有机合成第一章逆合成分析法与有机反应概览

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1、有机合成主讲人：南光明第一章逆合成分析法与有机反应概览主要内容：一、切断与逆合成分析法二、试剂的反应性与基础有机反应概览1.1切断与逆合成分析法有机合成是以有机反应为工具，从简单分子合成复杂分子的全过程。大多数情况下，需要多步反应才能合成目标分子。完美的合成反应是：用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的步骤，快速定量的把价廉，易得的起始原料转化为目标分子。1.1.1逆合成分析法逆合成分析法（反向合成法）：是有机合成路线设计最简单、最基本的方法,是产物到原料的合成分析方法（符号）。合成路线：是从原料开始，按一定的顺序，进行一系列的反应，最后得到指定结构产物（符号

2、）EliasJamesCoreycoinedtheterm“retrosyntheticanalysis.”HewasborninMassachusettsin1928andisaprofessorofchemistryatHarvardUniversity.HereceivedtheNobelPrizeinchemistryin1990forhiscontributiontosyntheticorganicchemistry.EliasJamesCorey“”反应物到产物，表示合成反应。“”表示逆推得到“分子碎片”，即，目标分子可从分子碎片合成，这些带电荷的分

3、子碎片称作合成子。例如：这一系列的反应过程通称为合成路线，然而，在设计合成路线时，就要反其道而行之，从产物开始，由后倒推，逐步回复，直至推出适当的原料为止（采用逆合成法）。例如：目标产物为乙醚的合成路线（采用逆合成法）合成路线：1.1.1.1切断与合成子切断是成键的逆过程：是对分子中的化学键进行切断（符号为波纹线）碳-碳键的形成-共享一对电子。形成的方式有两种方式，五种可能（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

4、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。见15页C-C单键的形成与切断合成子：是分子内在的，与合成操作有关的结构单元，是目标分子化学键断后产生的，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等。合成等效体：由于合成子是一些想象中的分子碎片，+/-要表示的只是其反应性，因此，在实际的合成中，须以能起相应作用（反应性）的试剂代之。若试剂要经过若干步转化才能得到合成子所示的反应性，则称之为合成等效体。切断原则：（1）优先思考骨架形成（2）得到稳定化的合成子为最好（对应于较稳定的试剂）（3）官能团的形成

5、例如：几种代表性分子的切断1.1.1.2官能团的转变（functionalgroupinterchanger-FGI）官能团的转变：在逆合成分析中，通过取代、加成、消去、氧化、还原等反应，把一个官能团转变成另一个官能团的操作。1.1.1.3官能团添加（FGDfunctionalgroupaddition）两种情况下需添加官能团：（1）当分子或分子中特定的位置不含官能团时-前一种情况涉及官能团的转化（2）当反应需要进行选择性控制时-合成时引入活化基或保护基1.1.1.4重接（reconnection）定义；指在逆合成分析中，为了达到成键、选择性控制等目的而在分子内

6、进行键的连接的操作(成环)。重接法对应于合成路线中的开环反应和碎裂化反应1.1.2逆合成分析步骤及指南1.1.2.1逆合成分析步骤有机合成的逆合成分析包括以下三个基本步骤：（1）根据分子的结构特点对某一化学键进行切断产生合成子（2）找出对应于合成子的试剂或合成等效体（3）按照逆合成分析写出合成路线及各步的反应条件例如：1-苯基丁醇的逆合成分析之一。Ph-C键的切断苯基丁醇的逆合成分析之二。C-H的切断试剂（酰氯）格氏试剂1.1.2.2指导切断的指南合理的切断原则应为导向最大程度的简化导向具有合理反应的合成子，以便找到相应的试剂或合成等效体相应于已知的合成反应充分

7、利用官能团的特征，以利用特殊的反应导向更简单，更易得的前体合理利用分子的内在对称性或潜在对称性合理利用C-杂原子键，易于形成的特点，对其进行切断通过共用原子法及在支链处切断，指导多环分子的切断例如：溴-3-甲基-2-丁烯的逆合成分析（烦琐的切断-不合理），分析一生成双键上取代基较多的产物分析二导向更简单，更易得的前体利用分子潜在对称性合成合成路线轻度镇静剂的合成：合成路线对C-杂原子键（C-X）进行切断（指南7）常见的含C-X键的官能团内酯具有桃香味，是香水的一种成分，其逆合成分析可从内酯C-O键切断入手按上述逆合成分析的合成路线为：1.2试剂的反应性与基础有

8、机反应概览由于切断和逆合