有机合成路线设计课件

2021/3/141Chapter11§11有机合成路线设计第一节合成的目的和要求第二节有机化合物的合成第三节天然产物的合成内容提要2021/3/142Chapter11第一节合成的目的和要求

通过一定的反应,使原来分子中某一个或几个化学键断裂,同时形成一个或几个新的化学键,从而使分子发生转变或将几个小分子连接起来。1合成的步骤越少越好;

2每步的产率越高越好;

3原料越便宜越好。一合成的目的:二合成的要求:2021/3/143Chapter11三有机合成的主要手段1官能团的引入;2官能团的转换;3碳架的建造;

（1）碳链的增长;（2）碳链的缩短;（3）碳架的重组;（4）环的闭合和打开。2021/3/144Chapter11（1）碳链增长的方法*1金属有机化合物与卤代烷的偶联反应;*2金属有机化合物与羰基,氰基的加成反应;*3金属有机化合物与环氧化合物的开环反应;*4各类缩合反应;*5炔烃,芳环,酮,酯,-二羰基化合物和-羰基腈的烷基化和酰基化反应;*6酮的双分子还原;*7酯的双分子还原;*8环加成反应;*9烯烃的羰基化反应。2021/3/145Chapter11（2）碳链缩短的方法*1一元羧酸的脱羧反应;*2二元羧酸的脱羧脱水反应;*3烯,炔,酮,芳烃侧链,-二醇和-羟基醛或酮的氧化断裂反应;*4甲基酮的卤仿反应;*5酰胺的Hofmann降解反应;*6Curtius重排反应;*7Schmidt重排反应;*8环加成的逆反应;*9-二羰基化合物的酮式分解和酸式分解;*10酯缩合的逆反应;*11酯的热裂;*12黄原酸酯的热裂;*13四级铵盐的热裂(Hofmann消除);*14氧化胺的Cope消除反应。2021/3/146Chapter11（3）碳架的重组碳架重组的反应是各种重排反应,包括:*1Wagner-Meerwein重排(瓦格纳-米尔温重排);*2频哪醇(Pinacol)重排;*3异丙苯氧化重排;*4Bechmann重排;*5Favorskii重排(法沃斯基重排);*6Baeyer-Villiger氧化重排(拜尔-维格力氧化重排);*7Hofmann重排;*8联苯胺重排;*9Benzilicacid重排(二苯乙醇酸重排);*10Claisen重排(克莱森重排);*11Fries重排(弗里斯重排);*12Cope重排。2021/3/147Chapter11（4）环的闭合和打开环的闭合:三元环:1）丙二酸酯与1,2-二卤代烷的烷基化反应;

2）烯烃和卡宾的反应;四元环:1）丙二酸酯与1,3-二卤代烷的烷基化反应;

2）烯烃光二聚的反应;五元环:1）狄克曼关环反应;

2）1,3-偶极环加成反应;

3）丙二酸酯与1,4-二卤代烷的烷基化反应;六元环:1）Diels-Alder反应;

2）苯环的还原反应;

3）酯的烷基化反应;更大的环系:1）分子内羟醛缩合反应;

2）酮醇缩合反应。环的打开与切断碳链的手段类似。2021/3/148Chapter11四逆合成原理

逆合成原理是以合成子概念和切断法为基础,从目标化合物出发;通过官能团转换或键的切断;去寻找一个又一个前体分子（合成子）,直至前体分子为最易得的原料为止,这是完成合成设计的一条有效途径。逆合成分析过程包括:1识别目标分子:2对目标分子进行逆向分析;3制定合成路线2021/3/149常用术语Chapter11切断:一种分析法,这种方法是将分子中的一个键切断使目标分子转变成为一种可能的原料;官能团互换:把一个官能团换写成另一个官能团,以使切断成为可能的一种方法;通常用FGI(antitheticalfunctionalgroupinterconversion)

表示。

合成等价物:一种能起合成子作用的试剂。合成子常由于其本身太不稳定而不能直接使用;合成子:在切断时所得出的概念性的分子碎片[通过已知的合成方法(或合成操作)能够与有机分子相连接的化学结构单元]

目标分子:最终要合成的分子;通常用TM(TargetMolecular)表示。2021/3/1410Chapter11例一:用三个或三个碳以下的有机原料和适当的无机试剂合成:第二节有机化合物的合成逆合成分析:2021/3/1411Chapter11合成路线:无水醚无水醚2021/3/1412Chapter11例二:用四个或四个碳以下的有机原料和适当的无机试剂合成:逆合成分析:2021/3/1413Chapter11合成路线:无水醚2021/3/1414Chapter11例三:用苯和适当的无机试剂合成:逆合成分析:2021/3/1415Chapter11合成路线:浓H2SO4浓2021/3/1416Chapter11例四:用苯和二个或二个碳以下的有机原料和无机试剂合成:逆合成分析:2021/3/1417Chapter11合成路线:2021/3/1418Chapter11例五:用三个或三个碳以下的有机原料和适当的无机试剂合成:逆合成分析:2021/3/1419Chapter11合成路线:2021/3/1420Chapter11例六:用苯、三个或三个碳以下的有机原料和适当的无机试剂合成:2021/3/1421Chapter11逆合成分析:2021/3/1422Chapter11合成路线:2021/3/1423Chapter11例七用不超过四个碳的简单有机原料合成下列化合物:2021/3/1424Chapter11逆合成分析:2021/3/1425Chapter11合成路线:2021/3/1426Chapter11例八:写出从反应物到产物的反应历程:2021/3/1427Chapter11例九:写出从反应物到产物的反应历程:2021/3/1428Chapter112021/3/1429Chapter11例十.选用不超过四个碳的有机物为起始原料合成目标化合物。2021/3/1430Chapter11逆合成分析合成路线请同学自己完成2021/3/1431Chapter11例十一、选用不超过四个碳的有机物为起始原料合成目标化合物。2021/3/1432Chapter11逆合成分析2021/3/1433Chapter11合成路线2021/3/1434Chapter112021/3/1435Chapter11第三节天然产物的合成1.角鲨烯的合成2021/3/1436Chapter11逆合成分析:2021/3/1437Chapter11逆合成分析:2021/3/1438Chapter11全合成路线:2021/3/1439Chapter112021/3/1440Chapter112021/3/1441Chapter112.雌酮激素的合成2021/3/1442Chapter11