逆合成分析法
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课件6：3.4.2逆合成分析法
[O] 4
C— OH
O
CH3CH2OH
1 +H2O
(石油裂解气) CH2
+Cl2 2
CH2
H2C— OH H2C— OH
水 3解
H2C— Cl H2C— Cl
O
OO OO
【练习1】如何合成环乙二酸乙二酯？ C CH2
C CH2 O
采用逆向合成法分析并OOH
氧化
4 OHC-CHO
C CH2 酯化
5
C CH2 O
HOCH2-CH2OH
3 氧化 HOCH2-CH2OH
加成
CH2=CH2
1
2 水解 BrCH2-CH2Br
学与问
CH3 HSCH2CHCO N
COOH
卡托普利为血管紧张 素抑制剂，临床上用于 治疗高血压和充血性心 力衰竭。请计算一下该 合成路线的总产率为多 少？
【学与问】（教材P66）
第2课时 逆合成分析法
学习目标 熟知有机合成遵循的基本规律，学会设计合理 的有机合成路线和你合成分析方法，学会有机 合成推断题的解题方法。
伊莱亚斯·詹姆斯·科里提 出了系统化的逆合成概念， 将合成线路设计变成了一门 严格思维逻辑科学，借助计 算机辅助有机合成。
伊莱亚斯·詹姆 斯·科里
逆合成分析法（又叫逆推法）
O
【练习2】用2-丁烯、乙烯为原料设计
O 的合
成路线 认目标
巧切断
O
O
再切断 …… 得原料 得路线
1. 逆合成分析：
O
O
OH
Br
C OH
CH
CH2
CH2
CH2
O O
O
C OH
有机合成逆合成分析法与有机反应概览
第42页/共67页
• 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。
第8页/共67页
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
第22页/共67页
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
第33页/共67页
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
第34页/共67页
按上述逆合成分析的合成路线为：
• 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
第22页/共67页
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
第34页/共67页
按上述逆合成分析的合成路线为：
逆合成分析法的基本原理
逆合成分析法的基本原理
逆合成分析法（inverse gas chromatography）是一种测定物质表面特性的方法，其基本原理是利用气相色谱仪将某种极性气体（称为探针气体）引入到固体或液体样品表面，测定探针气体与样品表面相互作用的物理和化学性质，从而推断样品表面的化学组成、分子结构、极性、酸碱性、表面能等特性参数。
具体来说，逆合成分析法通常采用静态方法或动态方法。
静态方法是将已知量的某种探针气体置于封闭的装置中，在不同温度下等待一定时间（通常为数小时以上），然后利用气相色谱仪测定装置中残余探针气体的浓度，从而推断样品表面与探针气体的吸附量和相互作用能力。
动态方法是将某种探针气体连续地通过样品表面，在不同的流量和温度条件下，测定探针气体进出样品表面的速率和浓度，从而计算出样品表面的表面积、吸附活性、表面扩散系数、分子吸附热等参数。
逆合成分析法的优点是可以在室温下测定固体表面性质，对样品量要求低，测定结果具有可重复性和准确性；缺点是需要对探针气体的选择和修饰进行较为严格的控制，且在分子量较大、结构复杂或极性小的样品上测定结果可能受到很大影响。
第六章 逆合成分析与合成路线设计
Me Me Me MeMgI Me OH Me O
FGI
Me
+
a' b'
MeMgI OH
CHO
a dis
Me
+
a' b'
OH CH3COH CH3CHO MgBr
a
b OH
+
dis b
Me
OH
O Me Me MgBr
FGI
+
Me
Br FGI
OH
disb的逆合成路线比disa短，原料易得，相应合成路线为：
CH3
CH3
CH3
CH3 + CH3
O
dis
CH3
COOH
FGA
CH3 H COOH
O O CH3 O
CH3
CH3 + CH3 CH3 O
O O O
无水AlCl3
CH3 O
W-K还原
CH3
H3PO4
CH3
CH3I Me3CO
CH3
CO2H
CH3 CH3
CO2H
CH3 O CH3 CH3
CH3 OH CH3
连接Con (connection);切断dis (disconnection);重排rearr(rearrangement);
官能团互变FGI (function group interconversion);
官能团引入FGA(function group addition); 官能团除去FGR (function group removal)
6.1 逆合成分析法
6.1.1 逆合成分析法概念
◆传统有机合成过程：
FGI
Me
+
a' b'
MeMgI OH
CHO
a dis
Me
+
a' b'
OH CH3COH CH3CHO MgBr
a
b OH
+
dis b
Me
OH
O Me Me MgBr
FGI
+
Me
Br FGI
OH
disb的逆合成路线比disa短，原料易得，相应合成路线为：
CH3
CH3
CH3
CH3 + CH3
O
dis
CH3
COOH
FGA
CH3 H COOH
O O CH3 O
CH3
CH3 + CH3 CH3 O
O O O
无水AlCl3
CH3 O
W-K还原
CH3
H3PO4
CH3
CH3I Me3CO
CH3
CO2H
CH3 CH3
CO2H
CH3 O CH3 CH3
CH3 OH CH3
连接Con (connection);切断dis (disconnection);重排rearr(rearrangement);
官能团互变FGI (function group interconversion);
官能团引入FGA(function group addition); 官能团除去FGR (function group removal)
6.1 逆合成分析法
6.1.1 逆合成分析法概念
◆传统有机合成过程：
第11章 逆合成分析法
O
R
1
O
C
−
H R
CH
O R
2
R1 R2
O
练习
O
Br O O
O
O
OH
O
二、1,3-二官能团化合物
1、β-羟基羰基化合物
OH O R R' R R'
OH R R'
O R R'
+ −
OH O
O R
O R
OH OEt R R'
O
+ −
O OEt
O
R R'
R'
R'
BrZn OEt R'
R'
R
R'
R'
练习
OH COOEt
O
O
+
O
O OEt ONa
O O + OEt O
O−
四、添加辅助官能团后再切断
COOH
O
COOH
O
O O O +
五、将目标分子回推到适当阶段再切断
O
OH
2 O
HO
六、利用分子的对称性来考虑切断
O O
O +
HO HO
HC CH
2 HCHO + NaC
CNa
HO
O
OH
Br
+
HC
CH
11.2 常见有机化合物的逆合成分析举例
Fe HCl NH2 Br2 Br Br NH 2
Br
H3PO2
Br NaNO2 Br H2SO4
N2+HSO 4− Br
R
1
O
C
−
H R
CH
O R
2
R1 R2
O
练习
O
Br O O
O
O
OH
O
二、1,3-二官能团化合物
1、β-羟基羰基化合物
OH O R R' R R'
OH R R'
O R R'
+ −
OH O
O R
O R
OH OEt R R'
O
+ −
O OEt
O
R R'
R'
R'
BrZn OEt R'
R'
R
R'
R'
练习
OH COOEt
O
O
+
O
O OEt ONa
O O + OEt O
O−
四、添加辅助官能团后再切断
COOH
O
COOH
O
O O O +
五、将目标分子回推到适当阶段再切断
O
OH
2 O
HO
六、利用分子的对称性来考虑切断
O O
O +
HO HO
HC CH
2 HCHO + NaC
CNa
HO
O
OH
Br
+
HC
CH
11.2 常见有机化合物的逆合成分析举例
Fe HCl NH2 Br2 Br Br NH 2
Br
H3PO2
Br NaNO2 Br H2SO4
N2+HSO 4− Br
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：
逆合成分析与合成路线设计
Me
+ Me
MeMgI
OH
Me O FGI
OH Me Me
+
O Me Me
MgBr
FGI
Me MeMgI
Me
a'
a'
+ OH
CHO
OH b' b'
CH3COH
+
CH3CHO MgBr
Br FGI
OH
disb的逆合成路线比disa短，原料易得，相应合成路线为：
OH
NaBr H2SO4
Br
Mg, Et2O
CC
C： + O C
C CO
O C
COOEt
O COOEt
• 反应左边分别是亲电体和亲核体的基本结构单元， 也是相应右边物质的合成子。
1-1-2 等价试剂
与合成子相应的化合物或能够起合成子作用的化合物称 为等价试剂。
常见合成子及相应的试剂或合成等效体(一)
合成子
R+ R+C=O R+CHOH H2+COH
O (CH3)2CHCH2CCH2CH2CH(CH3)2
⑦逆合成分析法的一般策略--利用分子的对称性进行切断 利用分子的对称因素可使逆合成分析事半功倍。
O
Me
O
HN NH
O Me O
番木瓜碱
HO
2
Me
N H
(CH2)7COOH
番木瓜酸
二. 合成路线设计
• 对目标分子进行逆合成分析，可能提供一种或几种目标分 子的合成路线，选择最优路线合成目标分子的过程成为合成 路线设计。
O
CH3COCH2COOEt CH2(COOEt)2
模拟类推法和逆合成分析法的区别与联系
模拟类推法和逆合成分析法的区别与联系逆合成分析法又称切断法，是有机合成路线设计的最基本、最常用的方法。
逆合成分析法是一种可逆向的逻辑思维方法，从剖析目标分子的化学结构入手，根据分子中各原子间连接方式（化学键）的特征，综合运用有机化学反应方法和反应机制的知识，选择合适的化学键进行切断，将目标分子转化成一些稍小的中间体；再以这些中间体作为新的目标分子，将其切断成更小的中间体；依次类推，直到找到可以方便购得的起始材料为止。
是从合成产物的分子结构入手，采用“切断一种化学键”分析法，来得到所需合成原料（合成子）的方法。
逆合成分析法是从小分子出发去一次次尝试它们那构成什么样的分子--目标分子的结构入手，分析其中哪些化学键可以断掉。
而模拟类推法是指从药物分子的化学结构出发，将其化学合成过程一步一步逆向推导进行寻源的设计方法，是化学合成。
《逆合成分析法》课件
逆合成分析法的应用场景
VS
逆合成分析法在化学合成路线设计中具有重要作用，能够提供有效的策略和工具，帮助科研人员快速设计出可行的合成路径。
详细描述
逆合成分析法是一种通过逆向思维的方式，从目标化合物出发，反向分析合成过程中所需的中间体和起始原料，从而设计出合理的合成路线的分析方法。这种方法在化学合成领域中广泛应用于新药物、新材料等领域的研发。
通过逆向思维，分析现有工艺流程中的瓶颈和问题，提出改进方案。
总结词
在工艺流程优化中，逆合成分析法可以帮助我们了解现有工艺流程中的瓶颈和问题，提出改进方案。通过逆向思维，我们可以优化工艺流程，提高生产效率和产品质量。
详细描述
THANKS
感谢您的观看。
该方法主要适用于有机化学领域，对于其他领域的应用仍需进一步探索和研究。
逆合成分析需要进行大量计算和模拟，对计算资源要求较高，需要高性能计算机和专业的软件支持。
利用人工智能和机器学习技术，提高逆合成分析的自动化和智能化水平，减少对人工经验的依赖。
智能化发展
加强与其他学科的交叉融合，如物理学、生物学等，拓展逆合成分析法的应用领域。
特点
定义
03
降低成本和环境影响
合理的逆合成分析有助于选择更经济、环保的合成路径，降低生产成本和减少对环境的负面影响。
01
提高合成效率和成功率
通过逆向合成分析，可以避免不必要的尝试和失败，提高合成的效率和成功率。
02
发现新的合成方法和反应
逆合成分析法鼓励研究者从目标分子出发，探索新的合成方法和反应，推动化学领域的发展。
《逆合成分析法》PPT课件
目录
逆合成分析法概述逆合成分析法的基本原理逆合成分析法的应用场景逆合成分析法的实施步骤逆合成分析法的优势与局限性逆合成分析法案例分析
VS
逆合成分析法在化学合成路线设计中具有重要作用，能够提供有效的策略和工具，帮助科研人员快速设计出可行的合成路径。
详细描述
逆合成分析法是一种通过逆向思维的方式，从目标化合物出发，反向分析合成过程中所需的中间体和起始原料，从而设计出合理的合成路线的分析方法。这种方法在化学合成领域中广泛应用于新药物、新材料等领域的研发。
通过逆向思维，分析现有工艺流程中的瓶颈和问题，提出改进方案。
总结词
在工艺流程优化中，逆合成分析法可以帮助我们了解现有工艺流程中的瓶颈和问题，提出改进方案。通过逆向思维，我们可以优化工艺流程，提高生产效率和产品质量。
详细描述
THANKS
感谢您的观看。
该方法主要适用于有机化学领域，对于其他领域的应用仍需进一步探索和研究。
逆合成分析需要进行大量计算和模拟，对计算资源要求较高，需要高性能计算机和专业的软件支持。
利用人工智能和机器学习技术，提高逆合成分析的自动化和智能化水平，减少对人工经验的依赖。
智能化发展
加强与其他学科的交叉融合，如物理学、生物学等，拓展逆合成分析法的应用领域。
特点
定义
03
降低成本和环境影响
合理的逆合成分析有助于选择更经济、环保的合成路径，降低生产成本和减少对环境的负面影响。
01
提高合成效率和成功率
通过逆向合成分析，可以避免不必要的尝试和失败，提高合成的效率和成功率。
02
发现新的合成方法和反应
逆合成分析法鼓励研究者从目标分子出发，探索新的合成方法和反应，推动化学领域的发展。
《逆合成分析法》PPT课件
目录
逆合成分析法概述逆合成分析法的基本原理逆合成分析法的应用场景逆合成分析法的实施步骤逆合成分析法的优势与局限性逆合成分析法案例分析
课件5：3.4.2逆合成分析法
第2课时 逆合成分析法
学习目标定位
熟知有机合成遵循的基本规律，学会设计合理的有机合成路线和逆合成 分析方法，学会有机合成推断题的解答方法。
以H2O、H218O、空气、乙烯为原料制取 相关反应的化学方程式。
，请设计合成路线并写出
正向合成分析法(又称顺推法)，合成示意图：基础原料→中间体→中间体→目标化合物
(1)上述流程中，属于或含加成反应的是①___④___⑤__⑥__。
(2)写出F的结构简式_C__H__3C__H__2M___g_X__。
(3)写出下列反应的化学方程式：
反应①__________________；
反应④___________________。
本节内容结束
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(1)HC≡CH＋HBr→CH2=CHBr
3.已知1,3-丁二烯与烯烃可发生成环反应，化学上称为双烯加成反应。例如：
提示：①RCH2CH=CH2＋Cl2 ―50―0℃→ RCHClCH=CH2＋HCl； ②合成反应流程图可表示如下图(无机试剂可任选)。
A反反―应应 ―条→物件B反反―应― 应条→物件C…→H
逆合成分析法
1.基本思路 目标化合物 ⇒ 中间体 ⇒ 中间体 ⇒ 基础原料 2.基本原则 (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：尽量选择与目标化合物结构相似的原料。 (3)合成路线要符合“绿色、环保”的要求：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)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。
学习目标定位
熟知有机合成遵循的基本规律，学会设计合理的有机合成路线和逆合成 分析方法，学会有机合成推断题的解答方法。
以H2O、H218O、空气、乙烯为原料制取 相关反应的化学方程式。
，请设计合成路线并写出
正向合成分析法(又称顺推法)，合成示意图：基础原料→中间体→中间体→目标化合物
(1)上述流程中，属于或含加成反应的是①___④___⑤__⑥__。
(2)写出F的结构简式_C__H__3C__H__2M___g_X__。
(3)写出下列反应的化学方程式：
反应①__________________；
反应④___________________。
本节内容结束
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(1)HC≡CH＋HBr→CH2=CHBr
3.已知1,3-丁二烯与烯烃可发生成环反应，化学上称为双烯加成反应。例如：
提示：①RCH2CH=CH2＋Cl2 ―50―0℃→ RCHClCH=CH2＋HCl； ②合成反应流程图可表示如下图(无机试剂可任选)。
A反反―应应 ―条→物件B反反―应― 应条→物件C…→H
逆合成分析法
1.基本思路 目标化合物 ⇒ 中间体 ⇒ 中间体 ⇒ 基础原料 2.基本原则 (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：尽量选择与目标化合物结构相似的原料。 (3)合成路线要符合“绿色、环保”的要求：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)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。
逆合成分析
❖ 合成等效试剂的概念（synthetic equivalent reagents）： 与合成子相对应的具有同等功能的稳定化合物。
❖ “合成子”是一个人为的、概念化名词，它区别于实际存在 的起反应的离子、自由基或分子。合成子可能是实际存在的， 有时合成子本身即是试剂或中间体。但在合成反应中，也可 能是一个实际不存在的、抽象化的东西。合成时，必须用它 的对等物。这个对等物就叫合成等效试剂。
C6H6, C6H5MgBr CH3COX(X = R’, OR’, NR’2)
CH3COCH2COOEt CH2(COOEt)2
常见合成子及相应的试剂或合成等效体(二)
合成子
PhC(O)R+
R+C=O R+CHOH H2+COH
试剂或等效体
PhCHO / NaCN RX ( X = Br, I, OTs等离区
❖ “切断”通常是在双箭头上加注dis表示。
Me OMe O
NO2 dis
Me NO2
-
+
+
OMe
O
NO2
Me
OMe
Cl
O
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
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。
❖ “合成子”是一个人为的、概念化名词，它区别于实际存在 的起反应的离子、自由基或分子。合成子可能是实际存在的， 有时合成子本身即是试剂或中间体。但在合成反应中，也可 能是一个实际不存在的、抽象化的东西。合成时，必须用它 的对等物。这个对等物就叫合成等效试剂。
C6H6, C6H5MgBr CH3COX(X = R’, OR’, NR’2)
CH3COCH2COOEt CH2(COOEt)2
常见合成子及相应的试剂或合成等效体(二)
合成子
PhC(O)R+
R+C=O R+CHOH H2+COH
试剂或等效体
PhCHO / NaCN RX ( X = Br, I, OTs等离区
❖ “切断”通常是在双箭头上加注dis表示。
Me OMe O
NO2 dis
Me NO2
-
+
+
OMe
O
NO2
Me
OMe
Cl
O
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
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。
逆合成分析法课件
答案 (1)C2H5OH CH2===CH2 CH3CHO
浓硫酸 (2)C2H5OH ―17―0℃→ CH2===CH2↑＋H2O CH3CHO＋2Ag(NH3)2OH―― △→CH3COONH4＋2Ag↓＋
3NH3＋H2O
CH3CH2OH＋CH3COOH
CH3COOCH2CH3＋H2O
探究点一 有机合成路线的设计 1.有机合成路线设计思路
3.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，思维过程概括如下：
(1)分析草酸二乙酯
，分子中有 2 个酯基。
(2) 逆 推 ， 酯 是 由 酸 和 醇 合 成 的 ， 则 反 应 物 为 乙 二 酸
和 2 倍比例的乙醇 CH3CH2OH。
(3)逆推 1，乙二酸是由乙二醇
答案 第二种途径更为合理。其原因是在第一种途径中， 副反应多，所得产物中除 2,3-二氯丁烷外还有其他多种副 产品。
2.丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)可用于制造不饱和聚 酯树脂，也可作食品的酸性调味剂。某同学以 ClCH2CH==CHCH2Cl 为原料，设计了下列合成路线：
你认为上述设计存在什么缺陷？请你提出具体改进措施？
氧化得来，乙二
醇与乙醇的不同之处在于乙二醇有 2 个羟基(—OH)。此醇
羟基的引入可用 1,2-二氯乙烷
水解得到，而
1,2-二氯乙烷又可以用乙烯 CH2==CH2 与 Cl2 加成而得。
(4)逆推 2，乙醇的引入可用乙烯(CH2===CH2)水化法制 得，或氯乙烷水解。 上述分析可概括为
根据以上逆合成分析，可以确定合成草酸二乙酯的有机基 础原料为乙烯(CH2===CH2)，通过五步反应进行合成，写 出反应的化学方程式：
课件3：3.4.2逆合成分析法
呈现出一些特殊现象，这是有机化学推断的重要依据之一。 ①能使溴水褪色的有机物通常含有碳碳双键(C══C)、碳
碳三键(C≡C)或醛基(—CHO) ②能使高锰酸钾酸性溶液褪色的有机物通常含有碳碳双键
(C══C)、碳碳三键(C≡C)、醛基(—CHO)或是苯的同系物 ③能发生加成反应的有机物通常含碳碳双键(C══C)、碳碳
④当反应条件为稀酸并加热时，通常为酯或淀粉的水解反 应
⑤当反应条件为催化剂并有氧气时，通常是醇氧化为醛或 醛氧化为酸
⑥当反应条件为催化剂存在下的加氢反应肘，通常为碳碳 双键、碳碳三键、苯环或醛基的加成反应
⑦当反应条件为光照且与卤素反应时，通常是卤素单质与 烷烃或苯环烷烃基取代基上的氢的取代反应，而当条件为 存在催化剂且与卤素反应时，通常为苯环上的氢原子直接 被取代
O C—OC2H2 C—OC2H2 O
O C—OH C—OH O2C2H5OH(2)羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中间体应该是乙二
醇。
O
C—OH
CH2—OH
C—OH
CH2—OH
O (3)乙二醇的前一步中间体是1，2-二氯乙烷，1，2-二氯乙
烷可通过乙烯的加成反应而得到
CH2—OH
CH2—Cl
三键(C≡C)、醛基或苯环，其中醛基和苯环只能与氢气加成
④能发生银镜反应或能与新制备的Cu(OH)2悬浊液反应 的有机物含有醛基(—CHO) ⑤能与钠反应放出氢气的有机物必含羟基或羧基； ⑥能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2或使石蕊试 液变红的有机物必含羧基； ⑦能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃； ⑧能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、糖或蛋白质；
（C6H8O4Cl2），由此推断甲的结构简式为（ A ）
碳三键(C≡C)或醛基(—CHO) ②能使高锰酸钾酸性溶液褪色的有机物通常含有碳碳双键
(C══C)、碳碳三键(C≡C)、醛基(—CHO)或是苯的同系物 ③能发生加成反应的有机物通常含碳碳双键(C══C)、碳碳
④当反应条件为稀酸并加热时，通常为酯或淀粉的水解反 应
⑤当反应条件为催化剂并有氧气时，通常是醇氧化为醛或 醛氧化为酸
⑥当反应条件为催化剂存在下的加氢反应肘，通常为碳碳 双键、碳碳三键、苯环或醛基的加成反应
⑦当反应条件为光照且与卤素反应时，通常是卤素单质与 烷烃或苯环烷烃基取代基上的氢的取代反应，而当条件为 存在催化剂且与卤素反应时，通常为苯环上的氢原子直接 被取代
O C—OC2H2 C—OC2H2 O
O C—OH C—OH O2C2H5OH(2)羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中间体应该是乙二
醇。
O
C—OH
CH2—OH
C—OH
CH2—OH
O (3)乙二醇的前一步中间体是1，2-二氯乙烷，1，2-二氯乙
烷可通过乙烯的加成反应而得到
CH2—OH
CH2—Cl
三键(C≡C)、醛基或苯环，其中醛基和苯环只能与氢气加成
④能发生银镜反应或能与新制备的Cu(OH)2悬浊液反应 的有机物含有醛基(—CHO) ⑤能与钠反应放出氢气的有机物必含羟基或羧基； ⑥能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2或使石蕊试 液变红的有机物必含羧基； ⑦能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃； ⑧能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、糖或蛋白质；
（C6H8O4Cl2），由此推断甲的结构简式为（ A ）
逆合成分析
逆合成分析
逆合成分析（ Reverse Synthesis Analysis）是一种用于改进、优化已有设计的结构分析方法。
它可以将复杂的系统划分为若干相互独立的子系统，并对每个子系统进行分析，从而得出改进系统性能的方案。
逆合成分析的步骤如下：
1. 鉴定系统功能：首先要确定系统的功能，根据系统的功能确定被分解的子系统。
2. 分解子系统：将系统分解为一系列相互独立的子系统，每个子系统都有其特定的功能，彼此之间没有相互依赖关系。
3. 分析子系统：对子系统进行详细的分析，找出每个子系统的优缺点，以及应采取的改进措施。
4. 改进子系统：根据分析结果，对子系统进行改进，使其性能达到最优。
5. 综合子系统：将改进后的各个子系统综合起来，形成一个新的系统，从而达到优化整个系统性能的目的。
逆合成分析法
有机合成设计
有机合成的灵魂 有机合成被誉为科学中的艺术， 有机合成被誉为科学中的艺术，合成设计的 成功实践使有机合成正逐步从艺术走向科学
路线设计能力
专业技术能力： ） 专业技术能力：（1）对各类各种有机反应的熟
悉和掌握；（ ）对同一目的， 悉和掌握；（2）对同一目的，不同有机合成反应 ；（ 在应用上的比较和把握；（ ；（3） 在应用上的比较和把握；（ ）对各个步骤操作条 件的熟悉和掌握；（ ；（4） 件的熟悉和掌握；（ ）对产品纯化和检测的能力 逻辑思维能力： 逻辑思维能力：对各步有机反应的选择及排列
合成子的分类
受电子合成子（ 以代表）：具有亲电性或接受电 以代表）： 受电子合成子（a以代表）：具有亲电性或接受电 子的合成子（ ），如碳正离子合 子的合成子（acceptor synthon），如碳正离子合 ）， 成子。 成子。 供电子合成子（d以代表）：具有亲核性或给出电 以代表）： 供电子合成子（d以代表）：具有亲核性或给出电 子的合成子（ ），如碳负离子合成 子的合成子（donor synthon），如碳负离子合成 ）， 子。 自由基（ 以代表 以代表） 自由基（r以代表） 中性分子合成子（ 以代表 以代表） 中性分子合成子（e以代表）
合成子与合成等效试剂
合合成子只是一些想象的碎片， 表示的只是其反 合合成子只是一些想象的碎片，+/-表示的只是其反 应性，在实际操作中， 应性，在实际操作中，必须以能起相应作用的试剂 代之。合成时，必须用它的对等物。 代之。合成时，必须用它的对等物。这个对等物就 叫合成等效试剂 合成等效试剂的概念（ 合成等效试剂的概念（synthetic equivalent reagents）：与合成子相对应的具有同等功能（反 ）：与合成子相对应的具有同等功能 ）：与合成子相对应的具有同等功能（ 应性）的稳定化合物； 应性）的稳定化合物；一种能起合成子作用的试剂 。
有机合成的灵魂 有机合成被誉为科学中的艺术， 有机合成被誉为科学中的艺术，合成设计的 成功实践使有机合成正逐步从艺术走向科学
路线设计能力
专业技术能力： ） 专业技术能力：（1）对各类各种有机反应的熟
悉和掌握；（ ）对同一目的， 悉和掌握；（2）对同一目的，不同有机合成反应 ；（ 在应用上的比较和把握；（ ；（3） 在应用上的比较和把握；（ ）对各个步骤操作条 件的熟悉和掌握；（ ；（4） 件的熟悉和掌握；（ ）对产品纯化和检测的能力 逻辑思维能力： 逻辑思维能力：对各步有机反应的选择及排列
合成子的分类
受电子合成子（ 以代表）：具有亲电性或接受电 以代表）： 受电子合成子（a以代表）：具有亲电性或接受电 子的合成子（ ），如碳正离子合 子的合成子（acceptor synthon），如碳正离子合 ）， 成子。 成子。 供电子合成子（d以代表）：具有亲核性或给出电 以代表）： 供电子合成子（d以代表）：具有亲核性或给出电 子的合成子（ ），如碳负离子合成 子的合成子（donor synthon），如碳负离子合成 ）， 子。 自由基（ 以代表 以代表） 自由基（r以代表） 中性分子合成子（ 以代表 以代表） 中性分子合成子（e以代表）
合成子与合成等效试剂
合合成子只是一些想象的碎片， 表示的只是其反 合合成子只是一些想象的碎片，+/-表示的只是其反 应性，在实际操作中， 应性，在实际操作中，必须以能起相应作用的试剂 代之。合成时，必须用它的对等物。 代之。合成时，必须用它的对等物。这个对等物就 叫合成等效试剂 合成等效试剂的概念（ 合成等效试剂的概念（synthetic equivalent reagents）：与合成子相对应的具有同等功能（反 ）：与合成子相对应的具有同等功能 ）：与合成子相对应的具有同等功能（ 应性）的稳定化合物； 应性）的稳定化合物；一种能起合成子作用的试剂 。
04逆合成分析法
2011年10月28日
2011－2012 学年
有机合成 Organic Synthesis
CO2Et CH CO2Et
a
CH2 CO2Et CH CO2Et
CH2
×
a
b
b
CH2
CO2Et CH CO2Et
CH2 Br
+
CO2Et NaOEt CH2 EtOH CO2Et
CH2
CO2Et CH CO2Et
O CCH2CH2CH3
目的：使一种切断成为可能 为切断进行必要的准备 为切断进行必要的准备。 目的：使一种切断成为可能,为切断进行必要的准备。 官能团互变 / 官能团转变 / 官能团转换
2011年10月28日源自2011－2012 学年有机合成 Organic Synthesis
切断： 切断： 合成： 合成：
这种能起合成子作用的试剂称为合成等有机合成organicsynthesis20112012学年2012年8月13日官能团互变functionalgroupinterconversionfgi把一种官能团转换成另一种官能团目的
有机合成 Organic Synthesis
第4章 逆合成分析法
逆合成分析法也叫“逆合成法” 逆合成分析法也叫“逆合成法”或“反合成法”。 反合成法” 它是从目标分子开始通过逆推、简化到合适的起始原 它是从目标分子开始通过逆推、 料的方法。 料的方法。
2011－2012 学年
目标分子 Target Molecule TM
2011年10月28日
有机合成 Organic Synthesis
官能团互变 (Functional Group Interconversion, FGI) 把一种官能团转换成另一种官能团
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有机合成
-----逆合成分析法 关键：碳骨架构建与官能团的转化
①正向合成分析法
基础原料 中间体 中间体
目标化合物
正向合成分析法示意图
②逆向合成分析法
目标化合物 中间体 中间体 基础原料
逆向合成分析法示意图
关键：碳骨架构建与官能团的转化
合成乙二酸乙二酯
COOH
6
COOH
CH2OH CH2OH
5
CH2Br
4
CH2OH CH2OH
3
CH2Br
2
CH2==CH2
1
CH3CH2OH
以乙醇、溴乙烷为主要原 ——逆推正写 料如何制备乙二醇？
1. 应用反应中的特殊条件进行推断 1）NaOH水溶液 卤代烃、酯类的水解反应、羧酸、苯酚的中和。 2）NaOH醇溶液，加热 卤代烃的消去反应。 3）浓H2SO4，加热 醇消去，酯化，醇脱水成醚、苯环的硝化反应。 4）溴水 烯、炔的加成，酚的取代反应（浓溴水），醛的 氧化反应； 液溴 催化剂——发生苯环的取代反应。
C. CO2 , H2O
D. NaOH
检
D
CH2 CH2
检:
烃A
CH2 CH2 以通过下列方法制得：
Br2
O 1,4—二氧六环
O
浓H2SO4 H2O
可
B
NaOH溶液
C
1，4—二
氧六环， 则该烃A 为（ D ）
A. 乙炔 B. 1-丁烯 C. 1,3-丁二烯 D. 乙烯
• 整理提纲 ！
5）O2/Cu（或Ag） 醇、醛的氧化反应。 6）新制Cu(OH)2悬浊液与银氨溶液发生银镜反应 含醛基的物质，甲酸，甲酸酯，甲酸盐等；
7）稀H2SO4——发生酯的水解。 8）H2、催化剂
烯烃（炔烃）加成，芳香烃加成，醛还原成醇。
检
要将
ONa COONa 转化为 OH COONa
,
应选用的试剂是 ( C ) Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ HCl B. H2SO4
-----逆合成分析法 关键：碳骨架构建与官能团的转化
①正向合成分析法
基础原料 中间体 中间体
目标化合物
正向合成分析法示意图
②逆向合成分析法
目标化合物 中间体 中间体 基础原料
逆向合成分析法示意图
关键：碳骨架构建与官能团的转化
合成乙二酸乙二酯
COOH
6
COOH
CH2OH CH2OH
5
CH2Br
4
CH2OH CH2OH
3
CH2Br
2
CH2==CH2
1
CH3CH2OH
以乙醇、溴乙烷为主要原 ——逆推正写 料如何制备乙二醇？
1. 应用反应中的特殊条件进行推断 1）NaOH水溶液 卤代烃、酯类的水解反应、羧酸、苯酚的中和。 2）NaOH醇溶液，加热 卤代烃的消去反应。 3）浓H2SO4，加热 醇消去，酯化，醇脱水成醚、苯环的硝化反应。 4）溴水 烯、炔的加成，酚的取代反应（浓溴水），醛的 氧化反应； 液溴 催化剂——发生苯环的取代反应。
C. CO2 , H2O
D. NaOH
检
D
CH2 CH2
检:
烃A
CH2 CH2 以通过下列方法制得：
Br2
O 1,4—二氧六环
O
浓H2SO4 H2O
可
B
NaOH溶液
C
1，4—二
氧六环， 则该烃A 为（ D ）
A. 乙炔 B. 1-丁烯 C. 1,3-丁二烯 D. 乙烯
• 整理提纲 ！
5）O2/Cu（或Ag） 醇、醛的氧化反应。 6）新制Cu(OH)2悬浊液与银氨溶液发生银镜反应 含醛基的物质，甲酸，甲酸酯，甲酸盐等；
7）稀H2SO4——发生酯的水解。 8）H2、催化剂
烯烃（炔烃）加成，芳香烃加成，醛还原成醇。
检
要将
ONa COONa 转化为 OH COONa
,
应选用的试剂是 ( C ) Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ HCl B. H2SO4