合成子

d0: 也可能在C之前，官能团（FG）或杂原子X0有活性，就是d0合成子

相似地，也有因极性转换使碳原子有受电子能力而形成活 性中心的，受电子合成子就合成子
思考：
CH3Li

CH3- + Li+ 中， CH3-属于哪一类合成子？
CH3Li中不含有任何官能团，在反应中只起到烷基化的作 用，因此，我们把这种合成子称为烷基d合成子。 由于烷基 d合成子在反应中只起到烷基化的作用，因此， 产物不会增加官能团。
（三）d3合成子
H2C O
等效试剂制备
CH2 OSiR3
t-BuLi
H2C OSiR3
CH2
COOR
等效试剂制备
COOR
COOR
t-BuOK
COOR
COOR
HO
OR
（四）＞3的dn合成子
如果参与反应的官能团和不参与反应的官能团相隔较远，大多数情 况互相不起作用，不再形成一个整体。例如：
O O
(1)KH-H2,THF (2)t-BuLi,TMEDA
R X R + Nu X R Nu MgX R E
RMgX
R
+ E
像这种，卤代烷分解时产生R+离子，而通过格式剂再分解时， 烷基就成了负离子。这就叫极性转换。 有了极性转换，同一基团既可以成为正离子也可以成负离子， 这就扩大了可能进行的有机合成的范围。
O
O
O
+
H3COC
CH3C
极性转换： 途径：
O
O
CH3C
CH3C


如何选用A和B？ 选用亲核能力强的B，利于第一步的反应；选择离去能力 强的A，利于对后一步的反应。 具体合成路线：

合成子与稳定性
是否所有分子都可以按下列形式拆分？
不是 ！！！
当X=CN时：
氰基（CN-）是很稳定的负离子，易与羰基发生亲核加成反应
HCN有剧毒，且挥发性较大（沸点26.5℃），故在羰基化合物与氰化氢加成时，通 常是把无机酸加入醛（酮）和氰化钠水溶液的混合物中，HCN一生成就立即与醛 （酮）作用，但在加酸时应注意控制溶液的pH值，使之始终偏于碱性（pH约为8）， 以利于反应的进行。

利用Si，S，P及过渡金属也可生成d1合成子。
烷基硅叶立德:(Si)
还有之前介绍过的二噻烷负离子：（S）
S R S S
+
n-BuLi
- BuH
R S
Li
磷叶立德：（P）
（三）d2合成子
（1）如α -碳原子旁有不饱和吸电子基团，α -碳上的碳氢 键就会被活化，使α -碳成为d2合成子。
不饱和吸电子基团影响α -碳上碳氢键的活化能力，其大小有如下顺序：
O
和
前面提到，酰基负离子是不稳定的，因此我们需要寻找一种等价物：
O
CN
HCN
OH

安息香缩合反应机理：

除了用HCN，利用有机金属化合物引起极性转换也可以得到酰基负离 子：
OCH3
+ t - Bu Li
利用烯醚结构使得带负电的酰基合成子更稳定：
OCH3
H
例：
Li
OCH3
O
OCH3 OH
O OH
+
1 2
产物是单官能团化合物
（4）a1+d2
+
1 2
产物α，β-不饱和醛，是1,3双官能团化合物。
（5）a2+d2
-
+
产物是1,4-双官能团化合物。另外，a1+d3、a3+d1的产物也都是1,4双官能团化合物。
（6）a3+d2
+ 1
5
+
（d2 + a1）
1,3双官能团化合物
-
产物是1，5-双官能团化合物

上述反应可以很容易的进行，但若X=C2H5时，则不可以。

Et-是一个不稳定的负离子，不能直接用于和羰基的反应，但通过格 式剂就能将它稳定起来，这是的格式剂就起到一个合成子等价物的作 用。反应如下：
5.2 合成子极性转换的具体应用
（一）安息香缩合：
苯甲醛双分子缩合的产物是 是：
O H
它的“合成子”应该
规律：合成子（非烷基合成子及0合成子）上标 之和为n，则可得到1，n-双官能团化合物。

供电子合成子
大多通过有机金属卤化物制得，由C-Na，C-Li通过金属交换而得C-M， 反应如下：
（一）烃基d合成子
或者通过格式剂制备烃基d合成子：
THF
Cl
+
Mg
MgCl
（二）d1合成子

在C1-X0（杂原子）中，碳的电子对可离域到杂原子上去，就形成较 稳定的碳负离子，即d1合成子。HCN（及钾盐、钠盐）以及CH3NO2都能 在水溶液中生成d1合成子。

注意：区分d合成子和d1合成子，关键在于有无官能团。

相似的，也存在烷基a合成子，同样只在反应中起到烷基化 的作用
合成子的加合——a合成子与d合成子的反应 下面列举六种合成子的加合反应 （1）烷基a + 烷基d

烷基d
烷基a
产物为无官能团化合物。
（2）a1+d1
+
产物是1,2-双官能团化合物。
（3）烷基a + d2

合成子的有效性
有机分子的拆分：
O O
1
4
5
OCH3
2
H3CO
3
O
这些碎片不一定都能反过来键接而成分子，即并不是所有的碎片是合成子。 合成子是分子拆开后在有机合成中确实有效的碎片。
上述分子中只有下列两个碎片是有效的
O O
OCH3
H3CO O
O
O
O
+ H+
H3CO O
OCH3
OCH3
二者通过Michael加成得到原分子：
5.合成子与极性转换
5.1 关于合成子的基本概念

合成子的概念
Corey E.J. ：凡是能用已知的，或合理的操作
连接成分子的结构单元均称为合成子。
——1967

合成子是有机合成反应中的基本单元
A电子供体
+
B+
电子受体
A-B
中性产物分子
A.
+
自由基
B.
A-B
中性产物分子
这里的A- 和B+ 、A.和B.以合理的操作连接成分子A-B，可称为合成子。它 们是合成反应中的基本单位。
O O
O O
+
OCH3 H3CO O
EtONa
OCH3
H3CO
O
O
O
因此只有
H3CO O
和
OCH3
O O
两个碎片才
是 分子
H3CO O
OCH3
的合成子
当然，有的拆开的地方在今天看来是不可能键接的，但随着有机 合成化学的不断发展，这个地方就有可能成为可行的键接处，到 那时就会有新的合成子出现。

合成子不一定实际存在
d2合成子的形成与C-H的pKa，即该H的酸性，有很大关系，也与所用试 剂的碱性有很大关系。
（2）如果羰基化合物是一个不对称酮，左右两边的α -碳上都有碳氢 键，这就会有区域选择性
动力学控制
O
28%
LiO
72%
OLi
Ph3CLi DMF
+
热力学控制
94%
6%
动力学控制：中间体稳定性，倾向于生成稳定的碳负离子； 热力学控制：倾向于生成稳定的产物。
Li
H3 O 86%
(二)二噻烷碳负离子的生成
S
O
这里
S
，也相当于
，也是县酰基负离子的等价物。
5.3 合成子的分类和加合

合成子的分类
极性转换中的合成子可分为供电子合成子d（donor）与受电子合成 子a（acceptor）两大类。 见下列有机分子的基本结构：
FG: 官能团 X0: 促使分子发生极性转换的金属原子或杂原子（Li，Mg等，或-O,-N,S等）。 C1C2C3…… : 碳原子的顺序编号，由于极性转换而使C1有供电子能力形 成活性中心，就是d1合成子；C2有活性，就是d2合成子，依次类推。
Ph
这个结构不以稳定，两个负电荷可能分开，形成一个二负离子，分 别起反应。
受电子合成子 a合成子在反应中作为亲电试剂，情面已经讲过，这里再补充一些 例子：
烷基a合成子
a1合成子
，
如：
，
a2合成子
a3合成子
a4合成子
如：
X=OH2，Cl，Br，I，OMes
+
用合成子的观点解决路线设计中的具体问题。
合成子是一个人为的、概念化了的名词。
O O O
+
O
碱
碎片是
O
与
O
这里两个碎片，后一个是实际且稳定存在的。但是，环己酮负离子是 很不稳定的，它只在反应过程中瞬间存在并立即起反应。
O
O
H3COC
O
O
对于这个产物分子来讲 它的合成子应是 前者是不存在的。 问题：如何合成？
CH3C
和
。
然而 在思考合成路线或进行逆合成分析时，仍然认为它是 一个合理的合成子，因为它存在一个对等的等价物。
什么是合成等价物呢？

合成等价物：一种能起合成子作用的试剂。合成 子通常由于其本身的不太稳定而不能直接使用。 ： Me+
合成子