第九章 合成问题的简化课件

9合成问题的简化

主讲：第九章合成问题的简化9合成问题的简化合成一个目标化合物有不同的路线。一条经济快速的路线，必然是比较良好的路线。因此，可以说，简单的路线就是良好的路线。2023/10/212第九章合成问题的简化通常简化合成路线的办法有：1、使用分子的对称作用;2、利用分子的重排反应；3、借用天然化合物或其他易得的化合物分子中的部分结构，也就是实行半合成；4、同时形成两个以上的链或官能团；5、有类似化合物的合成法可以模拟等。2023/10/213第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线对称分子是指有对称面的分子。对称面可通过价键(如化合物I),也可以通过一个原子或若干原子(如化合物II)，将分子割成两个相等的部分：

2023/10/214第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线对称分子的这个特点能使合成简化，收到“事半功倍”的效果。在对称分子的合成中，最简单的做法是沿着分子的对称面割开分子成两个相等的部分。2023/10/215第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线合成：2023/10/216第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线2023/10/217第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线2023/10/218第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线但是，对称分子合成问题的处理并不是总能这样简单，特别是对通过其中的若干原子组成对称面的分子的处理。究竞分子的哪些部分应该规定为它的中心部分，这应该根据选用什么原料来定。如驱蛲净[1-乙基-2．6-双(对-(1-吡咯烷基)苯乙烯基吡啶碘季铵盐]的合成中，中心部分可以以吡啶为原始原料，也可以以2，6-二甲基吡啶为原始原料。其中，A是以吡啶为原始原料时的中心部位；B是以2，6-二甲基吡啶为原始原料时的中心部位。2023/10/219第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线驱蛲净2023/10/2110第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线以2，6—二甲基吡啶为原始原料时的合成如下：2023/10/2111第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线2023/10/2112第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线有些时候，分子的中心部分尚需经历一定的变化，才能符合合成中的要求。如3，3’-二氨基二苯基甲烷的合成：2023/10/2113第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线首先改变分子的中心部分-CH2-成为C=O，即：2023/10/2114第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线2023/10/2115第九章合成问题的简化9.1利用分子的对称性简化合成路线2023/10/2116第九章合成问题的简化9.2潜对称分子的合成潜对称分子原来没有对称性，但却能回推成对称分子。因此，合成时先将潜对称分子回推为对称分子，然后进行合成，这样就可以使许多复杂问题简单化。例如：2023/10/2117第九章合成问题的简化9.2潜对称分子的合成另外，还经常利用重排反应。重排反应前后只涉及分子结构的变化，并不涉及多少反应机理和操作步骤的改变，但在合成上是很有用的。如，螺[4，5I葵酮-1化合物的合成，目标分子是一个叔烷基酮，故有可能经过频呐重排反应形成：2023/10/2118第九章合成问题的简化9.3模拟化合物的运用对于一个复杂的化合物，首先考虑把与反应无关的部分去除，使得分子简化，这样，就比较容易找出分子中的关键部位。然后根据合成法则再进行反推与合成。然而，关键部位往往是最难合成的部位，我们不妨像小孩学东西一样，先从模仿开始。前人已做了大量的工作，我们可以借鉴其合成，进行模仿。只要能为目标分子难以合成的结构部分找到可模仿的对象，就可以实现“重点突破”，难点已破，整个合成问题也就“迎刃而解”了。2023/10/2119第九章合成问题的简化9.3模拟化合物的运用借用天然化合物或其他易得的化合物分子中的部分结构，也就是实行半合成。随着精细化工的发展和分析、分离技术的发展，越来越多的精细化学品可以方便地得到，而这些产品中正好有我们需要解决的难题化合物。因此可以借用这些精细化学品进行目标化合物的合成。2023/10/2120第九章合成问题的简化9.3模拟化合物的运用有类似化合物的合成法可以模拟，工作的难度也就可以降低。如合成二环[4，l，0]庚酮-2：2023/10/2121第九章合成问题的简化9.3模拟化合物的运用对于这个分子的合成，难点是构成它分子中所含的三碳环结构，为解决这个困难需要以环丙烷化合物为模仿的对象，因此有必要去了解它们的合成：2023/10/2122第九章合成问题的简化9.3模拟化合物的运用α-重氮酮化合物比重氮甲烷稳定，更方便用来产生卡宾化合物，因此，可借重氯甲烷与酰氯作用来制备：2023/10/2123第九章合成问题的简化9.3模拟化合物的运用通过模仿，做下列回推：2023/10/2124第九章合成问题的简化9.4平行-连续法(会集法)对于一个复杂的化合物的合成，需要多步去实现。多步合成有两个极端的策略,一个是连续法，一步一步地进行反应，每一步增加目标分子的一个新部分。如：

这样处理有两个主要缺点：①即使每一步都获得极好的产率，可是多步合成的总收率会很低；②如果另有一些活性官能团必须携带着，而通过很多步骤不发生变化，这样是很难做到的。2023/10/2125第九章合成问题的简化9.4平行-连续法(会集法)另一个策略是平行—连续法(也就是会集法，convergence)。在这个合成法中，分别合成目标分子的主要部分，并使这些部分在接近合成结束时再连接在一起，即：

这样总收率会比用连续法所得到的高，而且目标分子的不稳定部分被包含在较小的单元。2023/10/2126第九章合成问题的简化9.4平行-连续法(会集法)因此在一个复杂的化合物的合成中，尽量将目标分子分成两大部分，再将两部分各拆开成次大部分，避免将目标分子按小段地逐一拆开。对于有对称性的分子，可以拆开成相同的部分，这样更减少了合成步骤，更有效地提高收率。例1

：2023/10/2127第九章合成问题的简化9.4平行-连续法(会集法)2023/10/2128第九章合成问题的简化9.5金属有机导向有机合成金属有机化合物在有机合成的均相催化反应中起着十分重要的作用.往往在金属有机化合物催化下产生一系列的有机合成反应，如ziegler的烷基锂或苯基锂应用于有机合成，Heck的钴催化氢甲酰化反应等。金属有机化学的发展不仅为研究有机反应机理，特别是为现代有机合成提供了强有力的手段。现代有机合成要求反应具有高的选择性，即区域选择性和立钵选择件，以及符合“原子经济”，即产物中最大限度地体现反应物的原子数。2023/10/2129第九章合成问题的简化9.5金属有机导向有机合成在金属有机化合物的催化作用下，一系列有机反应可以在“一锅”(one-potn)实现。“一锅”反应已经成为一个重要的合成策略。其特点是在一个简单的操作中包括两个或多个转变，达到从简单原料出发合成复杂化合物的目的。如大家熟知的Wittig反应，通常需要3步来实现碳—碳双键．而在有机钯催化下．有正三丁基磷存在时．可以“一锅”法把醛变为