《合成路线的选择》PPT课件

《《合成路线的选择》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、合成路线设计与合成方法第2章1本章内容2.1概述2.2合成子与逆向合成法2.3分子设计和分子工程2.4组合化学合成22.1.1、合成路线设计的意义合成路线设计主要是指从理论上讨论分析如何设计合成路线以及合成的策略技巧。合成路线是合成工作者为待合成的目标化合物所拟定的合成方案。20世纪70年代后，合成化学家们开始总结合成的规律和合成设计等问题。较早提出合成路线设计问题的是美国哈佛大学的科里（Corey）教授（获1990年诺贝尔化学奖），他在1964年提出“合成子法”（synthonapproach），得到化学界的广泛重视。国内外关于合成战略的讨论虽然只有30多年的历史，但发展很快

2、，并取得了很大成绩，如今已发展到利用计算机辅助设计合成路线。对于无机化合物和材料的合成来说，现代合成设计的重点是分子设计和分子工程的应用。2.1概述32.1.2、合成路线设计的基本方法（1）原料决定在药物、农药等的研究工作中，往往需要制备一系列的同系物或合成一系列类似物（只改变分子结构中的某一部分），以便从中筛选出效果最佳的化合物并保留药物的有效基本结构。进行这种类型的合成工作时，往往是确定了合成目标以后，原料是否容易得到对合成工作起着主要作用。起始原料反应目标分子4（2）反应决定有些情况下，在实验室的基础研究工作中会发现一些预料之外的化学反应，或反应产物。这些产物的结构很特殊

3、而又与某种天然有机物的结构相似，因此往往以这个产生特定结构的反应出发，找寻具有相似结构特点的有意义的目标分子，然后再确定适当的起始原料，从而确定整个合成路线。反应目标分子起始原料5（3）目标分子决定该方法也即反向合成分析。这是经常采用并已发展成为有一定规律可循的逻辑推理的思维方法。62.1.3、合成路线的评价①合理的反应机理即从单元反应来分析应该是可行的，其组合能够达到合成所需化合物的目的。②合成效率高即力求减少副反应以提高产品的收率。③合成路线简捷反应步骤的长短直接关系到合成路线的经济性。一个每步产率为90%的十步合成，全过程的总产率仅为35%；而五步合成，则总产率可提高为5

4、9%，若合成步骤仅三步时，其总收率就升高为73%。因而就尽可能采用短的合成路线。④原料、试剂等来源丰富，毒性小，能耗低。⑤温和的反应条件，操作简便安全。⑥尽可能符合绿色合成的原则。72.2合成子与逆向合成法碳链的构筑和碳环的形成是有机化合物合成过程中最基本的任务。一是利用碳负离子或带有较高负电荷密度的碳中心试剂（亲核试剂，电子给予体，donor）与碳正离子或带有正电荷密度的碳中心试剂（亲电试剂，电子接受体，acceptor）的结合。8二是利用碳中心自由基的偶合反应。9三是利用周环反应来形成碳环。102.2.1合成子的概念合成子是分子内在的、与合成操作有关的结构单元。合成子是目标

5、分子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。11合成乙烷自由基合成子，简称r-合成子。给电子的合成单元，被称作给电子合成子，简称d-合成子。CH3——CH3接受电子的合成单元，被称作受电子合成子，简称a-合成子。具有合成子功能的试剂被称为该合成子的合成等价体。122.2.2常见的a-合成子和d-合成子根据合成子内反应中心碳原子与相应官能团（FG）间的位置不同，a-合成子又可以细分为a0—an合成子，d-合成子分为d0—dn合成子。其中n值表示反应中心碳原子与相应官能团间的相对位置。a3：+C3-C2-C1-FGd3：-C3-C

6、2-C1-FG132.2.2.1d-合成子常见的d-合成子主要do、d1、d2和d3几种类型。烷基负离子可以看做是烷烃分子RH失去一个质子后形成的，但由于烷烃的酸性一般都非常弱，烷基负离子通常由相应的卤代烃与金属间发生金属-卤素交换反应来制备的。与此类似，烯基负离子和芳基负离子也可以由同样的反应制备得到。14末端炔烃的酸性较强(pKa≈22)，其负离子可以由炔烃与强碱，如NaNH2、RLi和RMgX等直接反应得到。一些连有强拉电子取代基的甲基或亚甲基化合物，因-H具有较强的酸性，在强碱作用下易失去一个质子形成稳定的一合成子。常用的合成等价体有：CH3NO2、CH3SOCH3、

7、CH3SO2CH3、HCN、R3SiCH2CI、Ph3P+-CH2RX-、硫叶立德试剂和硫代缩醛等。15一些连有醛基、酮基、酯基和氰基的甲基或亚甲基化合物，因C—H具有相当强的酸性，在强碱作用下易失去一个质子形成稳定的d2-合成子。常用的合成等价体有：RCH2CHO、RCH2COPh、RCH2CO2Et、CH2(CO2Et)、CH3COCH2CO2Et和CH2(CN)2常用的强碱主要有：叔丁醇钾(pKa≈20)、二异丙基酰胺锂(LDA，pKa≈40]、丁基锂(pKa>40]、氢氧化钠(pKa