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1、1 有机合成设计原理有机合成设计原理2 反向合成法基本概念反向合成法基本概念3 反向合成法切断技巧反向合成法切断技巧4 几类重要化合物的合成路线设计几类重要化合物的合成路线设计5 碳环切断与合成路线设计碳环切断与合成路线设计有机合成设计有机合成设计原料原料 新的有机物新的有机物反应反应,方法和技术方法和技术目标分子目标分子(TM)(TM)单质、单质、简单无机物、简单无机物、简单有机物简单有机物有有机机合合成成有机合成面临的挑战有机合成面临的挑战特定的构型和构造的分采用最恰当的方法制定出合理可行的合成路线利用原料和中间体的合成利用新反应特定目标分子的合成有机合成的三个出发点有机合成的三个出发点:
2、1 有机合成设计原理有机合成设计原理学习有机反应: 原料原料,中间体中间体,目标分子目标分子TM反合成法反合成法(retrosysthesis)利用TM这仅有的信息,分析TM的结构,反向推出TM所需的中间体,直到起始原料为止,从而设计出合理路线的一种思维方法目标分子 中间体 原料目标分子目标分子的结构剖析剖析(Targic molecular)考考察察TM的的结结构构特特性性分子大小分子大小-判明是否有对称性,减少反应步骤官能团分析官能团分析骨架的构造骨架的构造-结构结构剖析的核心剖析的核心立体化学特征立体化学特征种类和性质形成方法和引入形成方法和引入的先后次序的先后次序敏感基团后引入若敏感基
3、团先引入官能团保护等价基团替代开链骨架的分枝或拐弯处环的种类、大小、连接方式2 反向合成法基本概念反向合成法基本概念(1) 合成元 (合成子)与合成等效剂(2) 切断、连接、重排(3) 官能团的 转化(互变/添加/消除)(4) 反合成子(5) 合成树（1）合成元 (合成子systhon)合成子是有机合成反应中的基本单位,是反合成分析中转化所得的结构单元类型:具有亲电性或能接受电子具有亲核性或能给电子自由基中性分子合成等效剂合成等效剂:与合成子相对应的具有等同功效的稳定化合物TM合成子systhon合成等效合成等效剂剂转化依据Grignard与 作用Diels-Alden偶姻反应(2)切断切断(
4、dis)、连接、连接(con)、重排、重排(rearr)disconnection connection rearrangement(3)官能团的转化官能团的转化官能团的互变互变(functional group interconversion ) 官能团的添加添加functional group addition官能团的消除消除functional group removal 在不改变在不改变TM骨架的前提下骨架的前提下,变换官能团变换官能团(种类种类/位置位置)以简化官能团以简化官能团官能团转化的目的官能团转化的目的TM 更易合成的前体化合物或 易得的原料为作dis,con,rearr等反
5、合成分析所必须添加导向基(活化基、钝化基、阻断基、保护基),以提高化学选择性、区域选择性、立体选择性反合成分析反合成分析,就是通过切断切断切断切断( (disdis) )、连接（、连接（、连接（、连接（con)con)、重排重排重排重排( (rearrrearr) )等骨架转换及官能团转换实现的等骨架转换及官能团转换实现的(4)反合成子反合成子(retron)为区别合成子/合成中间体,引入反合成子概念反合成子反合成子: 反合成分析中进行某一转化所必须的结构单元转化所必须的结构单元转化将要得到的结构单元Diels-Alden环加成反应Robinson成环反应(5)合成树合成树A(TM)BCDEC
6、FGHIJKLMNOPQ前体的前体前体的前体TM的前体合成路线的构成 合合成成路路线线的的筛筛选选合成路线长短合成路线长短反应条件是否温和反应条件是否温和产率高低产率高低原料和试剂是否易得原料和试剂是否易得分离程序是否简便分离程序是否简便立体化学问题立体化学问题(1) 优先考虑碳骨架的形成优先考虑碳骨架的形成(2) 优先在杂原子处切断优先在杂原子处切断(3) 添加辅助官能团后再切断添加辅助官能团后再切断(4) 将将TM推到适当阶段再切断推到适当阶段再切断(5) 利用分子的对称性利用分子的对称性3 3 反向合成法切断技巧反向合成法切断技巧(1)优先考虑碳骨架的形成优先考虑碳骨架的形成碳骨架的形成
7、碳骨架的形成官能团的引入官能团的引入设计合成路线基本过程设计合成路线基本过程C-C键形成的位置就在官能团所在的或受影响的部位上.要形成C-C键,前体分子必须要有成键反应所要求的官能团(2)优先在杂原子优先在杂原子(O,N,S)处切断处切断合成：略合成：略(3)添加辅助官能团后再切断添加辅助官能团后再切断使用情况使用情况:直接切断有困难直接切断有困难,可先在某一部位添可先在某一部位添 加某种官能团加某种官能团 条件条件:辅助官能团辅助官能团易被除去易被除去分分析析例例合成：略合成：略(4)将将TM推到适当阶段再切断推到适当阶段再切断有些TM找不到直接切断的合理方法,可FGI,rearr等回推到替
8、代TM后再进行切断例例分分析析合成：略合成：略(5)利用分子的对称性利用分子的对称性有些有些TM包含或隐含包含或隐含对称结构对称结构.利用分子的利用分子的利用分子的利用分子的对称对称对称对称性来简化合成路线性来简化合成路线性来简化合成路线性来简化合成路线分分析析合成：略合成：略例例4几类重要化合物的合成几类重要化合物的合成路线设计路线设计(1)单官能团化合物(2)双官能团化合物 (1)单官能团化合物单官能团化合物ROH的合成路线RNH2的合成路线RCOOH的合成路线例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 分析分析合成：略合成：略ROH的合成路线的合成路线RNH2的合成路线RNH2的合成较为独
9、特的合成较为独特, 不同于类似的不同于类似的其他化合物其他化合物.(缺点缺点)例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 合成：略合成：略分析分析RCOOH的合成路线例例合成：略合成：略分析分析(2) 双官能团化合物双官能团化合物1,2-双官能团化合物双官能团化合物1,3-双官能团化合物双官能团化合物1,5-双官能团化合物双官能团化合物1,4-双官能团化合物双官能团化合物1,6-双官能团化合物双官能团化合物1,2-双官能团化合物1,2-二醇二醇转化依据: a.通常由烯烃氧化 b.对称1,2-1,2-二醇二醇二醇二醇,TM利用两分子酮 的还原偶合直接得到.偶合剂是Mg-Hg,TiCl4例例 试设计
10、试设计 的合成路线的合成路线 分分析析合合成成例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 分分析析合合成成a- 羟基酮转化依据: a. b. TM利用双分子酯的偶姻反应(酮醇缩合) 得到.例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 分分析析1,3-双官能团化合物Y=H,OR,RCOY=CN酰基化试剂例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 1,5-双官能团化合物羰基化合物，羰基化合物， 具活性亚甲基结构具活性亚甲基结构-例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 disdisdis分析分析Mannich碱烯胺合成1合成合成21,4-双官能团化合物（亲核）亲电
11、卤代酮（酸，酯）卤代酮（酸，酯）含H的醛酮例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 增加 活性+-+-+-X=COOEt,CN+二例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 +1,6-双官能团化合物+Diels-Alder+分析分析例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 +分析分析例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 5 碳环切断与合成路线设计碳环切断与合成路线设计三元环三元环(插入反应插入反应)四元环四元环五元环五元环六元环六元环中环和大环中环和大环活性亚甲基两次烷基化活性亚甲基两次烷基化电环化电环化2+2环加成环加成分子内羟醛缩合分子内羟醛缩合酮酯缩合酮酯缩合Diels-ArdenRo
12、binsonFrider-Crafts三元环合成依据：合成依据：插入反应插入反应分子内烷基化分子内烷基化插入试剂：插入试剂：carben及其衍生物及其衍生物CHCH2 2N N2 2, ,N N2 2CHCORCHCORN N2 2CHCOOEtCHCOOEt例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 分析分析四元环合成依据：合成依据：合成依据：合成依据： 活泼亚甲基二次烷基化活泼亚甲基二次烷基化活泼亚甲基二次烷基化活泼亚甲基二次烷基化 光化学光化学光化学光化学2+22+2例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 五元环合成依据：合成依据：合成依据：合成依据： 二羰基化合物分子内羟醛缩合，二羰基
13、化合物分子内羟醛缩合，二羰基化合物分子内羟醛缩合，二羰基化合物分子内羟醛缩合，酮酯缩合酮酯缩合酮酯缩合酮酯缩合例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 +1，4二官能团化合物-分析分析合成：略例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 分析分析六元环合成依据：合成依据：合成依据：合成依据： Diels-AlderDiels-Alder反应反应反应反应 RobinsonRobinson成环成环成环成环 Fridel-CraftrsFridel-Craftrs反应反应反应反应例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线 分析分析合成：略合成：略中环和大环，二元酸酯二元酸酯酮醇缩合（还原）大环大环酮醇酮醇主要用于制备主要用于制备813元碳环化合物元碳环化合物分析分析合成合成例例 试设计试设计 的合成路线的合成路线
