有机合成设计(上)

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高考化学有机合成路线设计

高考化学有机合成路线设计

3.已知:① ② 当苯环上已有一个“—CH3”或“—Cl”时,新引入的取代基一般在原有取代基的邻位 或对位;当苯环上已有一个“—NO2”或“—COOH”时,新引入的取代基一般在原有取代 基的间位。
请用合成反应流程图表示出由甲苯和其他物质合成
的最佳方案。
乙醚
4.已知卤代烃与金属镁反应生成“格林试剂”,如:R—X+Mg――→RMgX(格林试剂)。 利用格林试剂与羰基化合物(醛、酮)等的反应可以合成醇类,如:
合成路线流程图示例:
有机合成路线设计
CH2==CH2――Br2→
―N―aO―H ―水溶―液→

例 1. 请设计合理方案用乙烯合成乙二酸乙二酯(结构如右图所示) (其他原料自选,用反应流程图表示,并注明必要的反应条件)。
例 2.
l 例 3.化合物 H 是合成抗心律失常药物泰达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
① 有关物质的转化关系如图所示。
②RCOOH―Li―AlH→4 RCH2OH
(其中 R 是烃基)
写出由 G 合成 2­氯­1,3­丁二烯的合成路线(无机试剂任选)。
7.某研究Байду номын сангаас组以甲苯为主要原料,采用以下路线合成医药中间体 F 和 Y。
已知:① ②2CH3CHO―N―aO→H CH3CH(OH)CH2CHO――△→CH3CH==CHCHO 以 X 和乙烯为原料可合成 Y,请设计合成路线无机试剂及溶剂任选。
CH2==CHCH==CH2 ――Br2→
――Na―OH―/H―2O→

―H―C→l
催化剂
H2C
浓―H―2S→O4

==CH2
――H―2O―→
催化剂,△
CH3CH2OH

高中化学-有机合成路线的分析与设计

高中化学-有机合成路线的分析与设计

有机合成路线的分析与设计一、有机合成中官能团的衍变1、官能团的引入(或转化)方法(1)引入或转化为碳碳双键的三种方法①醇的消去反应引入②卤代烃的消去反应引入③炔烃与H2、HX、X2的不完全加成反应(2)引入卤素原子的三种方法①烷烃、苯及其同系物与卤素单质发生取代反应②不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应③醇与氢卤酸的取代反应(3)引入羟基的四种方法①烯烃与水加成生成醇②卤代烃的碱性水解成醇③醛或酮与氢气加成生成醇④酯水解生成醇(4)引入醛基(或羰基)的方法①醇的催化氧化(5)引入羧基的四种方法①醛被氧化成酸②酯在酸性条件下水解③含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化④醇被强氧化剂氧化2、官能团的保护:有机合成过程中,为了避免有些官能团发生变化,必须采取措施保护官能团,待反应完成后再使其复原。

有时在引入多官能团时,需要选择恰当的顺序保护特定官能团被保护的官能团被保护的官能团性质保护方法酚羟基易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化碳碳双键易与卤素单质加成,易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化醛基易被氧化3、官能团的消除(1)通过加成消除不饱和键双键或三键(2)通过加成或氧化等消除醛基(—CHO)(3)通过消去、氧化、与氢卤酸取代或酯化反应等消除羟基(—OH)(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子三、有机合成中碳骨架的衍变1、使有机物碳链增长的反应①乙炔自身加成②卤代烃与NaCN的反应③卤代烃与炔钠的反应④卤代烃和钠反应⑤醛、酮与氢氰酸的加成反应⑥醛、酮与格氏试剂反应⑦羟醛缩合反应⑧烯烃、炔烃加聚反应⑨苯环与卤代烃反应(傅克反应)⑩苯环与酰卤反应⑪缩聚反应2、使有机物碳链缩短的反应①脱羧反应②氧化反应③水解反应④烃的裂化或裂解反应3、使有机物碳链的成环的反应①二烯烃成环反应(双烯合成)②羟基酸酸的酯化成环③多元羧酸与多元醇的酯化成环④氨基酸的成环⑤二元羧酸与二氨基化合物成环⑥形成环醚4、使有机物碳链的开环的反应①环酯水解开环②环烯烃氧化开环四、有机合成路线的设计与分析1、常见有机物的转化关系2、有机合成路线设计思路3、常见的有机合成路线 (1)一元化合物合成路线:R —CH===CH 2−→−HX R —CH 2—CH 2X ∆−−−→−溶液NaOH R —CH 2—CH 2OH []−→−O R —CH 2—CHO []−→−OR —CH 2—COOH −−−−→−∆醇、浓硫酸、酯 (2)二元化合物合成路线CH 2===CH 2−→−2X CH 2X —CH 2X ∆−−−→−溶液NaOH HOH 2C —CH 2OH []−→−O OHC —CHO []−→−O HOOC —COOH −−−→−一定条件链酯、环酯、聚酯(3)芳香化合物合成路线 ①∆−−−→−溶液NaOH②光照−→−2Cl ∆−−−→−溶液NaOH −−−−→−∆醇、浓硫酸、芳香酯4、有机合成的分析方法(1)正向合成分析法: (2)逆向合成分析法: (3)正、逆合成分析:(4)逆合成分析法设计有机合成路线的思维程序(5)逆向合成分析法应用例析:利用“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯的过程逆合成分析思路,概括如下 具体步骤如下5、解决有机合成题的基本步骤第一步:要正确判断合成的有机物属于何种有机物,它带有什么官能团,它和哪些知识、信息有关,它所在的位置的特点等第二步:根据现有原料、信息和有关反应规律,尽可能合理地把目标有机物解剖成若干片段,或寻找官能团的引入、转换、保护方法,或设法将各片段(小分子化合物)拼接衍变,尽快找出合成目标有机物的关键和突破点。

第四节 有机合成教学设计(学案与教案)

第四节 有机合成教学设计(学案与教案)

第四节有机合成教学设计车琳第一课时教学内容:有机合成的过程教学目标1、知识与技能(1)、掌握常见官能团的引入、消除和衍变及碳骨架增减的方法。

(2)、了解有机合成在生活和生产中的作用。

(3)、能根据有机物的化学反应及衍变关系,合成具有指定结构简式的产物。

2、过程与方法经过合成路线的设计,培养学生研究问题、解决问题的方法,及多向思维、发散思维的习惯。

2、情感态度与价值观培养学生的创新思维,和实践精神。

深刻体验有机合成在生活和生产中的重要作用。

从而增强学生对化学在人类社会发展中的重要贡献的认识。

教学重点:常见官能团的引入、消除和衍变及碳骨架增减的方法教学难点:根据有机物的化学反应及衍变关系,合成具有指定结构简式的产物教学策略:引导多向分析、启发思考、练习强化教学进程【课前研读】(提示:请同学课前务必完成!)一、有机合成的过程1.有机合成的概念利用简单、易得的原料,通过有机反应,生成具有特定结构和功能的有机化合物2.有机合成的任务目标化合物分子骨架的构建和官能团的各种转化3.有机合成的过程4.有机合成的原则原料价廉、原理正确、路线简便、便于操作、条件适宜、易于分离,产率高、成本低二、有机合成的方法核心工作:①官能团的引入、消除和衍变②碳链的增长或缩短1.官能团的引入①双键的引入a、某些醇或卤代烃的消去反应b、炔烃的部分加成c、醇的氧化(羰基)②卤原子的引入a、烃与X2的取代反应b、不饱和烃与HX或者X2的加成c、醇被HX中的X取代了羟基③羟基的引入a、烯烃与水的加成b、醛、酮与氢气的加成c、卤代烃的碱性水解d、酯的水解2.官能团的消除①加成反应消除不饱和键②消去、氧化或者酯化反应消除羟基③加成或氧化反应消除醛基④水解或者消去反应消除卤原子3.官能团的衍变①利用官能团的衍生关系进行衍变醇→醛→羧酸-OH → -CHO → -COOH②通过某种化学途径使官能团数目发生改变CH3CH2OH → CH2=CH2→ CH2OHCH2OH③通过某种手段,改变官能团的位置等CH3CH2CH2Cl → CH3CH=CH2→ CH3CHClCH34.碳链的增减①增长:有机合成题中的增长,一般会以信息形式给出。

《有机合成》教学设计(全国优质课获奖案例)

《有机合成》教学设计(全国优质课获奖案例)

《有机合成》教学设计(全国优质课获奖案例)第四节有机合成(第二课时)一、新课程标准要求⑴举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。

⑵认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点,知道它们的转化关系。

二、教学背景分析1.研究内容分析:有机合成是有机化学服务于人类的桥,是有机化学研究的中心,是化学工作者改造世界、创造未来最重要的手段。

有机合成是有机物性质的应用,要求学生在前两章及本章前三节的研究基础之上熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的引入和消去等基础知识,同时对本节第一课时有机合成的过程要有初步掌握。

本节课教学要帮助学生学会运用逆合成分析法设计有机化合物合成路线的基本技能,旨在培养并提高学生综合运用所学知识解决实际合成问题的能力,为学生顺利研究本模块第五章进入合成有机高分子化合物时代及选修一《化学与生活》的研究奠定基础,同时使学生认识到合成的有机物与人们生活的密切关系,对学生渗透热爱化学、热爱科学的思想教育。

2.学生情况分析:学生已有的认知学生已有的研究能力学生研究心理的期待群体中的个体差异三、本节课教学目标1.知识与技能:使学生掌握有机物的性质及转化关系,研究逆合成基本原则及其应用2.进程与方法:①通过小组讨论、归纳、整理知识,培养学生对有机物性质和官能团转化方法的归纳能力。

②通过与生活实际相关的有机物的合成方法的研究,培养学生的逆合成分析法的逻辑思维能力以及信息迁移能力。

3.情感、态度与价值观:①体会新物质的不断合成是有机化学具有特殊的科学魅力,对学生渗透热爱化学的教育。

②培养学生将化学知识应用于生产、糊口实践的意识。

③加强学生的沟通能力和合作进修能力;以化学主人翁的身份体会化学学科在生产、糊口中的实用价值,激起进修化学的兴趣。

四、讲授设计流程与讲授设计(一)讲授设计实际依据布鲁纳认知结构理论、皮亚杰建构主义研究理论、维果茨基“最近发展区”理论。

有机合成路线设计 (1)

有机合成路线设计 (1)
含醛基。 ⑤加入Na,产生H2:含羟基或羧基。 ⑥加入NaHCO3溶液,产生气体:含羧基。 ⑦加入溴水产生白色沉淀:含酚羟基。
(2)根据反应中的特殊条件进行推断 ①NaOH的水溶液:卤代烃、酯的水解反应。 ②NaOH的醇溶液:卤代烃的消去反应。 ③浓硫酸,加热:醇的消去、成醚、酯化;苯环的硝化。 ④溴水或溴的CCl4溶液:烯烃、炔烃的加成。 ⑤O2/Cu或Ag,加热:醇的催化氧化。 ⑥新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液:醛被氧化为羧酸(或羧酸盐)。 ⑦稀硫酸:酯的水解;糖、蛋白质等的水解。 ⑧H2,催化剂:烯烃、炔烃、苯环、醛、酮的加成。 ⑨卤素,光照:烷烃、苯环侧链烷基上氢原子的取代。 ⑩卤素,催化剂:苯环上氢原子的取代。
【模型构建】 有机合成
合成的任务
构建碳骨架 增长和缩短、成环等过程 官能团的引入、转化、消除及保护
合成路线的设计
原则
成本低、产率高 环境友好、路线短
方法 逆向设计合成路线
【学习评价】 教材P92
分析: 切割法
OH 苯甲酸 H
Cl 苯甲醇
碳氧双键一端补—OH,形成—COOH;另一端补上H,形成—OH。
苯甲酸甲酯的合成路线设计:
KMnO4溶液
Cl
Cl2,光照
OH
苯甲酸
H
NaOH溶液∆
苯甲醇
浓H2SO4 ∆
CCl3
发生在苯环侧 链上的取代
最后一步 引入硝基
取代反应
还原反应
引入酰胺基 逆推得出F的结构
抓住物质的碱性,讨论物质的碱性对该反应产生的影响。
(3)合成路线分析
目标产物
模仿第⑤步
NH2
原料反应物
1. CH2=CH2 +H2O

有机合成设计

有机合成设计

无论是何种策略,Corey在反合成思考中是很重视对 目标物“分子复杂度(molecular complexity)”的逐步 减小。 所谓分子复杂度是由分子的大小(molecular size)、 所有的元素和官能团、环的结构和数量(Corey 把这种 cyclic connection 就称为 topology)、立体中心的数 目或密度、化学活泼性与结构稳定性(即动力学和热力学 稳定性)等各种因素综合组成的。一个复杂分子的成功的 合成就在于对其进行反合成分析时,正确的逻辑推导以逐 步减少分子复杂度。
有机合成设计
1 有机合成几种策略 2 有机合成设计原理 3 反向合成法基本概念 4 反向合成法切断技巧 5 几类重要化合物的合成路线设计 6 碳环切断与合成路线设计
有 机 合 成
反应,方法和技术
原料
单质、 简单无机物、 简单有机物
新的有机物
目标分子(TM)
有机合成几种策略
由原料决定的有机合成策略 由化学反应决定的有机合成策略
由原料决定有机合成的策略
在有机合成农药、药物等的研究工作中,需要制备 一系列的同系物或一系列类似物,从中选出效果较好 的化合物和有效基本结构,常常采用这种策略
由原料决定有机合成的策略
NH H2N SO2NH C H2N
N H2N SO2NH
磺胺胍(SG)
H2N N N NH2 SO2NH2
磺胺吡啶
O FGI
O FGA O
OH
官能团的添加functional
group addition
官能团的消除functional
group removal
O OH FGR
O
在不改变TM骨架的前提下,变换官能团(种类/位置) 以简化官能团

有机合成路线设计

有机合成路线设计

有机合成路线设计有机合成是化学学科中一个非常重要的分支,是制备各种化合物和药物的关键技术。

有机合成路线是指从原料开始,经过一系列的步骤,最终制备目标化合物的过程。

本文将介绍有机合成路线设计中的一些基本概念以及设计路线的一般原则。

基本概念原料在有机合成路线设计中,原料是指制备目标化合物的起始化合物。

有机化学中常见的原料包括芳香化合物、醇类、醛类、酮类、酰胺类、胺类、烃类等。

中间体中间体是在化学反应中形成的、不是最终产物的化合物。

中间体可以通过一系列反应逐步转化为目标化合物。

通常情况下,中间体是比原料更复杂的化合物。

反应物反应物是指在化学反应中参与反应的化合物,通常是原料或中间体。

反应物要求在相应的条件下进行化学反应,从而得到下一步反应所需的中间体。

产物产物指化学反应的最终产物,也就是我们制备的目标化合物。

在有机合成路线设计中,我们需要根据产物的结构和性质,逆向推导出一些具有合适反应性质的中间体和原料。

路线设计的一般原则有机合成路线设计并不是一项简单的工作。

在设计过程中,需要根据目标化合物的结构和性质,选择合适的合成途径,并优化每一步反应的反应条件和反应物。

一般来说,有机合成路线设计应该遵循以下原则。

合理设计反应路径在有机合成路线设计中,一个化合物可以有多种形式和同分异构体。

因此,选择合适的反应路径非常重要。

针对不同化合物的不同官能团,我们需要选择具有特定反应性的反应物和反应条件。

单步反应条件要优化在有机合成路线中,每一步反应都要在合适的条件下进行。

一般来说,反应条件包括温度、时间、催化剂、溶剂等。

为了获得高收率和高纯度的产物,单步反应条件需要不断优化。

设计稳定和容易操作的反应条件在有机合成路线设计中,反应条件不仅要适合化学反应本身,还需要稳定和容易操作。

比如说,在设计反应溶剂时,需要考虑反应溶剂是否对化学反应有影响。

同时,我们也需要考虑反应溶剂是否有毒性、可燃性等安全问题。

避免产生废气和废水在有机合成路线设计中,我们要尽量避免产生废气和废水。

有机合成路线设计及优化策略

有机合成路线设计及优化策略

有机合成路线设计及优化策略概述:有机合成是化学领域中一项重要的技术,用于制备具有特定结构和功能的有机化合物。

合成路线的设计和优化对于提高合成反应的效率、最大程度地减少副反应和废物产生至关重要。

本文旨在探讨有机合成路线设计的基本原则和优化策略,帮助化学研究人员在有机合成中取得良好的效果。

一、有机合成路线设计的基本原则1. 反应选择:根据目标分子的结构和功能需求选择合适的反应类型,如取代、加成、缩合等,以实现所需的化学转化。

2. 原子经济性和原子利用率:尽量选择经济型反应,使得反应废物最小化,并充分利用所有原料中的原子。

3. 高收率:选择能够高产率地生成目标产品的反应,避免副产物的生成,减少废料的产生。

4. 低操作成本:考虑反应条件的温度、压力、催化剂的使用量等因素,以降低操作成本,并提高反应效率。

5. 安全性:合成过程中要注意反应的安全性,考虑副产品的毒性、易燃性等特性,确保实验过程的安全性。

二、有机合成路线优化的策略1. 反应条件的优化:改变反应的温度、压力、反应时间等条件,以提高反应效率和产物收率。

2. 催化剂的选择和优化:选择合适的催化剂,以提高反应速率和选择性。

优化催化剂的使用量和反应条件,减少副反应的发生。

3. 原料的优化:选择经济性好、易得的原料,避免使用昂贵的试剂或有毒有害的化合物,且考虑原料的容易处理性和废物产生。

4. 途径选择的优化:利用计算化学等方法,评估不同合成途径的优劣,选择更经济、高效的合成路径。

5. 副反应的控制:通过调整反应条件、添加副反应抑制剂或改变反应步骤等措施,控制副反应的发生以提高产物收率。

6. 重要中间体的高效合成:选择适当的中间体合成路径,减少合成步骤,提高整个合成路线的效率。

7. 合成路径的多样性:考虑不同的合成途径,以便在某些情况下替代原来的合成路线,降低成本并提高产物收率。

三、案例分析为了更好地理解有机合成路线设计和优化策略,以下是一个案例分析:目标分子:五氟化氧己烷(C6F10O)1. 反应选择:选择反应类型为取代反应。

有机合成实验方案设计

有机合成实验方案设计
三种开发工艺:
一、设计前的准备工作
例二 苯乙酸的合成 路线一: CH3COOH + Cl2 P
+ ClCH2COOC2H5
CH3 + Cl2
ClCH2COOH
1.无 水 2.OH3.H+
CH3CH2OH ClCH2COOC2H5 H+
CH2COOH
路线二:
NCS/苯 /CH2Cl2
CH2Cl
H3C-(CH2)3CH=CH
3
CH2 7COO-CH3
2 2
3
Catalyst
3
H3C-(CH2)3 CH O
CH
CH=CH
CH=CH
CH2 7COO-CH3
磺酸树脂作催化剂
O
+
OH HO OH
catalytisis
O
O OH
+
H2O
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二、确定实验的基本方法
4 研究中的摩尔浓度 理论研究中特别重视反应浓度: 摩尔浓度:0.01、0.1、﹒﹒﹒ 0.5、 1、 2 ﹒﹒﹒无溶剂合成 应用研究中要同时表达浓度和溶剂比 摩尔浓度:0.01、0.1、﹒﹒﹒ 0.5、 1、 2 ﹒﹒﹒无溶剂合成 原料与溶剂(g/mL ): 1:4~1:20 ,表 达的是生产效率。
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五、过程监控与质量控制
3 LC与LC-MS 优点:给出信息多,能确定反应时间,准确表达 反应。 缺点:分析时间较长。 用于工艺研究中,生产中反应控制。 与GC相比,为大分子、易分解分子。 LC条件设计:改变流动相的比例。
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五、过程监控与质量控制

2021高考化学 有机合成路线设计

2021高考化学 有机合成路线设计

回答下列问题: (1)A→B 的反应类型是__________________________, B 中官能团的名称是______________。 (2)E 中含两个 Cl 原子,则 E 的结构简式为________________________ 的名称是__________________。 (4)I→J 的化学方程式为__________________________________________ ________________________________________________________________________。
(5)设计以 剂任选)。
为原料制备化合物
的合成路线(其他试
解析:(1)由 C 的结构简式可以推出 B 中含有酯基,即 B 为
,A→B
发生取代反应。(2)由 D→E、E→F 并结合 E 中含两个 Cl 原子可推出 E 为

(3)结合信息②逆推出 G 为 CH3CHO,名称为乙醛。(4)I 中含有羧基, 结合 F 与 J 反应生成的 K
第1页共5页
专题跟踪检测(二十七) 有机合成路线设计
2.由烃 A 制备抗结肠炎药物 H 的一种合成路线如图所示(部分反应略去试剂和条件):
回答下列问题: (1)设计 C→D 和 E→F 两步反应的共同目的是______________________________ ________________________________________________________________________。
(R 为烃基),其中一种辣椒素酯类化合物 J 的合成路线如图所示:
已知:①A、B 和 E 均互为同系物,其中含氧衍生物 B 的相对分子质量为 44,A 和 B 的核磁共振氢谱显示都有两组峰。

高中化学第3章有机合成及其应用合成高分子化合物第1节有机化合物的合成(第2课时)有机合成路线的设计及

高中化学第3章有机合成及其应用合成高分子化合物第1节有机化合物的合成(第2课时)有机合成路线的设计及
(2)B的相对分子质量为30,且只含C、H、O三种元素,由合成路线可知A与B 发生加成反应生成M,M再与H2加成生成N,N分子中有4个C和1个O,故B的分子 式中应含有1个C和1个O,B的结构简式为HCHO。
第四十四页,共51页。
第四十五页,共51页。
第四十六页,共51页。
第四十七页,共51页。
第十五页,共51页。
回答下列问题: (1)A的名称是________,B含有的官能团是________。 (2)① 的反应类型是________,⑦的反应类型是________。 (3)C和D的结构简式分别为________、________。 (4)异戊二烯分子中最多有________个原子共平面,顺式聚异戊二烯的结构简 式为________。 (5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体________(填结构简 式)。 (6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3丁二烯的合成路线________。
第四十页,共51页。
合成五元环有机化合物J的路线如下:
第四十一页,共51页。
已知:
(1)A属于炔烃,其结构简式是________。 (2)B由碳、氢、氧三种元素组成,相对分子质量为30。B的结构简式是 ________。
第四十二页,共51页。
(3)C、D含有与B相同的官能团,C是芳香族化合物。E中含有的官能团是 ________。
第十六页,共51页。
【解析】 (1)由A的分子式为C2H2知,A为乙炔。由B的加聚反应产物的结构 简式可逆推B的结构简式为CH2===CHOOCCH3,分子中含有碳碳双键和酯基。
(2)由HC≡CH+CH3COOH―→ CH2===CHOOCCH3可知,反应①为加成反应;由
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2015-3-13
20
Diversity-oriented organic synthesis and Forward Synthetic Analysis(3c)
2015-3-13
21
著名的化学家Woodward说
Synthesis must always be carried out by plan ,and the synthetic frontiers can be defined only in term of the degree of which the realistic planning is possible utilizing all of the intellectual and physical tools available .
-CH
2015-3-13
常见合成子及相应的试剂或合成等效体(二)
合成子 试剂或等效体
PhC(O)R+ R+C=O R+CHOH H2+COH
2015, I, OTs等离区 基团) RCOX RCHO H2C=O
33
常见合成子及相应的试剂或合成等效体(三)
2015-3-13 27
合成子的分类
• 受电子合成子(a以代表):具有亲电性或接 受电子的合成子(acceptor synthon),如碳正 离子合成子。 • 供电子合成子(d以代表):具有亲核性或给 出电子的合成子(donor synthon),如碳负离 子合成子。 • 自由基(r以代表) • 中性分子合成子(e以代表)
2015-3-13
35
切断(disconnection)
• 切断是人为地将化学键断裂,从而把目标分子骨架 拆分为两个或两个以上的合成子,以此来简化目标 分子的一种转化方法。 • “切断”通常是在双箭头上加注dis表示。
Me NO2 dis OMe O OMe Me NO2 + + O
NO2 Me
2015-3-13
r OH
• 转化反应类型 :偶姻反应
2015-3-13 30
合成子和合成等效剂的实例(三)
• 目标分子
e e e e COOEt COOEt e e
合成子
e e COOEt COOEt
合成等效体
COOEt COOEt
合成子为合成等效剂
• 转化反应类型 :Diels-Alder反应
2015-3-13 31
OMe
Cl O
36
联结(connection)
• 联结是把目标分子中两个适当的碳原子联接起来, 使之形成新的化学键,获得便于进一步拆分的合成 子。 • “联结”通常是在双箭头上加注con来表示。
con
CHO CHO
2015-3-13
37
重排(rearrangement)
• 重排:重排是按重排反应的反方向把目 标分子拆开或重新组装,以此来简化目 标分子。 • “重排”通常是在双箭头上加注 rearr。 O
2015-3-13 2
• 1902年Willstatter合成天然产物托品醇 天然产物人工合成第一个里程碑
O I Br Br Br
托 品 经 典 合 成 法 ( 20 步 反 应 )
NMe2
Me2N
Br
NMe2 Br Br H NMe2 OH NMe2 Br
NMe2
NMe2
Br
O
2015-3-13
合成设计发展史
1828年以前生命力学说
严重束缚了人类的化学创造力 • 1828 ~ 1917 年经典合成时期 • 1917 ~ 1972 年合成艺术时期 • 1972 以后进入科学设计时期
2015-3-13 1
经典合成时期
• 1828年Wohler偶然使氰铵酸转化成尿素
打破了“生命力”学说 开创了人工合成新纪元 • 1859年Kekule建立了化学结构理论 奠定了人工合成的理论基础
* * * O *
Woodward将有机合成艺术最完美地展现在世人面前
2015-3-13 6
著名的化学家Woodward说
2015-3-13
7
科学设计时期
• 1972年Corey创造了反合成分析法
综合运用: 各类合成反应
合成设计原则
合成设计策略
CAD设计技术
进行复杂反应的创造性合成设计
2015-3-13 8
2015-3-13
13
纵向合成分析
Diversity-Oriented Organic Synthesis Forward Synthetic Analysis
Target-oriented Organic Synthesis Retrosynthetic Analysis
由目标化合物找出起始化合物 —— 计算机辅助合成设计技术
OH HO O OMe Me O OMe
Me OH AcO AcO
Me OH O Me Me Me O O O HO
Me OMe
Me Me O
Me
O Me Me COOMe H COOMe RO O H Me O Me COOMe
RO Me Me COOMe H COOH Me
Me
2015-3-13
target (parent) structure offspring synthons offspring reagents
• 每一次转化将得到比目标更容易获得的试剂,在以后 的逆合成中,这个试剂被定义为新的目标分子,转化 过程一直重复,直到试剂是可以商品获得的。
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合成子与合成等效试剂
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Diversity-oriented organic synthesis and Forward Synthetic Analysis(3a)
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Diversity-oriented organic synthesis and Forward Synthetic Analysis(3b)
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合成子和合成等效剂的实例(一)
• 目标分子 体
OH a d CH3CH2 CH3CH2 MgBr
合成子
OH +
成等效
O
• 转化反应类型 :
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酮与格氏试剂反应
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合成子和合成等效剂的实例(二)
• 目标分子
r O
合成子
r O
成等效体
COOMe COOMe
r OH
rearr OH OH 2 O
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官能团转化
• 有机合成的基础是各种官能团之间的反应, 因此逆合成的基本途径也是围绕着官能团而 进行。 • 官能团的转化是在不改变目标分子骨架的前 提下变换官能团的类型或位置,以此来简化 目标分子。
OH
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OH OH
OH
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Me O N H MeO O H Me O O O Me O O H
OMe OMe OMe O Me
Me
O O
O
2000年Schreiber等 合成的FK1012 基因开关
MeO MeO
O
Me
Me H
O OMe
Me H
O
Me O O
O H N
O
O
MeO
Me
O
• 现阶段有机合成几大新技术
–手 –仿 –组 –C –反 –纵
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性 生 合 A D 向 向
合 合 化 设 合 合
成 成 学 计 成 成
技 技 技 技 分 分
术 术 术 术 析 析
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1987年Kishi等合成出含64个手性碳的海葵毒素
OH H2N O O O OH OH O OH HO HO OH N O OH N OH Me Me OH O Me OH O OH HO OH OH Me HO OH OH OH Me OH Me HO OH O HO Me OH OH OH OH OH OH OH HO OH O OH OH HO OH O OH OH OH
Diversity-oriented Organic Synthesis
Forward Synthetic Analysis
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由基本构件分子衍生出多样化分子 —— 组合化学技术、固相合成技术
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Target-oriented organic synthesis Retrosynthetic Rnalysis
合成子
+COOH +CH +CH 2CH2OH
试剂或等效体 CO2
O
2CHCOR
CH2 = CHCOR
OC2H5 H2C C 2CuLi
S
OC2H5 H2C CS S
-
S
Li
R+COH
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RCOOEt
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骨架转化
• 逆合成中所谓的“转化(transform)” 有两大类型,即骨架转化和官能团的转 化。 • 骨架转化就是通过切断、联结和重排等 手段而实现。
Cope rearrangements
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Cope rearrangements
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Diversity-oriented organic synthesis and Forward Synthetic Analysis(1)
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Diversity-oriented organic synthesis and Forward Synthetic Analysis(2)
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