CHO)或是苯的同系物 ③能发生加成反应的有机物通常含碳碳双键(C══C)、碳碳
④当反应条件为稀酸并加热时，通常为酯或淀粉的水解反 应
⑤当反应条件为催化剂并有氧气时，通常是醇氧化为醛或 醛氧化为酸
⑥当反应条件为催化剂存在下的加氢反应肘，通常为碳碳 双键、碳碳三键、苯环或醛基的加成反应
⑦当反应条件为光照且与卤素反应时，通常是卤素单质与 烷烃或苯环烷烃基取代基上的氢的取代反应，而当条件为 存在催化剂且与卤素反应时，通常为苯环上的氢原子直接 被取代
O C—OC2H2 C—OC2H2 O
O C—OH C—OH O2C2H5OH(2)羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中间体应该是乙二
醇。
O
C—OH
CH2—OH
C—OH
CH2—OH
O (3)乙二醇的前一步中间体是1，2-二氯乙烷，1，2-二氯乙
烷可通过乙烯的加成反应而得到
CH2—OH
CH2—Cl
三键(C≡C)、醛基或苯环，其中醛基和苯环只能与氢气加成
④能发生银镜反应或能与新制备的Cu(OH)2悬浊液反应 的有机物含有醛基(—CHO) ⑤能与钠反应放出氢气的有机物必含羟基或羧基； ⑥能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2或使石蕊试 液变红的有机物必含羧基； ⑦能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃； ⑧能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、糖或蛋白质；
（C6H8O4Cl2），由此推断甲的结构简式为（ A ）

第7章逆合成分析法与合成路线设计


7.1.1 逆合成分析法概念
1．合成子
C M+ X C
C MgX + O
O C
OEt COOEt
C C + MX
C C OH O
COOEt
7.1 逆合成分析法
7.1.1 逆合成分析法概念
1．合成子
C：+ C C： + O C
CC C CO
O C
COOEt
O COOEt
7.1 逆合成分析法
7.1.1 逆合成分析法概念
CH2CH2COOCH3
(e) CH2CH2COOCH3
(f) CH3OCOCH2 (g) OCH3 CH2 CHCOOCH3
在这些结构单元中，只有(d)和(e)是有效的，叫有效合成子。因为(d)可以
修饰为C6H5COC-HCOOCH3，(e)可以修饰为 。
CH2
CH2COOCH3
7.1 逆合成分析法
逆向合成分析过程图
合成子：在切断时所 得出的概念性的分子 碎片，通常是个离子
6
7.1 逆合成分析法
7.1.1 逆合成分析法概念
反应
反应
原料
中间物
目标分子 ( 产物 )
官能团转换
目标分子
逆合成转变
另外的目标分子
逆合成转变
前体的前体
原料
前体(合成子)
目标分子
A
B
CO
D E
F GJ K L
H
M
N
多路线逆合成分析示意图
X
1
C
2
C
3
C
C4
C5
C
FG
X=杂原子 FG=官能团

第四章 化合物逆合成分析及合成路线设计

第四章化合物逆合成分析及合成路线设计第一节绪论1.1 逆合成分析方法简介自1828年德国化学家F.Wöhler首次人工合成了尿素，到二十世纪中后期Woodward成功合成了奎宁【1】，头疱菌素C【2】和维生素B12【3】。

1989年Kishi教授完成了岩沙海葵毒素羧酸的全合成【4】。

这是至今为止通过全合成获得的具有最大相对分子质量，最多手性中心的次生代谢产物，堪称是有机合成历史上最大的工程之一。

二十世纪六十年代后，合成化学家开始总结其中的规律，用逻辑推理的方法探讨合成中的战略战术问题。

其中影响最大的是E.J.Corey提出并由此发展起来的“合成元”（synthon），逆合成分析（retrosynthesis or antisynthesis）从此形成了当今有机合成中被广泛接受的设计方法论。

假如：只知道含氮杂环化合物（1），米格列萘钙（2）和环酯肽（3）的结构如下图，如何根据他们的结构特点，采用逆合成分析的方法来设计它们的合成路线呢？图1-1米格列萘钙等化合物的结构由含氮杂环化合物（1）的结构不难发现它是一环内烯胺，可以通过分子内的胺与羰基的缩合形成，因此就可以通过切断C-N键而得到片段1：酮胺化合物；又考虑到有机胺是可以通过腈的还原得到，那么片段1就可以倒退到片段2；CN-的迈克尔加成可以生成有机腈，所以切断腈基就得到了α,β-不饱和的羰基化合物；由于分子内的羟醛缩合能生成α,β-不饱和的羰基化合物，所以从双键处切断就得到了1,6-二羰基化合物；根据环己烯类衍生物氧化开环可生成1,6-二羰基化合物，所以反推至稠环环己烯；众所周知醇脱水成烯，可倒推至醇；格试剂对酮的亲核加成生成醇，切掉甲基而为酮；芳烃的催化加氢可得到饱和环烷烃而倒推至芳酮；切断芳酰键得到芳羧酸；通过功能团互换得到酮酸；再切断芳酰键就得到了原料苯和丁二酸酐。

因此就得到了一条含氮杂环化合物（1）的合成路线（如图2，3所示）【7】。

“逆合成分析法在设计合成路线流程图中的应用”课堂实录与感悟


老师：刚才学生乙分析得不错。我们把他的思路
再来理顺一下（见 PPT3）。先观察目标产物，找到乙
醇的“影子”，想到在酯基处拆分（见小箭头的指向）。
CH2COOH
拆分后得到
和乙醇。
PPT3：思路分析：
（5）苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计
合理的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成苯乙酸乙酯 CH2COOCH2CH3（用合成路线流程图表示，并注明反应
CHO
处拆分为
CH2COOH
和乙醇，然后考虑将
如何转

化为
？
老师：如何实现这个转化？
CHO
学 生 乙 ：我 是 想 到 将
CH2OH
CH2OH
与 H2 反 应 先 转 化 为
CH2Br
，然后将
与 HBr 反应转化为
。但
CH2Br
CH2COOH
怎样转化为
？我还没有想通。
老师：有没有其他同学要进行补充？
学生：……
性，尤其在二轮复习时。现将此以课堂实录的形式作一整理，供大家参考和借鉴。
关键词：观察；拆分；转化；阅读；整理；显性信息；蕴含信息
文章编号：1008-0546（2019）03-0031-05
中图分类号：G632.41
文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.03.009
PPT2：树状流程图参考答案
— 31 —
·课堂教学研究·
链状流程图参考答案：
教学环节 3：初步形成逆合成分析的一般思路和 方法
老师：通过对这道题的分析，我们可以初步提炼 出逆合成分析法的一般思路和方法。
逆合成分析的一般思路：从产物分子开始，逆向 转化，逐级向原料分子逼近。

第4章 逆合成分析法与有机合成设计

O 2 R CH2C R' OH H+或 OHR CH2C R' CH R O C R' -H2O R CH2C R' C R O C R'
O
CHO
CH3 NaOH CH3 H2O-C2H5OH
CH
O CH C C
+
CH3 CH3
CH3C C
5） 1,2-二羰基化合物 6） 1,3-二羰基化合物 7） 1,4－二羰基化合物 丙酮基丙酮是最简单的1，4-二酮，由下列它的合成法中可以 体会出1，4-二酮应该怎样来拆开： O O O O CH2CCH3 [ CH3CCHCO2C2H5 ] Na + BrCH2CCH3 CH3C CHCO2C2H5
9）1，6 －二羰基化合物
那就是使用一个所谓的“切断”，而这个“切断” 实际上是把两个羰基连结起来：因为环已烯衍生物可以 用 Diels -Alder反应制得，所以我们很容易制取范围广 泛的各类1,6－二羰基化合物。
R O O R'
R R'
这样的反应可用臭氧或它的等价物来完成。
O Ph CO2H
4.2.1 合成子与等价试剂 合成子 (synson) 也称合成元：是指分子中可由相应的合成操作生成 该分子或用反向操作使其降解的结构单元。通常称带负电的为给予合成 子 (donor synthon) ，简称 d 合成子；称带正电的为接受合成子 (acceptor synthon)，简称a合成子。 等价试剂：由于大多数合成子不太稳定，常常需要把它转化为相应 的试剂后再使用，与合成子相对应的或能起合成子作用的化合物称为等 价试剂或合成等效剂。 极性转换：witting、格氏试剂
2－乙酰－3－甲基氧代戊酸乙酯的合成路线：

第八章 逆合成分析法与合成路线设计


18
理学院化学系
有机合成化学
CH3 Ph CH CO2Et O
例1
CH3 O + ClCH2CO2Et Ph NaOH, H2O 酸化 Rearr
NaNH2
CH3 Ph CH O
Me3COK Ph H O Ph CO2Et
例2
Ph
H
Cl O + Ph CH CO2Et
1) 皂化 2) 酸化 3) Rearr O Ph CH2 Ph
例36 设计
O Ph CO2Et N Ph O
有机合成化学
的合成路线。
(1，4-二苯基-2，6-二氧代哌啶-3-羧酸乙酯)
15
理学院化学系
例37 设计
O
有机合成化学
的合成路线。
+ O
CO2Et O
CH2N(CH3)3IO
16
理学院化学系
（2）合成
H + HCHO + HN(CH3)2 O CO2Et CO2Et O NaOH, H2O O O CH3I, 微热
NH
等。
20
理学院化学系
例43 合成
分析：Βιβλιοθήκη 有机合成化学合成：
21
理学院化学系
有机合成化学
C．伯奇（A.J.Birch）还原反应在有机合成中的应用 （a）反应简述 重要记住哦！！！ 芳香族化合物在液氨与己醇（或异丙醇或二级丁醇）用钠（或钾、 锂）还原成非共轭的环己烯（1，4-环己二烯）及其衍生物的反应。 称为Birch反应。 给电子基团一般使伯奇 4
COOCH3 COOCH3
反-环己烯-4,5-二甲酸二甲酯
40
理学院化学系
D-A反应中取代基影响和邻对位加成规律

第五章 逆向合成分析法与有机合成设计

--官能团互变（FGI）
FGI + OAC OH O MgBr
官能团转化的实例 (二)
--官能团引入（FGA）
O Diels-Alder O + O O Roinson 环化 + O O O
FG
FG A
A
官能团转化的实例 (三) --官能团消除（FGR）
O OH FGR O
逆合成切断指南
对一般的合成目标分子，有机合成化学家 从合成实践中已总结了若干规律。
2O OH OHO Nhomakorabea重要化合物的切断分析
醇的切断


醇的羟基是合成中关键官能团（主要方法：格氏试剂 与醛酮反应 醇是连接烃类化合物如烯烃、炔烃、卤代烃等与醛、 酮、羧酸以及衍生物等羰基化合物的桥梁
RX 卤代烃 PX3或HX 醚 ROR' 醇 ROH 烯alkene 消除反应 氧化 R'CHO 醛酮
O
O
醛酮缩合
CO2C2H5
OH CO2C2H5
β－羟基羰基化合物的切断

β－羟基羰基化合物可用羟醛缩合反应来制备：
+
OH H 3C C CH3 CH3
CH3COCH3
H
-H+ OH H 3C C
OH H3C C CH2
H3C
C CH2 + H3C C OH OH
C CH(CH3)2 H2 OH -H+

常见的C-X键官能团
HC X O X X X (X = OR, NHR, SR ...) X

下面的内酯目标物具有桃香味，是一种香水的成分， 其逆合成分析可以从内酯C-O键的切断入手。
O
O
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1)在不同部位将分子切断
6.1.2 逆合成分析法
O O O O disb O O b disa a O O CH2 O O
O Br
+
+
烷基溴
路线(a)
+
O O O Cl
+
O 苯环被活化
酰氯比烷基卤活泼
路线(b)
6.1
逆合成分析法
1.逆合成分析法的一般策略
1)在不同部位将分子切断
6.1.2 逆合成分析法
Corey的定义:合成子是指分子中可由相应的合成操作生成该分子或用反向操 作使其降解的结构单元。
C6H5COCHCOOCH3 CH2CH2COOCH3
(a) C6H5
(b) C6H5CO
(c) COOCH3
(d) C6H5COCHCOOCH3
(e) CH2CH2COOCH3
(f) CH3OCOCH2 (g) OCH3 CH2 CHCOOCH3
【例 7】 对
CH3
CH3 CH3
FGI
分析
CH3 CH3
FGA
CH3 O CH3
dis
CH3 O + CH3I CH3
CH3
CH3
CH3
CH3 + CH3
CH3 + CH3 CH3 O CH3
还原
O O O
dis
CH3
COOH
FGA
CH3 H COOH
CH3 O
CH3
ห้องสมุดไป่ตู้
O O O
无水AlCl3
CH3 O
6.1
逆合成分析法
1．合成子
6.1.1 逆合成分析法概念
C： + C
C
C
C： +
O C
C
C O
O C COOEt
O COOEt
6.1
逆合成分析法
1．合成子
6.1.1 逆合成分析法概念
亲电体 目标分子 亲核体
带 负 电
给予合成子 (donor synthon) 简称为d合成子
带 正 电
接受合成子 (acceptor synthon ) a合成子
6.1
逆合成分析法
6.1.1 逆合成分析法概念
2．逆合成转变
逆 合 成 切 断
6.1
逆合成分析法
2．逆合成转变
6.1.1 逆合成分析法概念
逆合成连接
6.1
逆合成分析法
2．逆合成转变
6.1.1 逆合成分析法概念
逆 合 成 转 换
6.1
逆合成分析法
2．逆合成转变
6.1.1 逆合成分析法概念
2-丁醇的两种切断
Cl
Cl2 FeCl3 Cl2 PCl3
Cl
SbF3
Cl
HNO3 O N 2 H2SO4
Cl NO2 CF3
CH3
CH3
CCl3
CF3
N(CH2CH2CH3)2 HN(CH2CH2CH3)2 O2N CF3 NO2
N(CH2CH2CH3)2 O 2N CF3 NO2
FGI
Cl O2N NO2 dis
第 6 章 逆合成分析法与合成路线设计
20世纪60年代，Corey在总 结前人和他自己成功合成多种
复杂有机分子的基础上，提出
了合成路线设计及逻辑推理方 法。创立了由合成目标逆推到 合成用起始原料的方法 — 逆合 成分析法。该方法现在已成为 合成有机化合物特别是对复杂 分子的合成具有独特体系的有 效方法。
_
Ph Ph OH OH Ph
OH
H2O
Ph +
Ph
Ph
OH
Ph _ H O 2
Ph (无 生成)
Ph OH O + BrMg Ph
Br
Ph
① Mg, Et2O, ② Me2CO ③ H2O
Ph _H2O OH
Ph
6.1
逆合成分析法
1.逆合成分析法的一般策略
3)加入基团帮助切断
6.1.2 逆合成分析法
4)在杂原子两侧切断
6.1.2 逆合成分析法
碳原子与杂原子形成的键是极性共价键，一般可由亲电体和亲核体之间的反应 形成，对分子框架的建立及官能团的引入也可起指导作用，所以目标分子中有 杂原子时，可考虑选用这一策略。
【例11】 对
O CH2CH2CH2CH CH2 分析
OH O CH2CH2CH2CH CH2
6.1
逆合成分析法
6.1.1 逆合成分析法概念
原料
反应
中间物
反应
目标分子 ( 产物 )
目标分子
逆合成转变
官能团转换
逆合成转变
另外的目标分子 前体的前体 原料
前体(合成子)
目 标 分 子 A D E F H B GJ K L M C O N
多路线逆合成分析示意图
6.1
逆合成分析法
1．合成子
6.1.1 逆合成分析法概念
合成子简称 d0 d1 d2 a0 a1 a2
PMe 2
合成子 CH3SΘ
等价试剂 CH3SH KCN CH3NO2
官能团 -CN
CH3COOEt
Me2PCl Me2CO
-COOEt
-PMe2
a3
6.1
逆合成分析法
1．合成子
6.1.1 逆合成分析法概念
a和d合成子转换
6.1
逆合成分析法
1．合成子
2HCHO HO
HO
H2, Pd/C HO BaSO4 HO
6.1
逆合成分析法
1.逆合成分析法的一般策略
4)在杂原子两侧切断
CH3
6.1.2 逆合成分析法
【例13】 对
OCH2CHCH3 HCl CH3 NH2
分析
CH3 CH3 CH2CHCH3 OH OH + CH2 CHCH3 O CH3 CH3 O CH3 NOH CH2CCH3 O
Na, EtOH or LiAlH4
CH3 CH2CCH3 O
NH2OH
OCH2CCH3 CH3 NOH
O CH3
CH2CHCH3 NH2
此法较成熟，但氯丙酮为催泪剂，操作不方便。 方法二
CH3 OH + CH2 CHCH3 O CH3 O CH3
NNa O
CH3 O CH3 CHCH3 N O CH2CHCH3 OH
W-K还原
CH3
H3PO4
CH3
CH3I Me3CO
CH3
CO2H
CH3 CH3
CO2H
CH3 O CH3
Pd/C 110 o C 2h
CH3 OH CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
6.1
逆合成分析法
1.逆合成分析法的一般策略
3)加入基团帮助切断
Ph
Ph
6.1.2 逆合成分析法
【例 8】 对 分析
【例 9】对
H3C N O 分析
CO2Et H3C N O H3C N O H3C N CO2Et CO2Et
CH3NH2 +
CO2Et CO2Et
6.1
逆合成分析法
1.逆合成分析法的一般策略
3)加入基团帮助切断
6.1.2 逆合成分析法
OH
【例 10】 对
R
R' OH
分析
6.1
逆合成分析法
1.逆合成分析法的一般策略
+
Cl C O
6.1
逆合成分析法
1.逆合成分析法的一般策略
5)围绕官能团处切断
6.1.2 逆合成分析法
C
C Cl O Zn-Hg 浓盐酸 CH3COCl AlCl3
O
①NaBH4 ②PBr3
Br
O COOH
①Mg, Et2O ②CO2 ③H2O
6.1
逆合成分析法
1.逆合成分析法的一般策略
5)围绕官能团处切断
OH
分析
OH
CH3CHCH2CH2OH OH
CH3CH OH
CH2CHO
CH3CH + CH2CHO
CH3CHO + CH3CHO
CH3 CH3
【例 5】对 H3C C C
CH3 O
分析
6.1
逆合成分析法
1.逆合成分析法的一般策略
2)在逆合成转变中将分子切断
6.1.2 逆合成分析法
O
OH OH
2
O
6.1.1 逆合成分析法概念
和e合成子
6.1
逆合成分析法
2．逆合成转变
6.1.1 逆合成分析法概念
逆合成转变是产生合成子的基本方法。这一方法是将目标分子通过一系列 转变操作加以简化，每一步逆合成转变都要求分子中存在一种关键性的子 结构单元，只有这种结构单元存在或可以产生这种子结构时，才能有效地 使分子简化，Corey将这种结构称为逆合成子(retron)。
6.1
逆合成分析法
1．合成子
6.1.1 逆合成分析法概念
与合成子相应的化合物或能起合成子作用的化合物称为等价试剂。依照官能团 和活性碳原子的相对位置将合成子进行编号分类。
X C
1 2 3 4 5
C
C
C
C
C
X=杂原子 FG=官能团
FG
如果官能团本身的碳原子C1具有活性，则该试剂为a1或d1合成子，如 果-碳原子C2是反应中心，我们称它为a2或d2合成子。如果-碳原子 C3是反应部位，则相应地称为a3或d3合成子等等。官能团中电负性的 杂原子也能与电子接受体合成子形成共价键，这种情况称为d0合成子。 没有官能团的烷基合成子称为烷基化合成子。