有机合成化学6—反合成分析法
合成化学-逆合成
合成路线: 合成路线
NaNH2 NH3 Br Lindlar Cat. H2 OsO4 Et2O O O TsOH O H2O
HO OH
用环己烯和二个碳的简单有机原料合成下列化合物： 例九 用环己烯和二个碳的简单有机原料合成下列化合物：
O OCH3 OCH3
逆合成分析： 逆合成分析：
O OCH3 OCH3 OH O OH O CHO
金属有机化合物与卤代烷的偶联反应； 金属有机化合物与卤代烷的偶联反应； 金属有机化合物与羰基，氰基的加成反应； 金属有机化合物与羰基，氰基的加成反应； 金属有机化合物与环氧化合物的开环反应； 金属有机化合物与环氧化合物的开环反应； 各类缩合反应； 各类缩合反应； 炔烃，芳环， 二羰基化合物和β 炔烃，芳环，酮，酯，β-二羰基化合物和β-羰基 腈的烷基化和酰基化反应； 腈的烷基化和酰基化反应； 酮的双分子还原； *6 酮的双分子还原； 酯的双分子还原； *7 酯的双分子还原； 环加成反应； *8 环加成反应；
合成路线: 合成路线
O Br2 Mg Br anhydrous ether Mg anhydrous ether PhCOCl H+ CHO H+ OCOPh Ph PhCH2CH2OH
H+
用苯，苯甲酸和五个碳以下的简单有机原料合成： 例十一 用苯，苯甲酸和五个碳以下的简单有机原料合成：
Ph O O Ph
逆合成分析： 逆合成分析：
Ph O O Ph Ph CHO CH2OH + PhCH2CH2MgBr OH
Br PhCH2CH2Br + CH2O
O PhCH2CH2OH PhMgBr +
三、 逆合成原理
逆合成原理是以合成子概念和切断法为基础， 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； 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 分子（合成子），直至前体分子为最易得的原料为止， ），直至前体分子为最易得的原料为止 完成合成设计的一条有效途径。 完成合成设计的一条有效途径。
逆合成分析法
有机合成化学逆合成分析法Retrosynthesis in Organic Chemistry第一节切断与逆合成分析法理想的合成：用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作，快速、定量的把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。
合理的路线设计：逆合成分析法适当的实验技术有机合成，首要的任务都是设计合成路线。
合成路线的设计是合成工作的第一步，也是最重要的一步。
任何一条合成路线，只要能合成出所需产物，应该说都是合理的。
但是同样被认为是合理的路线之间，却有着有效程度大小的差别。
例如，1915年获得诺贝尔化学奖的Willstatter在1896年设计了一条颠茄酮的合成路线，经历21步：OH 2NOHNOHNa/C2H5OHNH21)CH3I2)AgOHN(CH3)21)CH3I2)AgOH Br2quinoline1)2)1)HBr2)(CH3)2NH(CH3)2NNaC2H5OH(CH3)2NBr21)2)1)Br22)(CH3)2NHN(CH3)2BrBr1)NaOH,2)HCl+这条合成路线虽然每一步反应的产率都在80％以上，但是，由于步骤太多，路线太长，总的收率只有0.75％。
21年后，R.Robinsen 于1917年设计成第二条合成路线既合理又简单，仅用三步，总收率高达90％。
合成的关键是巧用Mannich 反应：N(CH 3)2NCH 3NCH 3OCl -130 C MeCl1)HBr 2)NaOH 3)CrO 3R.Robinsen的方法CHO CHOCH2COO-CCH2COO-ONH2CH3pH=5++NCH3COO-O COO-NCH3COOHOCOOHNCH3OH+90%由此可见，首先必须要有一个好的思维路线，才能设计出一条好的合成路线。
Retrosynthesis AnalysisE. J. CoreyABC Dintermediates starting materialtarget moleculeintermediatesDCBAstarting materialtarget moleculeSynthesis of methyl methacrylateO +HCN( NaCN + H2SO4 )dilutedCNOHOOCH3OHH2SO4+ NH4HSO4OOOOHOOHOHOOHOHOOOHHCHO + CH 3CHBrCOOCH 3CN O+HCNCH 3CHBrCOOHSynthesis of 1,5-diphenylpentan-3-olMgBr+OOHTHFBrHBrH2SO41) Mg, ether2) HCO2Et3) H2OOHOHMgBr+H OEtOBrOHMgBr+OOMe NHMe OMeO OAcOMeMe OH HO抗癌抗生素FR901464(1)abO MeAcO OHAN 3MeOMeMe IBMeOMeOTES TMSMeMe OTES B21O TMSH B22OOTESOHICOHOTESOTESC1C21HOTES OOTES C22逆合成分析：在有机合成中，通过分析目标分子原子或基团间的连接方式，在能够较为容易的重新键合的恰当地方“切断”原子间的键连，从而产生较为简单的分子片断。
有机合成逆合成分析法与有机反应概览
• 在非质子性极性溶剂中，亲核试剂亲核性的增 加比碱性增加显著
• 电荷的离域使亲核试剂碱性减弱的趋势大于亲 核性减弱，因此，丙二酸酯碳负离子的碱性和 亲核性均较EtO2CC(H)(R)-小，但亲核性与碱 性的比值前者较后者大
• 亲核试剂进攻原子与另一含有孤对电子的原子 相连（HOO-；NH2NH2），亲核性增强， HOO-＞ HO-
（1）一个原子提供两个电子作为共享电子（电 子对），即通过一个碳亲核体Nu和一个碳亲电体 （E）的离子型（极性）结合形成碳-碳
（C+ + C- C-C,大多数情况是Cδ+ + Cδ- C-C ） （2）每个碳原子贡献一个电子以形成共享的电子
对，也就是说通过两个自由基的结合形成C-C键。
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n Pr H C
Ph OH
1.苯基丁醇的逆合成分析之二。C-H的切断
FGI n Pr H
C Ph OH
n Pr δ+ Ph + C
NaBH4
Oδ- 不能直接得到的原料
n Pr δ+ Ph C
Oδ-
Ph C+=O +
n-Pr-
试剂（ 酰氯） 格氏试剂
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1.1.2.2 指导切断的指南
X
X
O
C
C
C
H
X
X
X= OR, -NHR, -SR, etc
CX
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内酯具有桃香味，是香水的一种成分，其逆合成 分析可从内酯C-O键切断入手
O
HO COOH
O
O+ HOOC
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按上述逆合成分析的合成路线为：
逆合成分析法与合成路线设计
第 6 章 逆合成分析法与合成路线设计20世纪60年代，Corey 在总结前人和他自己成功合成多种复杂有机分子的基础上，提出了合成路线设计与逻辑推理方法。
创立了由合成目标逆推到合成用起始原料的方法—逆合成分析法。
该方法现在已成为合成有机化合物特别是对复杂分子的合成具有独特体系的有效方法。
6.1 逆合成分析法6.1.1 逆合成分析法概念有机合成是利用一种或数种结构简单的原料经一步或数步有机化学反应得到既定目标产物的过程，可表示如下：逆合成分析法是将合成目标经过多种逆合成操作转变成结构简单的前体，在将前体按同样方法进行简化，反复进行直到得出与市售原料结构相同为止，可表示如下：图6-1 多路线逆合成分析示意图1．合成子原料反应反应( 产物 )目标分子官能团转换另外的目标分子逆合成转变前体(合成子)逆合成转变前体的前体原料目 标 分 子A D EF BG HK JCO L M N多路线逆合成分析示意图Corey 的定义:合成子是指分子中可由相应的合成操作生成该分子或用反向操作使其降解的结构单元。
一个合成子可以大到接近整个分子，也可以小到只含一个氢原子。
分子的合成子数量和种类越多，问题就越复杂。
例如：在这些结构单元中，只有(d)和(e)是有效的，叫有效合成子。
因为(d)可以修饰为C 6H 5COC-HCOOCH 3，(e)可以修饰为 。
识别这些有效合成子特别重要，因其与分子骨架的形成有直接关系。
而识别的依据是有关合成的知识和反应，也就是说有效合成子的产生必须以某种合成的知识和反应为依据。
亲电体和亲核体相互作用可以形成碳-碳键、碳-杂键与环状结构等，从而建立起分子骨架。
例如：若将上述反应中的亲电体、亲核体提出来，反应简化为2CH 2COOCH 3C 6H 5COCHCOOCH 3(a) C 6H 5 (b) C 6H 5CO (c) COOCH 3 (d) C 6H 5COCHCOOCH 3 (g) OCH 3CH 3OCOCH 2CH 23(e) CH 2CH 2COOCH 3(f)C M +CX CC+MX+C MgX OCC OHCOOEtC OEt OOCOOEtC +CCC：C OC +C O ：C O OCH 2CH 2COOCH 3再将上述式子反向，便得到将目标分子简化为亲电体、亲核体基本结构单元的方法，从而也就产生了相应的合成子。
高二有机化学 有机合成逆合成分析法
（苯胺，弱碱性，易氧化）
回答下列问题：（1）C的结构简式 （2）D+E→F的化学方程式： （3）反应①~⑤中，属于取代反应的是（填 反应序号） 。
思考与交流2
已知下列两个有机反应：
现以乙烯为惟一有机原料（无机试剂及催化 剂可任选），经过6步化学反应，合成二丙 酸乙二醇酯，设计出正确的合成路线。
思考与交流3
对羟基苯甲酸乙酯是一种常用的化妆品防 霉剂，试以甲苯为原料设计对羟基苯甲酸 乙酯的合成路线。
CH3
CH3CH3Fra bibliotekCH3
Cl2
一定条件
CH3I
思考与交流1
试研究以乙烯为原料合成草酸二乙酯的路线
目标化合物 中间体1 中间体2 基础原料
O
C-OCH2CH3 C-OCH2CH3 O
逆合成分析
？
CH2 = CH2
☆逆合成分析：
O C-OCH2CH3
O
C-OH C-OH O CHO CHO CH2-OH CH2-OH CH2-Cl CH2-Cl CH2 CH2
3.4 有机合成
第2课时
逆合成分析法
O
C-OCH2CH3 C-OCH2CH3 O
乙二酸二乙酯 (草酸二乙酯)
重要的化工原料。主要用于医药工业中，是硫唑 嘌呤、周效磺胺、羧苯脂青霉素、乙哌氧苄青霉素、 乳酸氯喹、噻苯咪唑、磺胺甲基异恶唑等药物的中间
体，可作为塑料、染料等产品的中间体，并可作纤维
素和香料的溶媒。
Cl
OH
OCH3 KMnO4 H+
COOC2H5
COOC2H5
COOH
HI
C2H5OH 浓硫酸 加热 OCH3 OCH3
OH
逆合成分析法
HOOC
COOH con.
+
COOH HOOC
5、重排（rearrangement, 简写rearr）
重排：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
O NH
rearr
N OH
2021/3/10
O O RCH2Br
OEt
讲解：XX
O
O
Ar R'
+ Ar
O
ArH
R' Cl
O R' R
O R'
+
R
R2CuLi
17
练习
O
O Ph
2021/3/10
讲解：XX
18
四、羧酸
O
O
主要切断： 羰基碳与α-碳之间 α-碳与β-碳之间
HO
O HO
+ R R HO
CO2 RMgBr O
O HO
R HO
11.2.1 单官能团化合物
一、醇
R' R''
主要切断： α-碳与β-碳之间
R' R''
β-碳与γ-碳之间
R
R
OH
RMgBr
R'、R''：H或烃基
R'
+
OH
R'
R''
C O
R OH
R'：H或烃基
R
+
RMgBr
R'
OH R'
O
有机化学逆合成分析
试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
说明:
反应的应用
O
HO
CH2COOC2H5
+ BrCH2COOC2H5
(1) Zn/苯
(2) H2O
CO
H
Ph
+
O
Br
OC2H5
OC2H5
O
Ph
HO
OC2H5
O
Ph
(1) Zn/苯
(2) H2O
H+, △
α,β-不饱和羰基化合物的拆开
本节主要讨论问题： 合成α,β-不饱和醛或酮的反应 α,β—不饱和羰基化合物的拆开通式 逆合成分析举例
例３ 试设计以下化合物的合成路线
合成：
例４试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
例５试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成： 例 6 试设计以下化合物的合成路线
分析：
合成：
α-羟基酮的拆开 方法一： 例1试设计以下化合物的合成路线 分析： 合成：
例2 试设计以下化合物的合成路线 分析： 合成：
丙二酸酯参与Knoevenagel的反应 芳香醛和丙二酸酯反应: 脂肪醛和丙二酸酯反应则生成混合产物:
C 制备各种肉桂酸酯 氰乙酸参与的Knoevenagel的反应
例1. 芳醛与氰乙酸酯 例2. 脂肪醛和氰乙酸酯生成混合产物
例3 酮与氰乙酸间发生的缩合反应 例4 其他活泼亚甲基的化合物参与的反应
第五节 1,5—二羰基化合物的拆开 一、迈克尔加成反应 通式：
有机合成——逆合成分析法
【思考】 （1）简述用乙烯做起始原料的理由？
（2）写出每一步反应的化学方程式。请相互交流评价。
第6页，共11页。
其表示方式可概括为：
[O]
3
2
水解
（目标产物）
+
CH3CH2OH
逆合成分析流程图
合成路线
第7页，共11页。
(基础原料)
让我来试试
硝酸甘油（三硝酸甘油酯）是临床上常用
的抗心率失常药。它的结构简式如右：
现代工业方法为:
请同学们交流研讨：哪条合成路径更科学? 反应步骤少，产率高。 原子利用率高。 原料无毒、无污染。
第5页，共11页。
逆向合成分析法的应用(以乙二酸二乙酯的合成为
例)
基础原料
中间体
中间体
目标化合物
属于酯类
氧化反应
水解反应
+
酯化反应
乙二酸二乙酯 （目标产物）
CH3CH2OH
加成反应
【基础原料】
H2O加成（水化） 消去（-H2O）
炔 H2加成烯 H2加成烷 X2取代 卤卤代代烃烃 水解 醇醇 氧化
HX取
还原
醛
氧化
羧 酸
HX、X2 加成
代
(+H2)
HX、X2 加成
消去（-HX）
(1)在有机分子中引入羟基(-OH)的方法:
醛的还原、卤代烃的水解、烯烃的水化等。
(2)在有机分子中引入卤原子(-X)的方法:
【提示：CH2=CHCH3+Cl2 500℃ CH2=CHCH2Cl+HCl 】
（1）用“逆合成分析法”找到中间体、辅助原料和基础原料，
并用流程图表示。
（2）设计正向合成路线，写出方程式并相互交流评价。
反合成法分析规则及基本技巧
例
例：苯基丁醇的逆合成分析：Ph-C键的切断
n Pr H C Ph OH n Pr H C+ HO 合成子 + Ph合成子
n
Pr
δ+ C Oδ-
H
PhMgBr 试剂
PhMgBr
(1)Et2O + n Pr H (2)NH4Cl
n Pr H C Ph OH
O
C-H键的切断
FGI n Pr H C Ph OH n Pr δ+ C Ph + NaBH4
基本技巧
由于切断和逆合成分析都是建立在已知反应的基础上的，因 此，必须掌握足够数量的反应，才能进行合理而有效的逆合成分 析（核心：切断） 有机分子是由碳骨架构成的，有机反应可简单分为两类：构 成碳骨架的反应和官能团转变的反应（官能团的导入、互换、和 除去） 1.构成碳骨架的反应，按成键方式和反应本质，可划分为极性 反应（亲核-亲电），自由基反应，周环反应和金属有机试剂参与 反应。 2.官能团转变：氧化反应，还原反应，取代反应，加成反应， 消除反应
逆合成分析法（反向合成法）：是有机合成路线设计最简单、 最基本的方法,是产物到原料的合成分析方法。 合成路线：是从原料开始，按一定的顺序，进行一系列的反 应，最后得到指定结构产物。这一系列的反应过程通称为合成路 线。然而，在设计合成路线时，就要反其道而行之，从产物开始， 由后倒推，逐步回复，直至推出适当的原料为止（采用逆合成 法）。
R2CHO
O D-A FGA +
O
O FGA O
O CO2H FGA
O Robinson cycle O + O
CO2H
F-C
OMe O + OMe O O
有机合成逆向分析
contents
目录
• 有机合成逆向分析概述 • 有机合成逆向分析的方法与技术 • 有机合成逆向分析的应用领域 • 有机合成逆向分析的挑战与解决方案 • 有机合成逆向分析的未来展望
01 有机合成逆向分析概述
定义与概念
定义
有机合成逆向分析是一种通过分析目 标分子的结构特征，逆向推导其可能 的合成路径和反应过程的方法。
教育培训
逆向分析可以作为化学教育的重要内 容，帮助学生深入理解有机合成的原 理和方法。
04 有机合成逆向分析的挑战 与解决方案
实验安全问题
01
总结词
实验安全是逆向分析中的首要问题，涉及试剂的储存、使用和废弃处理
等环节。
02 03
详细描述
有机合成中使用的许多试剂具有毒性、腐蚀性或易燃性，如硫酸、盐酸、 甲醇等。在逆向分析过程中，需要严格遵守安全操作规程，确保实验人 员的人身安全。
详细描述
在实验操作过程中，需要严格控制反应条件，如温度、压力、溶剂和催化剂等，以确保 实验的成功。同时，实验者还需要对实验过程进行详细记录，以便后续的数据处理和分
析。
逆向合据进行整理、分析和解释的过程，它有助于揭示反应机理和优化合成路 线。
详细描述
数据处理包括对实验数据进行整理、统计和可视化，以便更好地理解反应过程和规律。常用的数据处 理方法包括主成分分析、聚类分析和关联规则挖掘等。此外，人工智能和机器学习等方法也在逆向合 成数据处理中发挥着越来越重要的作用。
概念
有机合成逆向分析的核心在于从已知 的目标分子出发，通过逻辑推理和化 学知识，反向推测出可能的起始原料 、反应条件和中间产物。
逆向分析的重要性
01
简化合成路线
第4章 逆合成分析法与有机合成设计
O
CHO
CH3 NaOH CH3 H2O-C2H5OH
CH
O CH C C
+
CH3 CH3
CH3C C
5） 1,2-二羰基化合物 6） 1,3-二羰基化合物 7） 1,4－二羰基化合物 丙酮基丙酮是最简单的1，4-二酮，由下列它的合成法中可以 体会出1，4-二酮应该怎样来拆开： O O O O CH2CCH3 [ CH3CCHCO2C2H5 ] Na + BrCH2CCH3 CH3C CHCO2C2H5
9）1，6 －二羰基化合物
那就是使用一个所谓的“切断”，而这个“切断” 实际上是把两个羰基连结起来：因为环已烯衍生物可以 用 Diels -Alder反应制得，所以我们很容易制取范围广 泛的各类1,6－二羰基化合物。
R O O R'
R R'
这样的反应可用臭氧或它的等价物来完成。
O Ph CO2H
4.2.1 合成子与等价试剂 合成子 (synson) 也称合成元：是指分子中可由相应的合成操作生成 该分子或用反向操作使其降解的结构单元。通常称带负电的为给予合成 子 (donor synthon) ，简称 d 合成子；称带正电的为接受合成子 (acceptor synthon)，简称a合成子。 等价试剂：由于大多数合成子不太稳定，常常需要把它转化为相应 的试剂后再使用，与合成子相对应的或能起合成子作用的化合物称为等 价试剂或合成等效剂。 极性转换：witting、格氏试剂
2－乙酰－3－甲基氧代戊酸乙酯的合成路线：
有机合成综合应用(知识点归纳总结+典例解析)
有机合成综合应用【学习目标】1、了解有机合成的过程，掌握有机合成的基本原则；2、了解逆合成分析法，通过简单化合物的逆合成分析，巩固烃、卤代烃、烃的含氧衍生物的性质及相互转化关系，并认识有机合成在人类生活和社会进步中的重大意义。
初步学会设计合理的有机合成路线；3、掌握碳链的增长与缩短、官能团的引入和转化的方法，加深对有机合成的关键步骤的认识。
【要点梳理】要点一、有机合成的过程1．有机合成的定义。
有机合成是指利用简单、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物的过程。
2．有机合成遵循的原则。
(1)起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。
通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。
(2)应尽量选择步骤最少的合成路线。
为减少合成步骤，应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。
步骤越少，最后产率越高。
(3)合成路线要符合“绿色环保”的要求。
高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标化合物中，达到零排放。
(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。
(5)要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。
综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的提示信息，掌握正确的思维方法。
有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。
原料顺推逆推中间产物顺推逆推产品3．有机合成的任务。
有机合成的任务包括目标化合物分子碳骨架的构建和官能团的引入与转化。
4．有机合成的过程。
有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料，通过有机反应连上一个官能团或一段碳链，得到一个中间体；在此基础上利用中间体上的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成第二个中间体……经过多步反应，按照目标化合物的要求，合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。
其合成过程示意图如下：要点二、有机合成的关键有机合成的关键是目标化合物分子的碳骨架的构建和官能团的引入与转化。
1．碳骨架的构建。
构建碳骨架是合成有机物的重要途径。
逆合成分析法1
O C OC2H5
-
Na+
ClCH3CH2Cl
10%NaOH
H+
CH3
O O C CH2CH2CH2CH2CCH3
1. 2.LiAlH4
谢谢
Diels-Alder反应
20世纪有机合成方面最重要的发现之一
官能团的转换、引入和消除
转换(functional group interconversion)
FGI
引入(functional group addition)
FGA
2
消除(functional group removals)
实质
是目标分子的分拆，通过分析目标 分子结构，逐步将其拆解为更简单、 更容易合成的前体和原料，从而完 成路线的设计。
在从复杂的目标分子出发，逐步推出最佳起 始物和合成路线的时候，往往要考虑以下三 个因素： 要有合适且合理的反应方法和反应机理作 保证； 原料要简单易得； 合成路线尽可能简化，且总产率越高越好。
逆合成分析中的合成树
T Tan Ta1 Tb1 Tb2 Tc1 Tc2 Tb3 Ta2 Tb4 Ta2 Tb5 Tb6 Tc10 Tc3 Tc4 Tc51 Tc6 T Tc8 Tc9 c7 Tbn
碳架的构建
碳链的增长： 取代、加成、缩合、重排 常用格式试剂 碳链的缩短： 氧化断裂、脱羧反应、逆缩合反应 环化开环
逆合成分析法
（Retrosynthetic analysis）
逆合成分析法历史
艾里亚斯· 詹姆斯· 科里（Elias James Corey），美国著名有机化学家，有机合成 化学领域的一代宗师，也是一个备受争议的 人物，因为很多人认为科里的逆合成分析不 具有独创性，因为在他之前许多合成家已经 在自觉不自觉地使用这种方法设计路线了。 他著有《化学合成的逻辑》一书，于1990 年获得诺贝尔化学奖，得奖原因是“开发了 计算机辅助有机合成的理论和方法”，将 “伍德沃德创立的合成艺术变为合成科学”。
有机合成-逆合成分析
X2 R-C=CH
XX X2 R-C—CH
⑤ R-C CH
XX
XX
HX
R-C=CH2
HX
X R-C—CH3
2. 双键或三键的形成 X
X
① R-CH-CH-R/ XH
② R-CH-CH-R/ OH H
NaOH 乙醇
R-CH=CH-R/
+ HX
H2SO4 ~170℃
R-CH=CH-R/
+ H2O
③ R-CH-CH-R/
R-CH-CH2 O
④ 硫酸二甲酯合成酚醚
R-CH-CH2 O
-OH + (CH3)2SO2
-O-CH3
6. 其它一些反应
① C=O
-CH2-
克莱门森还原法:
O
Zn-Hg
=
R-C-R/
HCl
R-CH2-R/
沃尔夫-黄鸣龙还原法:
=
O R-C-R/
H2N-NH2，NaOH 二缩乙二醇
R-CH2-R/
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
常用术语
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；
官能团变换（Functional Group Interconversion，缩写为 FGI） ： 把一个官能团转换写成另一个官能团，以使切 断成为可能的一种方法。
CN dis
CN
+
CHO con CHO
O
C NH rearr
OH N
逆合成分析切断技巧：
(1) 优先考虑碳骨架的形成 (2) 优先在杂原子处切断 (3) 添加辅助官能团后再切断 (4) 将TM推到适当阶段再切断 (5) 利用分子的对称性
依据高考真题谈有机合成中的“逆合成分析法”
重点辅导Җ㊀云南㊀孔德坤㊀㊀有机合成是高中化学的重点和难点内容,在«普通高中化学课程标准(２０１７年版２０２０年修订)»中明确提出能综合运用有关知识完成推断有机化合物㊁根据信息设计有机化合物的合成路线．该类题型均是在有机化学基础大题的最后一问出现,一般分值为３~４分,它涉及的知识面广㊁信息量大㊁综合性强,能很好地考查学生的逻辑思维能力和综合素质．近５年高考情况统计如表１所示．表１年份试卷类型频次２０２０天津卷㊁山东卷㊁浙江卷㊁江苏卷４２０１９全国卷Ⅰ㊁全国卷Ⅲ㊁天津卷㊁江苏卷㊁上海卷５２０１８全国卷Ⅰ㊁天津卷㊁北京卷㊁江苏卷４２０１７全国卷Ⅰ㊁全国卷Ⅲ㊁天津卷㊁北京卷㊁江苏卷５２０１６全国卷Ⅰ㊁全国卷Ⅲ㊁天津卷㊁北京卷㊁江苏卷５㊀㊀由于大多数学生所学知识不扎实,不能很好地建立烃㊁卤代烃㊁醇㊁酚㊁醚㊁醛(酮)㊁羧酸㊁酯之间的知识联系,同时,对信息的加工处理整合运用能力不够,在考试中,很多学生处于放弃状态．为突破此困境,笔者认真研究教材内容和最近几年的高考试题,对逆合成分析法进行整理与反思．１㊀逆合成分析法１ １㊀逆合成分析法的基本概念逆合成分析法又称 切断法 ,是２０世纪６０年代,科里(E ．J ．C o r e y)提出的有机合成理论,是从产物逆推原料㊁设计合成路线的合理方法．剖析目标化合物的分子结构,切断官能团㊁化学键等推出合理中间体,再将这些中间体作为新的目标分子,将其切断成更小的中间体,依此类推,直到找到起始原料为止．然后再将这些小分子通过有机反应机理连接起来合成目标化合物．１ ２㊀逆合成分析法的基本原则１)必须基于合理的反应机理,以已知㊁可靠㊁简捷的合成方法为基础．２)遵循最大可能的简化原则,使合成步骤少㊁产率高．３)遵循原子经济性㊁原料绿色化㊁试剂与催化剂的无公害性．１ ３㊀逆合成分析法 设计有机合成路线的一般程序示意图图１２㊀逆合成分析法在高考真题中的应用举例２ １以题干信息为核心的有机合成路线设计例１㊀(２０１９年全国卷Ⅰ,节选)化合物G 是一种药物合成中间体,其合成路线如图２所示．O HA KM n O ４㊀①ңOBH C H O O H －②ңOC H ２OHCKM n O ４H ＋③ңD㊀④ңOC O O C ２H ５E １)C ２H ５O N a /C ２H ５OH ２)C H ３CH ２C H ２B r⑤ңF１)O H －,ә２)H ＋⑥ңOC O O HG图２设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(C H ３C O C H ２C O O C ２H ５)制备OC ６H ５OO H的合成路线(无机试剂任选)．根据图２中由E 到F 再到G 的变化过程可知,乙酰乙酸乙酯和卤代烃在C H ３C H ２O N a /C H ３C H ２O H 条件下反应的产物,在碱性条件下水解并酸化即可得到目标化合物,故先把目标产物和乙醇反应生成酯,其次切断C C 键可得到原料１(乙酰乙酸乙酯),同时另一端引入卤原子,然后７５重点辅导再切断C X 即可得到原料２(甲苯),逆合成分析过程如图３所示图３㊀㊀本题合成路线如图４所示．OOO C H ２C H ３C ６H ５C H ３B r ２/光照ңC ６H ５C H ２B r üþýïïïï１)C ２H ５O N a /C ２H ５O H２)C ６H ５C H ２B r ңOC ６H ５OO C H ２C H ３１)O H －,ә２)H ＋ңOC ６H ５OO H图４２ ２以课外知识为核心的有机合成路线设计例２㊀(２０１９年全国卷Ⅲ,节选)氧化白藜芦醇W 具有抗病毒等作用．图５是利用H e c k 反应合成W 的一种方法图５利用H e c k 反应,由苯和溴乙烷为原料制备,写出合成路线(无机试剂任选)．由图中的H e c k 反应可知需要一种反应物中含有双键,另一种反应物中含有碘原子,先把与双键相连的C C 键切断,得到中间产物碘苯和苯乙烯,然后把苯乙烯中C C 键切断,但是在中学阶段无法连接,所以考虑将苯乙烯中的双键加成引入卤素原子,再把C X 切断,进一步得到乙苯,最后再根据傅克烷基化反应切断C C 键,得到原料苯和溴乙烷,逆合成分析过程如图所示．图６本题合成路线如图所示图也有学生写出如图所示合成苯乙烯的路线图８８５重点辅导２ ３以课本知识为核心的有机合成路线设计例３㊀(２０１７年全国卷Ⅰ,节选)化合物H 是一种有机光电材料中间体．实验室由芳香化合物A 制备的一种合成路线如图所示图９已知:①R C HO＋C H ３C HO N a O H /H ２OәңHO ＋H ２O．②写出用环戊烷和丁炔为原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)．根据目标产物和题中所给信息可知,先切断C B r 键引入双键,然后根据乙烯和乙炔发生[２＋２]成环反应,再将该四元环切断,得到原料１(２Ｇ丁炔)和中间产物(环戊烯),环戊烯加成即可得到中间原料２,但是考虑引入双键的方法,故引入卤素原子,接下来切断C X 键即可得到原料２(环戊烷),逆合成分析过程如图１０所示．图１０本题合成路线如图所示图１１(作者单位:云南省昆明市第一中学)Җ㊀北京㊀张金龙㊀㊀利用氧化还原反应原理,可以制取以下６种气体:H ２㊁C l ２㊁O ２㊁N ２㊁N O ㊁N O ２;利用非氧化还原反应原理,可以制取以下６种气体:C O ２㊁S O ２㊁H C l ㊁H ２S ㊁N H ３㊁C ２H ２．利用图１所示装置(常用仪器:分液漏斗㊁烧瓶㊁广口瓶㊁烧杯),选取合适的试剂,可以制取以上１２种气体,并能完成一系列实验(必要时可对装置做适当的调整或改进)图１１)若甲中是双氧水,乙中是M n O ２(或甲中是水,乙中是N a ２O ２)可以制取氧气．丙中是滴加了酚酞的N a ２S O ３溶液,可以探究S O ２－３的水解性和还原性．此实验不需要装置丁．２)若甲中是饱和食盐水(代替水减缓反应速率),乙中是电石,丙中是饱和C u S O ４溶液(除去C ２H ２中的H ２S 等杂质),丁中是溴水或酸性高锰酸钾溶液,可以制取乙炔并验证乙炔的不饱和性(使溴水褪色)或还原性(使酸性高锰酸钾溶液褪色)．此实验可以将烧杯换成试管．３)若甲中是醋酸,乙中是N a ２C O ３粉末,丙中是饱和N a H C O ３溶液,丁中是苯酚钠溶液,可以验证酸性:C H ３C O O H＞H ２C O ３＞C ６H ５O H．可以将丁中溶液换成漂白粉溶液㊁硅酸钠溶液㊁纯碱溶液㊁偏铝酸钠溶液比较碳酸㊁次氯酸㊁硅酸㊁碳酸氢根离子㊁氢氧化铝的酸性强弱．丙中的饱和N a H C O ３溶液,是为了除去C O ２带出的乙酸蒸气．若分别除去C l ２㊁S O ２㊁H ２S 中的H C l 等强酸性气体或酸雾,丙中溶液分别是饱和食盐水㊁饱和N a H S O ３溶液㊁饱和N a H S 溶液．４)若甲中是浓盐酸,乙中是高锰酸钾固体,丁中是N a O H 溶液．丙中盛装淀粉碘化钾溶液,根据 溶液变蓝,而后蓝色褪去 的现象,可以得出氯气有氧化性９５。
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第六章逆合成分析
有机合成设计基础知识
有机合成：利用化学反应，将简单的有机化合物制成比较复杂的有机物的过程。
有机反应是合成的基础，路线设计是合成的关键
要做好有机合成设计，除了对有机单元反应和有机合成技术要熟练掌握外，还要有科学的逻辑思维方法
有机合成路线设计基本原则：
u廉价易得的原料、尽可能少的反应步骤、好的选择性、尽可能高的
产率、温和的反应条件和原子经济性等。
u在工业规模的合成上，尽可能地减少环境污染，采用温和的反
应条件以及易于产品分离的路线等。
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7.2 逆向切断技巧
在逆合成分析中，简化目标分子的最有效手段是切断，不同的切断方式和切断顺序都将导致不同的合成路线。
1. 优先考虑骨架的形成
2. 碳-杂键优先切断
3. 官能团部位先切断
4. 添加辅助基团后切断
5. 逆推到适当阶段再切断
6. 利用分子的对称性
O
O O
H
H
Ph。