逆合成分析與合成路線設(shè)計(jì)

指導(dǎo)老師：谷利軍制作：李航牟林云內(nèi)容提要：1.逆合成分析法

1-1逆合成分析法概念

1-2逆合成分析法2.合成路線設(shè)計(jì)

2-1合成路線設(shè)計(jì)實(shí)例

2-2合成路線的評(píng)價(jià)一.逆合成分析法

1-1逆合成分析概念基本思路就是把一個(gè)復(fù)雜的合成問(wèn)題通過(guò)逆推法，由繁到簡(jiǎn)地逐級(jí)地分解成若干簡(jiǎn)單的合成問(wèn)題，而后形成由簡(jiǎn)到繁的復(fù)雜分子合成路線，此分析思路與真正的合成正好相反。傳統(tǒng)有機(jī)合成過(guò)程：逆合成分析法：逆合成分析中的合成樹(shù)A目標(biāo)分子（T.M.）BCDEFGHIJKLMNOP對(duì)目標(biāo)分子A，可能的中間物（B、C、D、E）或起始原料（F、G……O、P）。1-1-1合成子合成子的概念（synthon

）：由相應(yīng)的已知或可靠的反應(yīng)而進(jìn)行轉(zhuǎn)化所得的結(jié)構(gòu)單元，合成子可以推導(dǎo)得到相應(yīng)的試劑或中間體。合成子的分類(lèi)受電子合成子（a以代表）：具有親電性或接受電子的合成子（acceptorsynthon），如碳正離子合成子。供電子合成子（d以代表）：具有親核性或給出電子的合成子（donorsynthon），如碳負(fù)離子合成子。自由基（r以代表）

中性分子合成子（e以代表）依照官能團(tuán)和活性碳原子的相對(duì)位置將合成子進(jìn)行編號(hào)分類(lèi)。

如果官能團(tuán)本身的碳原子C1具有活性，則該試劑為a1或d1合成子，如果-碳原子C2是反應(yīng)中心，我們稱(chēng)它為a2或d2合成子依此類(lèi)推，官能團(tuán)在遠(yuǎn)離活性中心的Cn處，合成子表示為dn或an（n≥2）。在某些情況下，官能團(tuán)中的雜原子是一個(gè)給電子中心，該合成子表示為d0。

FunctionGroup當(dāng)然，合成子的產(chǎn)生必須以合成的有理結(jié)構(gòu)和反應(yīng)為依據(jù)。

親電體和親核體相互作用可以形成碳-碳、碳-雜原子及環(huán)狀結(jié)構(gòu)，從而建立起分子骨架。將上述反應(yīng)的親電體和親核體提出來(lái)，反應(yīng)簡(jiǎn)化為：

反應(yīng)左邊分別是親電體和親核體的基本結(jié)構(gòu)單元，也是相應(yīng)右邊物質(zhì)的合成子。

1-1-2等價(jià)試劑與合成子相應(yīng)的化合物或能夠起合成子作用的化合物稱(chēng)為等價(jià)試劑。常見(jiàn)合成子及相應(yīng)的試劑或合成等效體(一)常見(jiàn)合成子及相應(yīng)的試劑或合成等效體(二)合成子和合成等效劑的實(shí)例(一)

目標(biāo)分子合成子成等效體轉(zhuǎn)化反應(yīng)類(lèi)型:酮與格氏試劑反應(yīng)合成子和合成等效劑的實(shí)例(二)

目標(biāo)分子合成子合成等效體合成子為合成等效劑

轉(zhuǎn)化反應(yīng)類(lèi)型:Diels-Alder反應(yīng)逆合成轉(zhuǎn)變是產(chǎn)生合成子的基本方法。這一方法是將目標(biāo)分子通過(guò)一系列轉(zhuǎn)變操作加以簡(jiǎn)化，每一步逆合成轉(zhuǎn)變都要求分子中存在一種關(guān)鍵性的子結(jié)構(gòu)單元，只有這種結(jié)構(gòu)單元存在或可以產(chǎn)生這種子結(jié)構(gòu)時(shí)，才能有效地使分子簡(jiǎn)化，Corey將這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為逆合成子(retron)。上式中的雙箭頭表示逆合成轉(zhuǎn)變，和化學(xué)反應(yīng)中的單箭頭含義不同.

逆合成子(retron)逆合成子(retron)1-1-2逆合成轉(zhuǎn)換逆合成常用術(shù)語(yǔ)及簡(jiǎn)寫(xiě)：連接Con(connection);切斷dis(disconnection);重排rearr(rearrangement);官能團(tuán)互變FGI(functiongroupinterconversion);官能團(tuán)引入FGA(functiongroupaddition);官能團(tuán)除去FGR(functiongroupremoval)連結(jié)（connection）連結(jié)是把目標(biāo)分子中兩個(gè)適當(dāng)?shù)奶荚舆B接起來(lái)，使之形成新的化學(xué)鍵，獲得便于進(jìn)一步拆分的合成子?！斑B結(jié)”通常是在雙箭頭上加注con來(lái)表示。

切斷（disconnection）切斷是人為地將化學(xué)鍵斷裂，從而把目標(biāo)分子骨架拆分為兩個(gè)或兩個(gè)以上的合成子，以此來(lái)簡(jiǎn)化合成的一種轉(zhuǎn)化方法?！扒袛唷蓖ǔＪ窃陔p箭頭上加注dis表示。

重排（rearrangement）重排是按重排反應(yīng)的反方向把目標(biāo)分子拆開(kāi)或重新組裝，以此來(lái)簡(jiǎn)化合成?！爸嘏拧蓖ǔＪ窃陔p箭頭上加注rearr。官能團(tuán)互變（functionalgroupinterconversion)“官能團(tuán)互變”通常是在雙箭頭上加注FGI。官能團(tuán)互變是將復(fù)雜官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)易官能團(tuán)，以致簡(jiǎn)化官能團(tuán)的拆分，以此來(lái)簡(jiǎn)化合成。官能團(tuán)引入（functionalgroupaddition)“官能團(tuán)引入”通常是在雙箭頭上加注FGA。官能團(tuán)引入是在合成設(shè)計(jì)中，引入的活化基團(tuán)，以此來(lái)簡(jiǎn)化合成。進(jìn)行酮的切斷常添加的官能團(tuán)烷氧羰基，五元、六元環(huán)的合成常用此法。官能團(tuán)消除（functionalgroupremoval)“官能團(tuán)消除”通常是在雙箭頭上加注FGR。官能團(tuán)消除相當(dāng)于官能團(tuán)的分拆例1：2-丁醇的兩種切斷第一種切斷得到的原料來(lái)源方便，為較優(yōu)路線。例2：叔醇的切斷

disb的逆合成路線比disa短，原料易得，相應(yīng)合成路線為：①逆合成分析法的一般策略--在不同部位將分子切斷1-2逆合成分析法

分子切斷部位的選擇合適與否，決定合成的成敗。通過(guò)不同切斷部位的分析比較，決定優(yōu)越切斷部位，選擇最合理的合成路線。在醇鈉存在下，烷基鹵會(huì)發(fā)生消除反應(yīng)，消除傾向是仲烷基鹵大于伯烷基鹵，因此應(yīng)選擇disb.②逆合成分析法的一般策略--在逆合成轉(zhuǎn)變中將分子切斷

有些目標(biāo)分子往往不是由合成子構(gòu)成，合成子構(gòu)成只是其前體，此時(shí)需要將目標(biāo)分子轉(zhuǎn)變到前體，對(duì)前體進(jìn)行切斷，再選擇合成路線。（目標(biāo)分子中引入羥基幫助切斷）切斷分析：合成路線：③逆合成分析法的一般策略--加入基團(tuán)幫助切斷④逆合成分析法的一般策略--在雜原子兩側(cè)切斷碳原子與雜原子形成的鍵是極性共價(jià)鍵，一般可由親電體和親核體之間的反應(yīng)形成，可指導(dǎo)分子框架的建立及官能團(tuán)的引入。順式丁烯二醇合成路線：

對(duì)分析⑤逆合成分析法的一般策略--圍繞官能團(tuán)處切斷合成路線:⑥逆合成分析法的一般策略--變不對(duì)稱(chēng)分子為對(duì)稱(chēng)分子

某些表面看起來(lái)不對(duì)稱(chēng)的目標(biāo)分子，實(shí)際上是潛在的對(duì)稱(chēng)分子。合成路線：⑦逆合成分析法的一般策略--利用分子的對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行切斷利用分子的對(duì)稱(chēng)因素可使逆合成分析事半功倍。二.合成路線設(shè)計(jì)

對(duì)目標(biāo)分子進(jìn)行逆合成分析，可能提供一種或幾種目標(biāo)分子的合成路線，選擇最優(yōu)路線合成目標(biāo)分子的過(guò)程成為合成路線設(shè)計(jì)。試對(duì)Z-茉莉酮作切斷分析，并設(shè)計(jì)不同的合成路線.切斷一合成一2-1