逆向合成路线设计技巧

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1、逆向合成路线设计技巧（一） 复习复习 基础有机合成反应基础有机合成反应 一、逆向切断的原则：一、逆向切断的原则： 1. 应有合理的切断依据应有合理的切断依据; 2. 应遵循最大程度简化原则应遵循最大程度简化原则; 3. 应遵循原料易得的原则应遵循原料易得的原则。231. 生成烷烃的有关反应生成烷烃的有关反应复复 习习42. 生成烯烃的有关反应生成烯烃的有关反应53. 生成炔烃的有关反应生成炔烃的有关反应64. 生成卤代烃的有关反应生成卤代烃的有关反应75. 生成醇的有关反应生成醇的有关反应86. 生成醚的有关反应生成醚的有关反应97. 生成醛的有关反应生成醛的有关反应108. 生成酮的有关反应

2、生成酮的有关反应119. 生成羧酸的有关反应生成羧酸的有关反应1210. 生成生成-羟基酸的有关反应羟基酸的有关反应1311. 生成胺的有关反应生成胺的有关反应1412. 生成酚的有关反应生成酚的有关反应15一、逆向切断的原则： 1 1应有合理的切断依据：应有合理的切断依据： 正确的切断应以合理的反应机理为依据，切断后要有正确的切断应以合理的反应机理为依据，切断后要有较好的反应将其连接。较好的反应将其连接。 【例例2-1】 a路线不如路线不如b路线合适。因为付氏反应的机理属于亲电取路线合适。因为付氏反应的机理属于亲电取代反应，吸电子基的存在不利于反应的进行，而给电子基代反应，吸电子基的存在不利

3、于反应的进行，而给电子基则有利于反应的顺利进行。则有利于反应的顺利进行。 16【例例2-2】 很显然，很显然，b路线不可行，因为硝基苯很难发生付路线不可行，因为硝基苯很难发生付-克克酰化反应。酰化反应。a路线是合理的路线。按路线是合理的路线。按a路线还可往前推导：路线还可往前推导： 一、逆向切断的原则： 17【例例2-3】在目标分子在目标分子 的合成中有两种可能：的合成中有两种可能： 这两种可能的合成路线都具有合理的机理。这两种可能的合成路线都具有合理的机理。 但但a路路线线切切断断一一个个碳碳原原子子后后，留留下下的的却却是是一一个个不不易易得得到到的的中中间间体体，还还需需要要进进一一步步

4、的的切切断断。b路路线线将将目目标标分分子子切切断断成成易易得得的的原原料料丙丙酮酮和和环环己己基基溴溴，所所以以b的的合合成成路路线线较较a短短，符合最大简化原则，是较好的切断。符合最大简化原则，是较好的切断。 2应遵循最大程度简化的原则：应遵循最大程度简化的原则： 一、逆向切断的原则： 183 3应遵循原料易得的原则：应遵循原料易得的原则： 如如果果切切断断有有几几种种可可能能时时，应应选选择择合合成成步步骤骤少少、产产率率高、原料易得的方案。例如高、原料易得的方案。例如 【例例2-4】 自选原料合成正丁醇自选原料合成正丁醇法一：法一：法二：法二：法三：法三：讨论你认为合适的方法：讨论你认

5、为合适的方法：一、逆向切断的原则： 二、 逆向切断的技巧 1. 优先考虑碳架的形成 2. 碳-杂键的部位优先切断 逆向合成路线设计技巧（二）20二、 逆向切断的技巧 其中碳架的建立和官能团引入是设计合成路线最基本的两部分。碳架的建立是设计合成路线的核心。碳架和官能团之间的关系好象是骨头和肌肉之间的关系一样，肌肉附着在骨头上，骨头也靠肌肉才能相互联接。 应应用用逆逆向向合合成成法法设设计计合合成成路路线线，首首先先就就要要切切断断目目标标分子。对于目标分子，其结构设计主要包含三个方面，即：分子。对于目标分子，其结构设计主要包含三个方面，即： 碳架的建立；碳架的建立； 官能团的转化；官能团的转化；

6、 立体化学的选择性和控制。立体化学的选择性和控制。 211. 优先考虑碳架的形成 通通常常要要尽尽可可能能选选择择靠靠近近官官能能团团的的位位置置形形成成新新的的碳碳-碳碳键键，以利于合成反应的进行。如：以利于合成反应的进行。如： 碎片中就必须有卤素官能团存在。又如：碎片中就必须有卤素官能团存在。又如： 则碎片中就必须有羰基和活泼则碎片中就必须有羰基和活泼-H-H，否则就不能联接碳架。，否则就不能联接碳架。 【例例2-52-5】用丙烯合成丙酸用丙烯合成丙酸 逆向切断推导：逆向切断推导： CH3CH2COOH CH3CH2CH2OH CH3CH=CH2 该步反应不能逆向进行该步反应不能逆向进行

7、221.优先考虑碳架的形成 但如下方法是可行的：但如下方法是可行的： CH3CH2CH2OH CH3CH2CH2Br CH3CH=CH2 因此，正确的合成路线是：因此，正确的合成路线是： 由例由例2-52-5看出，目标分子在逐步切断和官能团的转换看出，目标分子在逐步切断和官能团的转换中并不是随意进行的，一是要向目标分子靠近，二是要中并不是随意进行的，一是要向目标分子靠近，二是要使分子的切断具有合理的反应机理。使分子的切断具有合理的反应机理。 231.优先考虑碳架的形成 【例例2-62-6】用乙醇制备用乙醇制备 逆向切断推导：首先对目标分子进行切断逆向切断推导：首先对目标分子进行切断 241.优

8、先考虑碳架的形成 251.优先考虑碳架的形成 则其合成路线为：则其合成路线为： 261.优先考虑碳架的形成【例例2-72-7】设计目标分子设计目标分子 的合成路线的合成路线 逆向切断推导：逆向切断推导： 271.优先考虑碳架的形成则其合成路线为：则其合成路线为： 282. 碳-杂键的部位优先切断 碳碳-杂键因有极性往往不如碳杂键因有极性往往不如碳-碳键稳定，并且在合成时碳键稳定，并且在合成时此键也易于生成。因此在合成一个复杂分子时，常将碳此键也易于生成。因此在合成一个复杂分子时，常将碳-杂键杂键的形成放在最后几步完成。但在逆向合成分析时，合成方向的形成放在最后几步完成。但在逆向合成分析时，合成

9、方向后期形成的碳后期形成的碳-杂键，应先行考虑切断。杂键，应先行考虑切断。 【例例2-82-8】 自选原料合成自选原料合成 逆向切断推导：逆向切断推导： 【例例2-92-9】设计目标分子设计目标分子 的合成路线的合成路线 逆向切断推导：逆向切断推导： 292. 碳-杂键的部位优先切断则合成路线为：则合成路线为： 在醋酸乙酯中的在醋酸乙酯中的-COOEt基团可提高基团可提高-H的活性，而的活性，而合成等效剂选用乙醇时则不行。合成等效剂选用乙醇时则不行。 逆向合成路线设计技巧（三）二、二、 逆向切断的技巧逆向切断的技巧 3. 目标分子活性部位应先切断目标分子活性部位应先切断 4. 添加辅助基团后切

10、断添加辅助基团后切断 5. 回推到适当阶段再切断回推到适当阶段再切断 6. 利用分子的对称性切断利用分子的对称性切断 313目标分子活性部位应先切断 目标分子中官能团部位和某些支链部位可先切断，因为目标分子中官能团部位和某些支链部位可先切断，因为这些部位常是最易成键的地方。这些部位常是最易成键的地方。 【例例2-10】设计目标分子设计目标分子 的合成路线的合成路线逆向切断推导：逆向切断推导： 323目标分子活性部位应先切断 则合成路线为：则合成路线为： 333目标分子活性部位应先切断 【例例2-11】 设计设计 的合成路线的合成路线 逆向切断推导：找出目标分子中的支链部位，并进行官逆向切断推导

11、：找出目标分子中的支链部位，并进行官能团转换及切断：能团转换及切断： FGIFGIFGIFGI343目标分子活性部位应先切断 则合成路线为：则合成路线为： 354添加辅助基团后切断 有些化合物结构上没有明显的官能团，或没有明显可切有些化合物结构上没有明显的官能团，或没有明显可切断的键。这种情况下，可以在分子的适当位置添加某个官能断的键。这种情况下，可以在分子的适当位置添加某个官能团，以便于找到逆向变换的位置及相应的合成子。但同时应团，以便于找到逆向变换的位置及相应的合成子。但同时应考虑到这个添加的官能团在正向合成时易被除去，否则不能考虑到这个添加的官能团在正向合成时易被除去，否则不能添加。添加

12、。 【例例2-12】设计设计 的合成路线的合成路线 分析：分子中无明显的官能团可利用，但在环已基上添分析：分子中无明显的官能团可利用，但在环已基上添加一个双键可帮助切断。加一个双键可帮助切断。 合成路线为：合成路线为：365回推到适当阶段再切断 有有些些分分子子可可以以直直接接切切断断，但但有有些些分分子子却却不不能能直直接接切切断断，或或经经切切断断后后得得到到的的合合成成子子在在正正向向合合成成时时没没有有合合适适的的方方法法连连接接起起来来。此此时时应应将将目目标标分分子子回回推推到到某某一一替替代代的的目目标标分分子子再再行行切切断断。经经过过逆逆向向官官能能团团转转换换或或连连接接或

13、或重重排排，将将目目标标分分子子回回推推到到某一替代的目标分子是常用的方法。某一替代的目标分子是常用的方法。 例例如如，在在合合成成时时， 若若从从A处处切切断断，所所得得到到的的两两个个合合成成子子中中，- -CH2CH2OH合合成成子子找找不不到到其其等等价价试试剂剂。如如果果将将目目标标分分子子变变换换为为 后后，再再在在B处处切切断断，就就可可以以由两分子乙醛经醇醛缩合方便地连接起来了。由两分子乙醛经醇醛缩合方便地连接起来了。 【例例2-13】设计设计 的合成路线的合成路线 375回推到适当阶段再切断 分析：目标分子中苯环上有一烯丙基，故可以由苯基烯分析：目标分子中苯环上有一烯丙基，故

14、可以由苯基烯丙基醚经丙基醚经Claisen重排得到。重排得到。 则合成路线为：则合成路线为： 38 有些目标分子具有对称面或对称中心，利用分子的对有些目标分子具有对称面或对称中心，利用分子的对称性可以使分子结构中的相同部分同时接到分子骨架上，称性可以使分子结构中的相同部分同时接到分子骨架上，从而使合成问题得以简化。从而使合成问题得以简化。 【例例2-14】设计目标分子设计目标分子 的合成路线的合成路线FGIFGI分析：分析：6利用分子的对称性切断 396利用分子的对称性切断 则合成路线为：则合成路线为： 40 有些目标分子本身并不具有对称性，但是经过适当的变有些目标分子本身并不具有对称性，但是

15、经过适当的变换和切断，即可以得到对称的中间物，这些分子被认为是存换和切断，即可以得到对称的中间物，这些分子被认为是存在潜在的分子对称性。在潜在的分子对称性。 【例例2-15】设计设计(CH3)2CHCH2COCH2CH2CH(CH3)2的合成路线的合成路线 分析：目标分子本身不是对称性分子。但若认为分子中碳分析：目标分子本身不是对称性分子。但若认为分子中碳基由炔烃与水加成而得，则可以变换成一对称分子，即：基由炔烃与水加成而得，则可以变换成一对称分子，即： FGI6利用分子的对称性切断416利用分子的对称性切断 【例例2-16】设计设计( (CH3) )2CHCH2CH( (OH) )CH2CH( (CH3) )2的合成路线的合成路线 则合成路线为：则合成路线为： 这条路线并不比由异丁基溴化镁与这条路线并不比由异丁基溴化镁与3-甲基丁醛甲基丁醛合成的路线短。但是，使用了合成的路线短。但是，使用了3-甲基丁醛这种易被甲基丁醛这种易被空气氧化的醛不如上面表述的合成路线理想。空气氧化的醛不如上面表述的合成路线理想。