有机合成路线的设计

1、 明确目标化合物的结构明确目标化合物的结构 大量合成大量合成 设计合成路线设计合成路线 合成目标化合物合成目标化合物 对样品进行结构测定对样品进行结构测定 试验其性质或功能试验其性质或功能 有机合成步骤：有机合成步骤： 二、有机合成路线的设计二、有机合成路线的设计 设计有机合成的路线设计有机合成的路线, ,可以从确定的某种原料分子开始可以从确定的某种原料分子开始, ,逐步经逐步经 过过 和和 来完成。来完成。 在这样的有机合成路线设计中在这样的有机合成路线设计中, ,首先要比较首先要比较 和和 在结构上的异同在结构上的异同, ,包括包括 和和 两个方面的两个方面的 异同异同; ;然后然后, ,

2、设计由设计由 的合成路线。的合成路线。 碳链的连接碳链的连接官能团的安装官能团的安装 原料分子原料分子 目标分子目标分子官能团官能团 碳骨架碳骨架 原料分子转向目标分子原料分子转向目标分子 某医用胶的合成路线 1 23 4 5 6 7 8 【交流研讨】上述设计有机合成 路线的基本思路 对比对比原料分子原料分子 目标分子目标分子实现变化的措施实现变化的措施 碳链碳链 变化变化 官能官能 团的团的 变化变化 | CC | CC 2个C 8个C -COO- -CN 引入羧基；在羧基的引入羧基；在羧基的碳上碳上 引入卤素；通过取代羧基引入卤素；通过取代羧基 变为酯基、卤素变为氰基；变为酯基、卤素变为氰

3、基； 最后再引入最后再引入-CH2OH，消去，消去 反应得碳碳双键反应得碳碳双键 【实战演练】尝试设计 请分析设计由请分析设计由CH3CH2CH2Br到到 CH3CH(OH)CH3的合成路线。的合成路线。 对比对比原料分子原料分子 目标分子目标分子实现变化的措施实现变化的措施 碳链碳链 变化变化 官能官能 团的团的 变化变化 无变化无变化 种类：种类：-Br-OH 位置：位置：1号碳号碳2号碳号碳 先消去后加成先消去后加成 逆推法逆推法 19641964年科里年科里(E.J.Corey)(E.J.Corey)首先用逆推首先用逆推 的方式设计合成路线，并逐步形成了的方式设计合成路线，并逐步形成了

4、 新的有机合成理论和方法，从而促进新的有机合成理论和方法，从而促进 了有机合成化学的飞速发展了有机合成化学的飞速发展, ,因而获得因而获得 了了19901990年年 诺贝尔化学奖。诺贝尔化学奖。 逆推法的一般程序示意图 观察目标化合观察目标化合 物分子的结构物分子的结构 由目标化合物由目标化合物 分子逆推原料分子逆推原料 分子并设计合分子并设计合 成路线成路线 优选合成路线 碳骨架特征及官能团的种类和位置碳骨架特征及官能团的种类和位置 碳骨架的构建碳骨架的构建 官能团的引入或转化官能团的引入或转化 （符合化学原理、操作安全可靠）（符合化学原理、操作安全可靠） 步骤尽量简单步骤尽量简单 原子经济

5、性原子经济性 符合绿色合成思想符合绿色合成思想 原料绿色化原料绿色化 试剂和催化剂无公害性试剂和催化剂无公害性 原原 子子 经经 济济 性性 1 9 9 1 年年 美美 国国 著著 名名 有有 机机 化化 学学 家家 特特 劳劳 斯斯 特特 ( B. M. T r o s t ) 提提 出出 原原 子子 经经 济济 性性 概概 念念, 认认 为为 高高 效效 的的 有有 机机 合合 成成 应应 最最 大大 限限 度度 地地 利利 用用 原原 料料 分分 子子 的的 每每 一一 个个 原原 子子, 使使 反反 应应 达达 到到 零零 排排 放。放。 原原 子子 经经 济济 性性 可可 以以 用用

6、 原原 子子 利利 用用 率率 来来 衡衡 量量: 案例案例: :利用逆推法设计苯甲酸苯甲酯的合成路线利用逆推法设计苯甲酸苯甲酯的合成路线 苯甲酸苯甲酯苯甲酸苯甲酯(苯甲酸苯甲酯苯甲酸苯甲酯) 存在于多种植物香精中，它可用作香料、食品添加剂存在于多种植物香精中，它可用作香料、食品添加剂 及一些香料的溶剂，还可用做塑料、涂料的增塑剂。及一些香料的溶剂，还可用做塑料、涂料的增塑剂。 此外，苯甲酸苯甲酯具有杀灭虱、蚤和疥虫的作用且此外，苯甲酸苯甲酯具有杀灭虱、蚤和疥虫的作用且 不刺激皮肤，无异臭和油腻感，可用于治疗疖疮。不刺激皮肤，无异臭和油腻感，可用于治疗疖疮。 CCH2 O O 合成背景合成背景

7、 完成任务 任务任务1：分析目标化合物分子的结构，：分析目标化合物分子的结构， 并逆推出原料分子。并逆推出原料分子。 提示：提示：充分利用已学有机化合物的化学性充分利用已学有机化合物的化学性 质质 原料分子尽量是常见烃类物质原料分子尽量是常见烃类物质 新信息提供：新信息提供： CHCl2 水解 CHOH OH C O H 分析苯甲酸苯甲酯分子的结构可知它是一种酯类分析苯甲酸苯甲酯分子的结构可知它是一种酯类 化合物化合物 CCH2 O O 酯基酯基 苯环苯环 苯环苯环 O O CH2 C O COH CH2OH O HC CHCl2 CH2Cl CH3 汇报总结汇报总结 CH2ClCH3 C O

8、 O CH2 C O OH CH2OH 浓硫酸 氧化剂 NaOH H2O Cl2 光 C O O CH2 CH3KMnO4 C O OH CH2OH 浓硫酸 LiAlH4 KMnO4 CH2Cl CH3 NaOH H2O Cl2 光 C O O CH2 C O OH CH2OH 浓硫酸 C O O CH2 CHO CHCl2CH3 NaOH H2O Cl2 光 氧化剂 C O OH CH2OH 浓硫酸 Ni H2 任务任务2：找出可能的合成路线：找出可能的合成路线 任务3：优选合成路线。 提示：提示：优选合成路线的基本原则优选合成路线的基本原则 已知已知LiAlH4价格较为昂贵，且要求无水操作

9、，成本高。价格较为昂贵，且要求无水操作，成本高。 KMnO4 CH2Cl CH3 NaOH H2O Cl2 光 C O O CH2 C O OH CH2OH 浓硫酸 CH2ClCH3 C O O CH2 C O OH CH2OH 浓硫酸 氧化剂 NaOH H2O Cl2 光 C O O CH2 CH3KMnO4 C O OH CH2OH 浓硫酸 LiAlH4 C O OCH2 CHO CHCl2CH3 NaOH H2O Cl2 光 氧化剂 C O OH CH2OH 浓硫酸 Ni H2 KMnO4 CH2Cl CH3 NaOH H2O Cl2 光 C O O CH2 C O OH CH2OH 浓

10、硫酸 概括整合 有机合成路线的设计有机合成路线的设计 1.1.有机合成路线的设计方法一般有：正推法、逆有机合成路线的设计方法一般有：正推法、逆 推法和两头凑法推法和两头凑法 2.2.学习一种典型的设计方法学习一种典型的设计方法-逆推合成法逆推合成法 3 3、选择有机合成路线的原则：原料易得、过程简、选择有机合成路线的原则：原料易得、过程简 单、成本低、副产品少、尽量是绿色合成。单、成本低、副产品少、尽量是绿色合成。 乙二酸二乙酯为无色油状液体，有芳香气味。主要用作溶剂、染乙二酸二乙酯为无色油状液体，有芳香气味。主要用作溶剂、染 料中间体及油漆、药物的合成料中间体及油漆、药物的合成 。 提示：提示：充分利用已学有机化合物的