逆合成分析法课件.ppt

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1、有机合成化学逆合成分析法RetrosynthesisinOrganicChemistry1理想的合成：用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作，快速、定量的把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。合理的路线设计：逆合成分析法适当的实验技术第一节切断与逆合成分析法2有机合成，首要的任务都是设计合成路线。合成路线的设计是合成工作的第一步，也是最重要的一步。任何一条合成路线，只要能合成出所需产物，应该说都是合理的。但是同样被认为是合理的路线之间，却有着有效程度大小的差别。例如，1915年获得诺贝尔化学奖的Willstatter在1896年设计了一条颠茄酮的合成路线，经历21步：

2、34这条合成路线虽然每一步反应的产率都在80％以上，但是，由于步骤太多，路线太长，总的收率只有0.75％。21年后，R.Robinsen于1917年设计成第二条合成路线既合理又简单，仅用三步，总收率高达90％。合成的关键是巧用Mannich反应：5R.Robinsen的方法由此可见，首先必须要有一个好的思维路线，才能设计出一条好的合成路线。6RetrosynthesisAnalysisE.J.Corey7Synthesisofmethylmethacrylate89Synthesisof1,5-diphenylpentan-3-ol101112逆合成分析：在有机合成中，通过分析目标分子

3、原子或基团间的连接方式，在能够较为容易的重新键合的恰当地方“切断”原子间的键连，从而产生较为简单的分子片断。再用同样的方法分析分子片断，直至产生简单分子，从而分析得到目标分子的合成路线。由于复杂的有机分子存在大量的不同化学键，采用不同“切断”方法，可分析得到不同的合成路线和起始原料，对此进行优化即可得到相对合理的合成方法。这种采取逆合成分析法来设计合成路线可采取计算机辅助的方法。13逆合成分析法中，根据已知的反应，假想在较大的目标分子中将某些价键逐一打开，从而推导出合成它应使用的较小的“碎片”(fragments)－原料分子和试剂分子。对于目标大分子，决不能任意乱拆，因为每一个拆开键的

4、部位，应该是随后设计合成路线时连接的部位，如果拆开的部位选错，后续合成时就无法连接上。也就是说，正确的拆开法来自正确的合成法。所以，只有学会合，然后才会拆。或者说，掌握的合成反应越多，拆开各种结构的灵活性就越大。1415Synthesisof4,4-dimethyl-1,5-pentene-2-lactone16分子切断应该遵循的原则A.优先思考骨架的形成一般情况下，在设计合成路线时，目标分子通常是结构比较复杂的分子，合成的任务往往包含骨架和官能团两方面的变化。在解决问题时，应该优先思考骨架的形成，因为官能团也是连接在骨架上的。B.进而联想官能团的形成由于新骨架的反应总是发生在官能团上

5、，或是受官能团的影响而产生的活泼部位上，所以在优先思考骨架的形成同时，进而要联想官能团的存在和变化。17C.头脑清醒，把握重点无论采取何种方法设计合成路线，每前进一步，都要清楚地把握重点－反应前后结构的变化，较长的路线才不至于混乱。切不可在合成中乱添或乱去碳骨架中的原子。例如，Grignard试剂与酮反应合成叔醇：反应中使用的绝对乙醚或THF兼起溶剂、络合剂、催化剂和保护剂的作用，绝对乙醚是经过处理后的无水、无醇又无醛的乙醚。18该反应中应该把握的重点是：a.叔醇中官能团-OH基所在的叔碳原子是由酮原料提供的，而不是Grignard试剂所提供；b.应用该方法可制备三个烃基不同的叔醇。所

6、以，叔醇的拆开有三种不同的方法。191.1切断与合成子切断(disconnection)：通常采取波纹线垂直标在化学键上表示。合成子(synthon)：分子内在的、与合成操作相关的结构单元（目标分子化学键切断后产生的假想的分子碎片）。合成子虽是假想的碎片，但其表现的反应性却实际存在，与活性中间体密切相关。2021Synthesisof5-benzyloxypent-2-yn-1-ol22合成中心多数具有极性，因此合成子一般可分为具有亲核的供电子中心(Donor)的合成子或亲电的受电子中心(Acceptor)的合成子。合成子一般与活性中心的C-X、C=C、C=O、C=N等官能团相关联，根

7、据官能团和活性碳原子的相对位置，可对合成子进一步编号：如果官能团本身的C1原子具有活性，则该试剂对应d1或a1合成子，如果α碳原子（C2）具有活性，则为d2或a2合成子，依此类推。官能团中电负性的杂原子被称为d0合成子。2324Synthesisof5-nitrooctan-4-ol25分子切断的一般方法在进行逆合成分析时，常常采用四种切断技巧要在回推的适当阶段才将分子切断首先目标分子是由碎片制成了它的“前身”(precursor)，并不是直接