第12章 多步骤有机合成路线设计ppt课件

合成设计的基本方法-“倒推切断法”
倒推切断法： 一种分析(想象)方法, 化学反应的逆过程. 为什么用倒推切断法? 一个未见报道的化合物, 只知道化学结构. 目标分子: 打算合成的分子, 通常用TM表示. 合成子: 在切断时所得出的概念分子碎片,常为离子. 合成等价物: 一种能起合成子作用的试剂. FGI:官能团互换(Functional Group Interconversion).
R 1 O H _ X + R 2
生成稳定的离子
CN CC-R R-(MgBr)
切断原则(1): 最佳反应机理
Me Me
C
OH CN
M e M e
O H _ C N +
M e M e
H O +
M e M e
+ O H
M e M e
M e N a C N O + e H M
O H C N
Ph M e
1,2-二氧化化合物的合成
OH NH O N HO OH H2C CH CH3 OH
presure
H2C CH CH3
OH
O H2C CH2 + O H2C CH2 + R2NH NH2
HCl /H2O
HO R
H N
76%
HO
N
R
H N H2C CH2 + n-Bu2NH
AlCl3/C6H5
N
NH2
12-1、有机合成的概念及意义
4. E. J. Corey, (1990年获Noble 化学奖)
逆合成分析 (Retrosynthetic analysis) 如果说Woodward 一生奋斗的成就是将有机合成作为一种艺术展现在 世人面前，那么Corey 则是将有机合成从艺术转变成为科学的一个 关键人物。他的逆合成分析是现代有机合成化学的重要基石，推动 了20世纪70年代以来整个有机合成领域的蓬勃发展。 Woodward (1981) 红霉素的全合成 Y. Kishi (1987) 海葵毒素的全合成 S. L. Schreiber et al (1993) FK-1012 的全合成 K. C. Nicolaou & S. L. Schreiber（1994） 紫杉醇（Taxol)的全合成
O
a
a
+M e M gI
b
OH
b 最佳反应路线 MgBr + O
切断原则(2): 最大步骤简化; 切断原则(3): 最适反应试剂
O P h
P h M g B r
a
Ph a
c
b
Ph
b
最佳
c
O O E t
OH
P h M g B r 2
反应更易
试剂简化
M g B r
P h O
P h
叔醇含有两个相同基团可同时切断
2
OH OR
+
[O]
R1 R4
OH OH NHR
O R1 R2
OH Mg (Hg ) R1 R2 OH R3 R4 H 3O
R3 O
R2 R1 R4 R3 KMn O 4 OH/H 2 O
R2 R1 R4 R3 OH OH
在合成上,没有意义。
（2）环氧化合物的氨解
O H2C CH CH3 + NH 3 OH O NH2
第12章 多步骤 有机合成路线设 计
12-1、有机合成的概念及意义
1) 1902年，德国化学家 Willstatter合成颠茄酮(1915年获Noble 化学奖）
21 steps, overall yield 0.7%
12-1、有机合成的概念及意义
2）1917年，英国化学家 Robinson (1947年获Noble 化学奖）
FGI
Ph
CO Et 2 Ph CO Et 2 +
CO Et 2 CO Et 2
TM
Ph CO Et 2 Ph CO Et 2
合成子
CO Et 2 Cl + CO Et 2
目标分子
O
合成等价物
O
O
+
O
O
O
TM
合成等价物 合成子
利用“倒推切断”法进行分 析:
N O NH + Cl O
FGI
BrM g
+
FGI
CH 2 O
HO
CH O
+
HO Mg Br
Br
合成:
Br
Mg Ether
MgBr
(1) EtCHO (2) H3O
HO
NaBr/H2SO4 Mg
BrMg
(1) EtCHO
HO
(2) H3O Na2Cr2O7
Ether
Br
HO O
SOCl2
NH Cl O O
醇的合成设计
R1 O
R2
R 1 O H C X R 2
3 steps, overall yield 90%
12-1 有机合成的概念及意义
3) 维生素B12 的合成 （Woodward, 1977年） 因在1945-1954年人工合成了奎宁、类固醇、马钱子 碱、羊毛甾醇、麦角碱等近20种复杂天然产物而1965 年 获Noble 化学奖 在Woodward及Eschenmoser 领导下, 经过两个实验室， 100多位科学家的共同努力，于1977年完成了维生素B12的全合 成工作。 将有机合成作为一种艺术展现在世人面前。
O
C O O E t
O Et
六环中有一个双键可采用Diels-Alder反应切断
R R'
H O H
R O + H R '
H负离子等价试剂: NaBH4 还原醛酮不还原酯 LiAlH4 还原所有羰基化合物
两个试剂均不还原孤立双键
醇衍生物的合成设计
醚 ROR ' H 卤 烃 R -X PX3 或 HX 醛 酮 RCHO RCOR'
OH _ _ C CH
P h M e
_ -_ C H O C
P h O H _ _ C H M e C
P h M e O
_ N a _ _ H C C H C H C 液 氮
P h M e P h M e
O H E t O H E t
P h O M e P h O M e
E t
E t -L i E tM g B r或
77-89%
（3）-羟基(氨基)酸的合成
O R 1 R 2 O R 1 R 2+ H C N R 1 R 2 OH OH R 1
1,2-二氧化化合物的合成
+ H C N
R 1
CN R 2 OH CN
ROH 醇 氧 化 RCOOH 羧 酸
消 除 反应 R C H =C H R ' 烯
RC OCl 或 (R C O )2O RCOOR' 酯
醇的衍生物均可转化成醇再切断
1,2-二官能团化合物的合成
(1) 邻二醇及其衍生物的合成
R2 RO O R1 R3 R4 R2 R2 R1 PPh3 R4 R3 R2 R1 R4 R3 R2 H 3O R1 R4 R3 R2 RNH