有机合成控制方法与策略

1、第六章 有机合成控制方法与策略 合成复杂分子时，经常会遇到在底物分子的特定位置上进行特定的反应的问题，即控制问题。因此，常采用下述三种策略：选择性反应的利用导向基(活化基、钝化基、阻断基和保护基)的应用潜在官能团及应用1选择性合成反应的利用化学选择性(Chemoselectivity)-不同官能团的选择性-处于不同化学环境下的相同官能团的选择性-处于相同化学环境下的相同官能团的选择性2不同官能团的选择性3化学环境不同的相同官能团的选择性4化学环境相当的相同官能团的选择性5选择性合成反应的利用区域选择性(regioselectivity)-酮的区域选择性反应-Diels-Alder反应的区域选择

2、性-不饱和羰基化合物的区域选择性-环氧化合物的区域选择性开环-芳环的区域选择性亲电取代6区域选择性区域选择性是指试剂对底物分子内两种不同部位(site)的进攻，从而产生不同产物的选择情况。 例如，羰基的两个a-位，烯丙基的1, 3-位，不对称环氧乙烷的两侧，a,b-不饱和羰基化合物的1,2-和1,4-加成反应等。7酮的区域选择性反应8Diels-Alder反应的区域选择性9不饱和羰基化合物的区域选择性a, b-不饱和醛和酰氯倾向于1, 2-加成，而酮和羧酸酯多数倾向于共轭加成。强碱性试剂倾向于1, 2-加成，如RLi, 而弱碱性试剂如烷基铜锂倾向于共轭加成。10a, b-不饱和酮的双键也可以选

3、择性地还原。11环氧化合物的区域选择性开环12芳环的区域选择性亲电取代13选择性合成反应的利用立体选择性与专一性(stereoselectivity and stereospecificity)-烯键的立体选择性反应-炔键的立体选择性加成- Diels-Alder反应的立体选择性-2+2环加成反应的立体选择性14烯键的立体选择性反应15炔键的立体选择性加成16Diels-Alder反应的立体选择性172+2环加成反应的立体选择性18有机合成中导向基的应用导向基是指在反应前引入某种控制基团，来促使原先无法进行选择性反应的官能团进行选择性反应，待反应完成后再加以除去的基团。由于导向基的使用存在引入

4、和除去两个步骤，这会使合成路线增长。因此，这种方法不得已才采用。19活化导向基的应用20钝化导向基的应用21阻断基的应用22保护基的应用23潜在官能团及应用潜在(latent)官能团是指本身反应活性低、但可以按适当反应转化为目标官能团(goal)的基团。使用潜在官能团可以避开导向基的使用。潜在官能团应具备下列条件： -原料易得 -反应性低，对尽可能多的试剂保持稳定 -能在文和条件下，经选择性或专一性反应展 示为目标基团 - 可作为一个以上目标官能团的潜在着24烯烃作为潜在官能团25 开链烯烃经氧化后会产生两分子羰基化合物，常会引起分离困难，所以末端烯烃和环烯烃作为潜在官能团有更多的应用。26环

5、烯烃作为潜在官能团27羰基作为潜在官能团28杂环作为潜在官能团29硅基团作为潜在官能团30重排反应的利用 利用重排反应能合成其它反应难以合成的结构单元。常见的重排反应有： Pinacol 重排反应 Hoffmann 重排反应 Beckmann重排反应31Pinacol 重排反应32Hoffmann 重排反应33Beckmann重排反应34合成路线的优化要有合理的反应机理合成路线简洁优异的化学、区域和立体选择性合成效率高反应条件温和或易操作原料易得尽可能符合绿色合成原则35合成效率直线式汇聚式36反应次序的合理安排产率低的反应尽可能安排在前面难度大的反应要安排在合成路线的早期价格高的原料尽可能安排在后期反应次序的安排应考虑前面的反应是否有利于后续反应的进行。如实例37反应条件与实验操作一个合理的合成路线，一方面要看合成的产率高低，另一方面还要看工艺的稳定性，合成条件是否易控或工业上是否可行，以及后处理是否方便。此外，安全性和环保等问题也必须加以考虑。38计算机辅助有机合成设计PASCOP程序(1