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1、1 有机合成设计原理2 反向合成法根本概念3 反向合成法切断技巧4 几类重要化合物的合成道路设计5 碳环切断与合成道路设计有机合成有机合成设计设计原料原料 新的有机物新的有机物反响反响,方法和技术方法和技术目的分子目的分子(TM)(TM)单质、简单无机物、无机物、简单有机物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道路利用原料和中间体的合成利用新反响特定目的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:1 有机合成设计原理有机合成设计原理学习有机反响: 原料,中间体,目的分子TM反合成法反合成法(retrosysth
2、esis)利用利用TM这仅有的信息这仅有的信息,分析分析TM的构的构造造,反向推出反向推出TM所需的中间体所需的中间体,直到直到起始原料为止起始原料为止,从而设计出合理道路从而设计出合理道路的一种思想方法的一种思想方法目的分子 中间体 原料目的分子的构造分析目的分子的构造分析(Targic molecular)调调查查TM的的构构造造特特性性分子大小分子大小-判明能否有对称性判明能否有对称性,减少反响步骤减少反响步骤官能团分析官能团分析骨架的构造骨架的构造-构造分析的中心构造分析的中心立体化学特征立体化学特征种类和性质构成方法和引入构成方法和引入的先后次序的先后次序敏感基团后引入假设敏感基团先
3、引入官能团维护等价基团替代开链骨架的分枝或拐弯处环的种类、大小、衔接方式2 反向合成法根本概念反向合成法根本概念(1) 合成元 (合成子)与合成等效剂(2) 切断、衔接、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响中的根本单位,是反合成分析中转化所得的构造单元类型:具有亲电性或能接受电子具有亲核性或能给电子自在基中性分子合成等效剂合成等效剂:与合成子相对应的与合成子相对应的具有等同效果的稳定化合物具有等同效果的稳定化合物TM合成子systhon合成等效合成等效剂剂转化依据Grignard与 作用Diels-A
4、lden偶姻反响(2)切断切断(dis)、衔接、衔接(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 在不改动在不改动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
5、作dis,con,rearr等反合成分析所必需添加导向基(活化基、钝化基、阻断基、维护基),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,就是经过切断就是经过切断(dis)、衔接、衔接con)、重排重排(rearr)等骨架转换及官能团转换实现等骨架转换及官能团转换实现的的(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: 反合成分析中进展某一转化反合成分析中进展某一转化所必需的构造单元所必需的构造单元转化所必需的构造单元转化将要得到的构造单元Diels-Alden环加成反响Robinson成环反响(5)合成树合成树A(TM)BCD
6、ECFGHIJKLMNOPQ前体的前体前体的前体TM的前体合成道路的构成 合合成成道道路路的的挑挑选选合成道路长短合成道路长短反响条件能否温暖反响条件能否温暖产率高低产率高低原料和试剂能否易得原料和试剂能否易得分别程序能否简便分别程序能否简便立体化学问题立体化学问题(1) 优优先思索碳骨架的构成先思索碳骨架的构成(2) 优优先在先在杂杂原子原子处处切断切断(3) 添加添加辅辅助官能助官能团团后再切断后再切断(4) 将将TM推到适当推到适当阶阶段再切断段再切断(5) 利用分子的利用分子的对对称性称性3 3 反向合成法切断技巧反向合成法切断技巧(1)优先思索碳骨架的构成优先思索碳骨架的构成碳骨架的
7、构成碳骨架的构成官能官能团的引入的引入设计合成道路根本合成道路根本过程程C-C键构成的位置就在官能团所在的或受影响的部位上.要构成C-C键,前体分子必需求有成键反响所要求的官能团(2)优先在杂原子优先在杂原子(O,N,S)处切处切断断合成：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运用情况运用情况:直接切断有困直接切断有困难,可先在某一部位添可先在某一部位添 加某种官能加某种官能团 条件条件:辅助官能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等回推到替代TM后再进
8、展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包含或包含或隐含含对称构造称构造.利用分子的利用分子的对称性来称性来简化合成化合成道路道路分分析析合成：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道路设计道路设计(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的合成道路RNH2的合成道路RCOOH的合成道路例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 分析分析合成：略合成：略ROH的合成道路的合成道路RNH2的合成道路RNH2的合成的合成较为较为独特独特, 不同于不同于类类似的似的其他化合物其他化合物.(缺陷缺陷)例
9、例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 合成：略合成：略分析分析RCOOH的合成道路例例合成：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1,2-二醇二醇转化根据: a.通常由烯烃氧化 b.对称1,2-二醇,TM利用两分子酮 的复原巧合直接得到.巧合剂是Mg-Hg,TiCl4例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 分分析析合合成成例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 分分析析合合
10、成成a- 羟基酮转化根据: a. b. TM利用双分子酯的偶姻反响(酮醇缩合) 得到.例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 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 的合成道路的合成道路 例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 1,5-双官能团化合物羰羰基化合物，基化合物， 具活性具活性亚亚甲基构造甲基构造-例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 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卤卤代代酮酮 酸，酸，酯酯 含H的醛酮例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 添加 活性+-+-+-X
11、=COOEt,CN+二例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 +1,6-双官能团化合物+Diels-Alder+分析分析例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 +分析分析例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 5 碳环切断与合成道路设计碳环切断与合成道路设计三元环三元环(插入反响插入反响)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-ArdenRobinsonFrider-Crafts三元环合成根据：合成根据：插入反响插入反响分子内烷基化分子内烷基化插入
12、插入试剂：carben及其衍生物及其衍生物CH2N2,N2CHCORN2CHCOOEt例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 分析分析四元环合成根据：合成根据：合成根据：合成根据： 活活活活泼亚泼亚甲基二次甲基二次甲基二次甲基二次烷烷基化基化基化基化 光化学光化学光化学光化学2+22+2例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 五元环合成根据：合成根据：合成根据：合成根据： 二二二二羰羰基化合物分子内基化合物分子内基化合物分子内基化合物分子内羟醛缩羟醛缩合，合，合，合，酮酯缩酮酯缩合合合合例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 +1，4二官能团化合物-分析分析合成：略例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 分析分析六元环合成根据：合成根据：合成根据：合成根据： Diels-Alder Diels-Alder反响反响反响反响 Robinson Robinson成成成成环环 Fridel-Craftrs Fridel-Craftrs反响反响反响反响例例 试设计试设计 的合成道路的合成道路 分析分析合成：略合成：略中环和大环，二元酸二元酸酯酯酮醇缩合复原大大环酮醇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 的合成道路的合成道路
