7有机合成设计ppt课件

1、第六章第六章 合成路线的设计技巧合成路线的设计技巧第一节 逆向合成法常用术语n逆向合成法：逆向合成法：n 由目标分子开始，向前一步一步地推导到由目标分子开始，向前一步一步地推导到需要使用的起始原料，这是一个与合成过程需要使用的起始原料，这是一个与合成过程相反方向的途径，因而称为逆向合成法。相反方向的途径，因而称为逆向合成法。目标分子 中间体 起始原料一、合成子与合成等效试剂1、合成子：指逆向切断法中由目标分子拆分的各组成结构单元。CH3CCH3CH3OH合成子为CH3CCH3CH3OH合成子为CH3CH3COHCH32、合成等效试剂 合成子相应的试剂，或能起合成子相应作用的试剂。CH3CH3M

2、gICH3COHCH3CH3COCH3CH3CCH3CH3CH3CClCH3CH3目标分子：OOOOO可有五种方法切断：OOOOOCH3OOOOOCH3COOOOOOOOCOOMeOOOOOCOOMeOOO二、逆向切断逆向连续逆向重排1、逆向切断 用切断化学键的方法，把目标分子骨架切断为不同性质的合成子，称为逆向切断CHOCHO2、逆向连续 将目标分子中两个适当的碳原子用新的化学键连接起来，称为逆向连续，它是合成中烯烃氧化的逆向CHOCHO3、逆向重排通过重排反应的逆向，分析分子的骨架NNHOOHCH3CCH3CH3CCH3OCH3CCH3COHCH3CH3OH逆向重排2COHCOONaCOC

3、OCOOHOClOOH OH1、逆向官能团互换OOH三、逆向官能团变换在不改变目标分子基本骨架的前提下变换官能团的在不改变目标分子基本骨架的前提下变换官能团的性质或位置的方法性质或位置的方法2、逆向官能团添加OOOCOOEtBrBrBrBrBrNH2Br3、逆向官能团除去OOHO4、官能团变换的目的n将目标分子变换成在合成上更容易制备的替代目标分子n为了逆向切断时或重排时更适应目标分子n添加活化基，保护基使化学反应提高区域和立体选择性第二节第二节 逆向切断的技巧逆向切断的技巧 在逆向合成法中，逆向切断是简化目标分子必不可少的手段，不同的断键次序将会导致许多不同的合成路线合成路线的选择合成路线的

4、选择通过目标分子的拆开及全盘审查，常常获得多种合成路线，然后根据下列依据再确定合成路线。1、成功的几率：合成同一目标分子应选择最有把握的路线。所谓最有把握的路线的内容n合成路线中各步反应的中间体是稳定的n合成路线中各步都是可靠反应n合成路线安排时，采用多线策略，即决定了几个中间体后，最好几条分支可达到同一个目标分子，增加成功几率n合成路线中关键反应在整个路线中越早越好2、经济核算n合成步骤要尽可能少合成步骤要尽可能少n反应产率要尽可能高反应产率要尽可能高n采用收敛式路线布局采用收敛式路线布局n 直线型：直线型：n 收敛型收敛型ABCDEFABCDEF直线型每步收率90%最终收率59%收敛型每步

5、收率90%最终收率65%设计技巧n优先考虑骨架优先考虑骨架n碳杂键先切断碳杂键先切断n目标分子活性部位先切断目标分子活性部位先切断n添加辅助基团后再切断添加辅助基团后再切断n回推到适当阶段再切断回推到适当阶段再切断n利用分子的对称性利用分子的对称性一、优先考虑骨架在有机化学中总存在着骨架与官能团的变化，一般有四种情况：骨架与官能团都不变只是官能团位置变化骨架不变，官能团变骨架变，官能团不变骨架与官能团都变n对于合成来说总是从小到大，目标分子骨架的骨架特点是确定碳链增长的办法。n例1：双环没有芳香性环，用缩合反应法增长碳链例2：双环有芳香性的，用芳烃的酰基化反应增长碳链OOOOOOOOOOOOO

6、OOOOOOOOOOOBrOOOOOOMgBrOOOOOOOOOOOOOOOOCHOOOOOOOOOOOOCOOROROOCCOORCOOROHROOCCOORB:COOROOOHROOCCOORROOCCOORMgH+OOHOOCOOROOCOORCOORCOOROEtOOOOOOCOOEtEtOOCEtOOCCOOEtEtOOCCOOEtOMgBrCOOHCOOHOHCOOHOOOO二、碳杂键先切断含杂原子的化合物中碳杂键是最不稳定的，合成时此类键容易生成，逆向切断中最先切断的键，是最后形成的键。由于碳杂键不稳定，在合成中放在最后一步可以避免这类键造成的副反应。碳杂键少受反应干扰碳杂键形成

7、条件温和，对复杂分子影响小OOCOOHHOOCOCOOHHOOCOHOHOCCOOEtOOEtOCCOOEtOOEtCCOOEtOOEtOCOOEtEtOOCOOHClEtONaOOCOOHHOOC设计一设计一OOHOOHOOHOHCHOOHCHOHCHOCHOHCHOOH-CHOOHHOOHCNCN-H+OOHO设计二三、目标分子活性部位先切断n所谓的活性部位，就是官能团，支链等部位。这些部位可以通过官能团的互变等转化，有利于切断。例1例2COOHBrOHOOCOCl四、添加辅助基团和互变官能团后再切断n有些化合物结构上没有明显的官能团指路，或煤有些化合物结构上没有明显的官能团指路，或煤油明

8、显可切断的键。油明显可切断的键。n添加基团和官能团互变使切断时能找到合理的合添加基团和官能团互变使切断时能找到合理的合成子成子n同时考虑添加的官能团在正向合成中易被除去同时考虑添加的官能团在正向合成中易被除去CHOCH3NO2OH-NO2PhNO2PhNi/H2NH2PhNH2PhNH2PhNO2PhNO2PhCHOCH3NO2例1：环己烷一边碳上具有一个或两个吸电子基，在其对侧加上双键后的化合物可方便地应用Diels-Alder反应得到。OHMgBrOOOH OHOu有些分子可以直接切断，但有些分子却不可直接切断。或经有些分子可以直接切断，但有些分子却不可直接切断。或经 u切断后得到的合成子

9、在正向合成时没有合适的方法连接起来。切断后得到的合成子在正向合成时没有合适的方法连接起来。u此时，应将目标分子回推到某一替代的目标分子再行切都。此时，应将目标分子回推到某一替代的目标分子再行切都。u经过逆向官能团互换、逆向连接、逆向重排，将目标分子回经过逆向官能团互换、逆向连接、逆向重排，将目标分子回推到某一替代的目标分子是常用的方法。推到某一替代的目标分子是常用的方法。OHCH3OOCH3OOHCH3OBrCHHOOHEtCEtHHOCHBrEtHOCHCHCH3CHOOHCH3CH2Br有些目标分子具有对称面或对称中心，利用分子的对称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

10、分子结构中的相同部分接到分子骨架上，从而性可以使分子结构中的相同部分接到分子骨架上，从而使合成问题得到简化。使合成问题得到简化。例1NCH3OCH3OOCH3OCH3HNCH3OCH3OOOCH3OCH3HCH3OCH3ONH2CH3OCH3OClOCH3OCH3OCNCH3OCH3OCH2ClOCOOEtCOOEtEtOOCBrBrCOOEtCOOEtOHOHCOOEtCOOEtCOOEtCOOEtOOCOOEt第三节 导向基的应用一、活化导向OOOOOO+26OCCO2EtMeONaOOHCOOOCHO2%K2CO3-EtOHOOO二、钝化导向H2NBrNH2(CH3CO)2ONHCOCH

11、3Br2NHCOCH3BrH2O氨基是很强的邻对位取代基。溴代时易生成多溴取代产物降低氨基的活化效应，引入乙酰基，溴化时主要产物是对溴乙酰苯胺。水解脱去乙酰基三、封闭特定位置进行导向BrOHH3CH3CBrOHH3CH3CBrOHH3CH3CCOOHBrOHH3CH3CCOOH-CO2BrOHH3CH3C第四节 保护基的应用一个合适的保护基应具备的条件一个合适的保护基应具备的条件引入时反应简单、产率高引入时反应简单、产率高能经受必要的和尽可能多的试剂的作用能经受必要的和尽可能多的试剂的作用除去时反应简单、产率好，其他官能团应不受除去时反应简单、产率好，其他官能团应不受影响影响对不同官能团选择性

12、保护对不同官能团选择性保护一、羟基的保护1、转变成醚 叔丁醚、苄醚、三芳甲基醚、三甲基硅醚2、转变成缩醛或缩酮3、转变成酯类O+ ROHH+OORH2SO420%+ ROHROH(CH3CO)2OROCOCH3/H2OROH二、氨基的保护1、质子化：仅用于防止氨基的氧化2、转变成酰基衍生物3、转变成烷基衍生物：苄基、三苯甲基4、转变成氨基甲酸酯：胺与氯代甲酸酯或重氮甲酸酯 进行反应RCHCH2OHNH2KMnO4RCHCH2COOHNH2NH2CH2CHOCHO(CH3CO)2OCH3CONHCH2CHOCHOKMnO4CH3CONHCH2CHOCOOHNH2CH2CHOCOOHH2O三、羰基的保护1、二烷基缩醛或缩酮2、环状缩醛或缩酮COCOCH3(C2H5)OCH3(C2H5)H+, H2OCO最常见的是形成1，3-