有機(jī)合成化學(xué)-王玉爐-第三版-第6章

第6章逆合成分析法與合成路線設(shè)計(jì)主講人：劉環(huán)宇

20世紀(jì)60年代，Corey在總結(jié)前人和他自己成功合成多種復(fù)雜有機(jī)分子的基礎(chǔ)上，提出了合成路線設(shè)計(jì)及邏輯推理方法。創(chuàng)立了由合成目標(biāo)逆推到合成用起始原料的方法—逆合成分析法。該方法現(xiàn)在已成為合成有機(jī)化合物特別是對(duì)復(fù)雜分子的合成具有獨(dú)特體系的有效方法。主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子Corey的定義:合成子是指分子中可由相應(yīng)的合成操作生成該分子或用反向操作使其降解的結(jié)構(gòu)單元。在這些結(jié)構(gòu)單元中，只有(d)和(e)是有效的，叫有效合成子。因?yàn)?d)可以修飾為C6H5COC-HCOOCH3，(e)可以修飾為

主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子目標(biāo)分子親電體親核體給予合成子(donorsynthon)簡稱為d合成子接受合成子(acceptorsynthon)a合成子帶負(fù)電帶正電主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子與合成子相應(yīng)的化合物或能起合成子作用的化合物稱為等價(jià)試劑。依照官能團(tuán)和活性碳原子的相對(duì)位置將合成子進(jìn)行編號(hào)分類。如果官能團(tuán)本身的碳原子C1具有活性，則該試劑為a1或d1合成子，如果

-碳原子C2是反應(yīng)中心，我們稱它為a2或d2合成子。如果

-碳原子C3是反應(yīng)部位，則相應(yīng)地稱為a3或d3合成子等等。官能團(tuán)中電負(fù)性的雜原子也能與電子接受體合成子形成共價(jià)鍵，這種情況稱為d0合成子。沒有官能團(tuán)的烷基合成子稱為烷基化合成子。主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子合成子簡稱合成子等價(jià)試劑官能團(tuán)d0CH3SΘCH3SHd1KCN-C

NCH3NO2d2CH3COOEt-COOEta0

PMe2Me2PCl-PMe2a1Me2COa2a3常見合成子和等價(jià)試劑主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子a和d合成子轉(zhuǎn)換主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子

和e合成子主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念2．逆合成轉(zhuǎn)變逆合成轉(zhuǎn)變是產(chǎn)生合成子的基本方法。這一方法是將目標(biāo)分子通過一系列轉(zhuǎn)變操作加以簡化，每一步逆合成轉(zhuǎn)變都要求分子中存在一種關(guān)鍵性的子結(jié)構(gòu)單元，只有這種結(jié)構(gòu)單元存在或可以產(chǎn)生這種子結(jié)構(gòu)時(shí)，才能有效地使分子簡化，Corey將這種結(jié)構(gòu)稱為逆合成子(retron)。上式中的雙箭頭表示逆合成轉(zhuǎn)變，和化學(xué)反應(yīng)中的單箭頭含義不同主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念

常用的逆合成轉(zhuǎn)變法是切斷法(disconnection縮寫dis)。它是將目標(biāo)分子簡化最基本的方法。切斷后的碎片便成了各種合成子或等價(jià)試劑。究竟怎樣切斷，切斷成何種合成子，則要根據(jù)化合物的結(jié)構(gòu)，可能形成此鍵的化學(xué)反應(yīng)以及合成路線的可行性來決定。一個(gè)合理的切斷應(yīng)以相應(yīng)地合成反應(yīng)為依據(jù)，否則，這種切斷就不是有效切斷。2．逆合成轉(zhuǎn)變主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念2．逆合成轉(zhuǎn)變逆合成切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念2．逆合成轉(zhuǎn)變逆合成連接主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念2．逆合成轉(zhuǎn)變逆合成轉(zhuǎn)換主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念2．逆合成轉(zhuǎn)變2-丁醇的兩種切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念2．逆合成轉(zhuǎn)變叔醇的切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略1)在不同部位將分子切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略1)在不同部位將分子切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略1)在不同部位將分子切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略2)在逆合成轉(zhuǎn)變中將分子切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略2)在逆合成轉(zhuǎn)變中將分子切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略3)加入基團(tuán)幫助切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略3)加入基團(tuán)幫助切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略3)加入基團(tuán)幫助切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略3)加入基團(tuán)幫助切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略3)加入基團(tuán)幫助切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略4)在雜原子兩側(cè)切斷碳原子與雜原子形成的鍵是極性共價(jià)鍵，一般可由親電體和親核體之間的反應(yīng)形成，對(duì)分子框架的建立及官能團(tuán)的引入也可起指導(dǎo)作用，所以目標(biāo)分子中有雜原子時(shí)，可考慮選用這一策略。主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略4)在雜原子兩側(cè)切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略4)在雜原子兩側(cè)切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略4)在雜原子兩側(cè)切斷合成有以下兩種方法：方法一此法較成熟，但氯丙酮為催淚劑，操作不方便。方法二主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略4)在雜原子兩側(cè)切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略5)圍繞官能團(tuán)處切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略5)圍繞官能團(tuán)處切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略5)圍繞官能團(tuán)處切斷

主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略6)變不對(duì)稱分子為對(duì)稱分子主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略7）利用分子的對(duì)稱性進(jìn)行切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略7）利用分子的對(duì)稱性進(jìn)行切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化1)β–羥基羰基化合物和α,β–不飽和化合物的切斷β–羥基醛酮切斷有如下規(guī)律：1)切斷α,β鍵；2)切斷β–C上的氧-氫鍵，OH中的氫變?yōu)棣哩CC上的氫；3)β–C和它上的OH中的氧變?yōu)轸驶?。主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化1)β–羥基羰基化合物和α,β–不飽和化合物的切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化1)β–羥基羰基化合物和α,β–不飽和化合物的切斷對(duì)這類化合物有如下切斷規(guī)律：1)切斷α,β–烯鍵；2)α–C上加兩個(gè)氫；3)β–C上變?yōu)轸驶髦v人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化1)β–羥基羰基化合物和α,β–不飽和化合物的切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化1)β–羥基羰基化合物和α,β–不飽和化合物的切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷1,3-二羰基化合物的制備，通常是用克萊森(Claisen)縮合反應(yīng)。根據(jù)該縮合反應(yīng)的特點(diǎn)，可以做如下切斷。酯分子內(nèi)縮合叫狄克曼(Dieckmann)環(huán)化。不同酯間的縮合產(chǎn)物同樣能夠用切斷法對(duì)分子簡化。例如主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷切斷a法合成主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷切斷b法合成主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷切斷合成：丙酮不能與草酸縮合，但草酸二乙酯卻能與丙酮發(fā)生Claisen反應(yīng),反應(yīng)如下主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷切斷合成主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化3)1,5-二羰基化合物的切斷Michael縮合，也稱Michael反應(yīng)，是合成1,5-二羰基化合物的重要反應(yīng)，是含有活潑氫化合物在α,β–不飽和羰基化合物上的共軛加成反應(yīng)。可用通式表示如下主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化3)1,5-二羰基化合物的切斷【例27】合成5，5-二甲基-1，3-環(huán)己二酮切斷合成主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化3)1,5-二羰基化合物的切斷【例28】合成（10-甲基-

1,9,3,4-六氫-2-萘酮）主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化3)1,5-二羰基化合物的切斷【例29】合成1，4-二苯基-2，6-二氧代哌啶-3-羧酸乙酯。主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團(tuán)化合物合成1,4-二官能團(tuán)化合物一般采用

-溴代羰基化合物與烯醇類負(fù)離子的親核取代反應(yīng)，據(jù)此，我們就可以對(duì)1,4-二官能團(tuán)化合物進(jìn)行逆合成分析。主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團(tuán)化合物主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團(tuán)化合物主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團(tuán)化合物主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團(tuán)化合物主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團(tuán)化合物主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團(tuán)化合物主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化5）環(huán)加成反應(yīng)主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化5）環(huán)加成反應(yīng)主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標(biāo)化合物的簡化5）環(huán)加成反應(yīng)主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法3.逆合成法系統(tǒng)應(yīng)用舉例主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法3.逆合成法系統(tǒng)應(yīng)用舉例主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設(shè)計(jì)6.2.1合成路線設(shè)計(jì)實(shí)例【例34】試對(duì)鎮(zhèn)痛藥度冷丁作切斷分析，并設(shè)計(jì)合成路線主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設(shè)計(jì)6.2.1合成路線設(shè)計(jì)實(shí)例【例35】試對(duì)下面多烯化合物作切斷分析，并設(shè)計(jì)合成路線主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設(shè)計(jì)6.2.1合成路線設(shè)計(jì)實(shí)例【例36】子試對(duì)下面稠環(huán)化合物作切斷分析,并設(shè)計(jì)合成路線主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設(shè)計(jì)6.2.1合成路線設(shè)計(jì)實(shí)例【例37】試對(duì)下面橋環(huán)化合物作切斷分析，并設(shè)計(jì)合成路線主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設(shè)計(jì)6.2.1合成路線設(shè)計(jì)實(shí)例【例38】試對(duì)Z-茉莉酮作切斷分析，并設(shè)計(jì)合成路線切斷一合成一主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設(shè)計(jì)6.2.1合成路線設(shè)計(jì)實(shí)例【例38】試對(duì)Z-茉莉酮作切斷分析，并設(shè)計(jì)合成路線切斷二合成二主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設(shè)計(jì)6.2.1合成路線設(shè)計(jì)實(shí)例【例38】試對(duì)Z-茉莉酮作切斷分析，并設(shè)計(jì)合成路線切斷三合成三主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設(shè)計(jì)6.2.1合成路線設(shè)計(jì)實(shí)例【例39】試對(duì)非甾體雌激素己烯酚作切斷分析，并設(shè)計(jì)合在路線