北京大学有机化学课件有机合成

六元环： 1） Diels-Alder 反应； 2） 苯环的还原 反应； 3） 酯的烷基化反应；
更大的环系：1）分子内羟醛缩合反应； 2）酮醇缩合反应。
环的打开与切断碳链的手段类似。
四 逆合成原理
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；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 完成合成设计的一条有效途径。
CH3
无水醚
OH
H3CCH CH2 CH2 C CH3
CH3
CH3
H+ H3CCH CH2 CH C CH3
CH3
CH3
例二：用四个或四个碳以下的有机原料和适当的无机试剂合成：
H 3CC HC H 2 CC H (C H 3)2
C H 3
O
逆合成分析：OHH3C 来自H CH2 C CH(CH3)2
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；
官能团互换：把一个官能团换写成另一个官能团，以使切 断成为可能的一种方法；通常用FGI表示。
合成等价物：一种能起合成子作用的试剂。合成子常由于 其本身太不稳定而不能直接使用；
BnCl
OH
+ N C l-
HCHO H N (C H 3)2
OH N
H C l/H C H O Z nC l2
C H 2C l
例五：用三个或三个碳以下的有机原料和适当的无机试剂合成：
CH3CH2
H
H CH2CH2CH3
逆合成分析：
CH3CH2 H
H CH2CH2CH3
CH3CH2
CH3CH2CHBrCHBrCH2CH2CH3 or
Ph O
O Ph
逆合成分析：
Ph O
O
Ph CHO
+ PhC H 2CH 2M gBr
OH Ph
CH 2O H
PhC H 2CH 2Br
Br + CH 2O
PhC H 2CH 2O H
O PhM gBr +
合成路线:
PBr3
Br2
PhC H2CH2Br OH
Ph
Mg Br anhydrous
ether
NH2
Br Br
NaNO2 H+
HCl
H2O
Br Br HO
H3CO
OCH3 Br
HO3S H+
Br NO2
OH Br
例十三 用不超过四个碳的简单有机原料合成下列化合物：
O NH2 OH
O
逆合成分析：
O
O
NH2 O
OH
O
O
O
O
O
O O
O O
O O
合成路线：
O
+
O
B r2 hv
O O
Br O
Br O
CH3
O
H3C CH CH2 C CH(CH3)2
CH3
H
(CH3)2CHCHO +
H3C CH CH2MgBr CH3
H3C CH CH2Br CH3
H3C CH CH2OH CH3
合成路线：
H3C CH CH2OHCP H B 2C r3l2 CH3
Mg
H3C CH CH2Br
CH3
无水醚
(CH3)2CHCHO
逆合成分析：
O
OH
+ O OH
O
O
OH
+
C H 3C H 2B r
合成路线：
O
Mg CH3CH2Br
O 无水醚
SOCl2
O OH
O Cl
KMnO4 H+ OHHO-, H2O
Cl
H2/Pt
AlCl3
O
OH
H+
C6H5COOH
O
Na2CO3
例八 用不超过四个碳的简单有机原料合成下列化合物：
逆合成分析：
OH H
H
M eO
M eO
O
O H
H
H O
M eO
例十六 用D-(+)-甘油醛合成D-(-)-来苏糖：
CHO OH
CH2OH
CHO HO HO
OH CH2OH
逆合成分析：
CHO HO HO
OH CH2OH
COOH HO
OH CH2OH
COOH HO HO
OH CH2OH
CN HO HO
OH CH2OH
*10 Claisen 重排; *11 Fries 重排; *12 Cope 重排。
环的闭合：
（4）环的闭合和打开
三元环： 1）丙二酸酯与1,2-二卤代烷的烷基化反应； 2）烯烃和卡宾的反应；
四元环： 1）丙二酸酯与1,3-二卤代烷的烷基化反应； 2）烯烃光二聚的反应；
五元环： 1）狄克曼关环反应； 2）1,3-偶极环加成反应； 3）丙二酸酯与1,4-二卤代烷的烷基化反应；
O
O NH3
B ase H+
O
O
O
O O
O
O O
NH2 OH O
例十四 用不超过四个碳的简单有机原料和苯合成消毒剂：
O+
O
N Ph
C l
逆合成分析：
O
+
O
N Ph
Cl
PhCH2Cl
O
O
N
O
Br
N
O
O
HO
N
HO N
O + NH
合成路线：
O
O
NH
HO
中性
N
碱
HO
O
N
HCl
HO
O
C H 3O H
OH K 2C O 3, C H 3C O C H 3
CrO3/Py
1CH3CH2MgBr
H2O2, HO-
CH2Cl2
2 H2O
O
H+
O3 Zn/H2O
CHO
O CH3OH TsOH
OCH3 OCH3
思考题: 如何制备下列化合物:
OCH3
OCH3
例十 用苯和四个碳以下的简单有机原料合成下列化合物：
C H 2O H
逆合成分析：
C H 2O H
COOH
CH3CH2CH2Br +
CH2CH3
CH2CH2CH3
+ CH3CH2Br
合成路线：
NaNH2 HC CH NH3(l)
CH3CH2Br
CH3CH2
NaNH2 CH3CH2CH2Br
H
NH3(l)
CH3CH2
NaCH3CH2
CH2CH2CH3 NH3(l)
H
H CH2CH2CH3
例六：用环己醇作原料合成以下化合物：
（3） 碳架的重组；
碳架重组的反应是各种重排反应，包括： *1 Wegner-Meerwein 重排； *2 频哪醇 (Pinacol) 重排； *3 异丙苯氧化重排； *4 Bechmann 重排； *5 Favosky 重排； *6 Baeyer-Villiger 氧化重排； *7 Hofmann 重排; *8 联苯胺重排; *9 Benzilic acid重排;
Br
OH
O O
合成路线:
O
COCl A lC l3
OH
N aB H 4
P B r3
Z n /H g HCl O Br
C H 3C H 2C O C l A lC l3
Mg
CO2
HCl
anhydrous
eth e r
COOH
C H 3C H 2O H
H+
L iA lH 4
C H 2O H
例十一 用苯，苯甲酸和五个碳以下的简单有机原料合成：
合成子：在切断时所得出的概念性的分子碎片，通常是个 离子；
目标分子：最终要合成的分子；通常用TM表示。
第二节 有机化合物的合成
例一：用三个或三个碳以下的有机原料和适当的无机试剂合成：
H3CCHCH2 CHCCH3
CH3
CH3
逆合成分析：
H3CCH CH2 CH C CH3
CH3
CH3
OH
H3CCH CH2 CH2 C CH3
1 合成的步骤越少越好； 2 每步的产率越高越好； 3 原料越便宜越好。
三 有机合成的主要手段
1 官能团的引入; 2 官能团的转换； 3 碳架的建造；
（1） 碳链的增长； （2） 碳链的缩短； （3） 碳架的重组； （4）环的闭合和打开。
（1） 碳链增长的方法
*1 金属有机化合物与卤代烷的偶联反应； *2 金属有机化合物与羰基，氰基的加成反应； *3 金属有机化合物与环氧化合物的开环反应； *4 各类缩合反应； *5 炔烃，芳环，酮，酯，-二羰基化合物和-羰基
Br H3CO
Br
OCH3
逆合成分析：
Br H3CO
OCH3 Br
Br HO
OH Br
Br H2N
Br NH NH Br
Br NO2
NH2 Br Br
合成路线：
H3O+
Br H2N
CH3I K2CO3
Br
Br2 FeCl3
Br
H2SO4
NO2
Zn
NaOH
HO3BS r
Br HNO3 H2SO4