1,3-双官能团化合物的逆合成分析 (2)
逆合成分析

Br CHO Ph Ph Ph O + PPh3 PPh3 +
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羧酸的切断
• 回推到醇再切断 • 格氏试剂与二氧化碳作用 • 丙二酸二乙酯与卤代烃作用
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28
安息香缩合
芳香醛在含水乙醇中,以氰化钠(钾)为催化剂,加热 后发生双分子缩合,生成生成α-羟基酮的反应。
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29
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5 steps 90%/step 70%/step
overall yield 73% 34%
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5
Triply Convergent Synthesis
-three major components are brought together in a single step to make the target compound.
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14
• 添加辅助官能团后再切断
• 将目标分子推导到适当阶段再切断
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15
切断技巧
• 导向具有合理反应性的合成子,以便于找到相应的试 剂或合成等效体 • 对应于已知的合成反应 • 充分利用官能团的特征,以利用特殊的反应 • 围绕官能团处切断,利用分子最活跃的部位 • 碳-碳键切断时,应优先从分子的中部切断以获得汇聚 法的合成,并确认分子的分叉点 • 优先安排相应反应产率高的或成功把握大的转化 • 影响分子反应性及选择性的官能团先转化 • 分子中部稳定部分先切断或先进行官能团转化 • 通过共用原子法并在支链处切断,指导多环分子的切 断
逆向合成分析及其应用

常见的a3-合成子主要有b-羰基正离子,相 应的合成等价体是a, b-不饱和羰基化合物、a, b-不饱和羧基化合物和a, b-不饱和腈。 烯丙基型正离子和炔丙基正离子也可以视 为a3-合成子,它们相应的合成等价体主要为3卤代丙烯、3-卤代丙炔、2-丙烯醇的磺酸酯和2丙炔醇的磺酸酯。 此外,氧杂环丁烷有时也可以充当a3-合成 子的合成等价体。
t-Bu O
t-Bu
反合成子(retron)
反合成元是反合成分析中进行某一转换所必要的结构 单元。例: 对Diels-Alder反应,双烯烃为合成子,而加成产物环 己烯则为该转换的反合成子。 对Robinson反应,产物为反合成子
+ O O
Base O Robinson Rxn
合成树(tree)
O
O
dis
O O
O
O
O
dis +
O
O
五元环
O O
dis
EtO2C O EtO2C
+
EtO2C
CO2Et
O -
O
dis
EtO2C
+
CH2CO2Et
O
CH3CH2COCH2CO2Et
ClCH2CO2Et
dis
O CHO O
CHO
FGI
CHO
dis
-
CH2Br
六元环
CO2CH3 CO2CH3 CO2CH3 CO2CH3 OH+
杂原子的交换
RCl RCH2X RCHO RCOCl R-M (M= Li, MgCl, Cu) RCH=PPh3 S S R
RCO-Fe(CO)4
杂原子的引入
O
OM
逆合成分析

E. J. Corey (1928一至今)
1990年,哈弗大学教授,因发展逆合成分析理论而荣获诺贝 尔化学奖
逆合成分析:2.0 基本术语
2.1: 切断
逆合成分析:2.0 基本术语
2.2: 转化
2.3: 合成子
推导得到的试剂或者中间体。
逆合成分析:2.0 基本术语
2.4: 合成等效试剂
骨架为根本,官能团为枝叶。
3.3: 合理利用分子的对称性
逆合成分析:3.0 逆合成中的合成设计简化
逆合成分析:3.0 逆合成中的合成设计简化
合成:
逆合成分析:4.0 各类官能团的切断
4.1 醇的切断:最常用的是格氏试剂和羰基化合物的反应
逆合成分析:4.0 各类官能团的切断
逆合成分析:4.0 各类官能团的切断
1,3-双官能团化合物:
β-羟基羰基化合物 α, β –不饱和羰基化合物
1,3-二羰基化合物
1,3-二醇 …
逆合成分析:1,3-双官能团化合物
β-羟基羰基化合物: Aldol缩合、Reformatsky反应等
逆合成分析:1,3-双官能团化合物
α, β –不饱和羰基化合物
切断
合成
逆合成分析:1,3-双官能团化合物
逆合成分析:2.0 基本术语
合成子 RC6H5-CH2COX -CH2COCH3 -CH2COOH R+ R+CO R+CHOH +COOH +CH CH OH 2 2 +CH CHCOR 2 试剂或合成等效试剂 RM(M=Li,MgBr,Cu…) C6H6, C6H5MgBr CH3COX (X=R’, OR’, NR’2) CH3COCH2COOEt CH2(COOEt)2 RX (X=Br, I, OTS…) RCOX RCHO CO2 CH2=CHCOR
第11章 逆合成分析法

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
第5章 逆合成分析法课件

试剂
O PhMgBr
学习交流PPT
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(2)进行立体化学控制与化学选择性控制的一种手段。
Example 2 蚁王标记素的合成
Faranal —— 蚁王标记素
CHO
逆Wittig切断
OH
Wittig
PPh3 OHC
OH
δ - 羟基醛
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25
中间体5-羟基-2,3-二甲基戊醛的逆合成分析
OHC
重接的作用:
在逆合成分析中,为了达到成键、选择性控制等目的而在 分子内进行键的连接(而非切断)的操作。
重接的场合:
(1)对应于合成路线中的开环反应和碎裂化反应。
Example 1 5-苯基-5-氧代戊酸的合成
O Ph
COOH
or 重接 Ph
FGA
Ph
PhMgBr OH Ph
O
重接
COOH
OOO
合成子
复杂分子逆合成:
多路线逆合成 分析示意图
Corey的有机合成设计原理,提供了一种规范的、系统的有
机合成实践活动,获得1990年诺贝尔化学奖。
学习交流PPT
9
5.2 逆合成分析的基本概念 Concept of Retrosynthetic analysis
学习交流PPT
10
在有机合成专著和文献中,运用逆合成分析法进行有机 合成设计经常用到下列概念。
OH 重接
FGI
O OH
Bayer-Villiger
O O
FGA
COOEt
COOEt OEt
O
O
O
COX XOC
O
重接
FGI
Diels-Alder O
有机合成题解题思路和技巧

有机合成题解题思路和技巧有机合成题是各类考试中的重点题型之一,而且所占份量较大(一般在20~40分之间)。
有机合成所考查的是考生综合运用所学知识一种能力型题目,要求考生具有较强的分析问题和解决问题的实际能力,有时还要有一定的灵感。
有机合成的任务是建造有机分子。
它通常要运用官能团移位、官能团转换、官能团形成、消除官能团、增长碳链、缩短碳链、重组碳架、环合和开环等手段来实现。
因此,将有机反应按上述要求分类、归纳、熟记、并能达到灵活运用的程度,是做好有机合成题的基础。
有机合成的方法是逆合成原理。
解有机合成题的基本步骤分两步完成:第一步:运用逆合成原理对目标化合物进行剖析首先对目标化合物进行分析,看它含有哪些官能团、它间之间的相对关系或位置如何,并联想出相关的合成反应。
然后对目标化合物进行逆推分析。
用切断法推出其前体,前体的前体……,直到题目指定或可选的原料为止。
在进行逆推分析时,应注意如下几点:1、如何构成目标分子所特有的骨架(碳键的增长和缩短,碳环的形成与开环,骨架的重排等);2、如何在指定位置引入特定的官能团;3、如何满足一定的立体化学要求。
有时目标化合物中没有官能团,此时要在它的适当位置生长出一个易被切断或交换的官能团,然后再进行剖析。
生长的官能团应是易消除的官能团。
在逆推过程中,切断的一般原则如下:(1) 应有合理的切断依据,即“能合才分”,也就是说切断必须有可以连起(成键)的反应为依据;(2) 有碳—杂键时,一般在碳—杂键处切断;(3) 凡涉及官能团时,则在官能团附近切断,如果是由两种官能团形成的官能团,应切断为原官能团;(4) 通过官能团转换(简写为FGI)逆推到适当的阶段再切断;(5) 切断应尽可能遵循最大程度简化的原则,一般在分子的中央处切断、在有支链处切断、在对称处切断等。
第二步:以剖析为依据,写出合成设计方案在逆推分析的基础上,将剖析时的逆向过程正过来,为每步反应加上试剂和反应条件,即得初步的合成路线。
精细有机合成技术:逆向合成路线设计技巧

第二节 逆向合成路线设计技巧
(3)二羰基化合物的逆向切断
• 二羰基化合物包括1,3-、1,4-、1,5-和1,6-二羰基化合物。以下仅介绍1,3-二 羰基化合物的逆向切断技巧。
• Claisen缩合反应是切断1,3-二羰基化合物的依据。Claisen缩合反应包括 Claisen酯缩合、酮酯缩合、腈酯缩合等,这些缩合分别得到结构上略有差 异的化合物,但最终都能生成1,3-二羰基化合物,因此目标化合物可切断 为酰基化合物和α-氢试剂两种合成等效剂。
(2)羧酸的逆向切断
羧酸也是一类重要的有机物,有了羧酸,羧酸衍生物就很容易制备。羧酸
的合成除了先回推到醇再切断的路线外,还有两种方法可利用,一种是利用格
氏试剂与二氧化碳反应制备羧酸,另一种是利用丙二酸二乙酯与卤代烃反应制
备羧酸。
【例15-11】:试设计
的合成路线。
分析:
显然,两种方案均为合理路线,但a路线比b路线短,因为a路线更符合 最大简化原则,所以a比b更好。
(1)1,2-二官能团物
①1,2-二醇。1,2-二醇类化合物通常用烯烃氧化来制备,故切断时1,2-二醇 先回推到烯烃再进行切断。如果是对称的1,2-二醇,则利用两分子酮的还原 偶合直接制得,偶合剂是Mg-Hg-TiCl4。
【例15-12】:试设计 分析:
的合成路线。
合成:
第二节 逆向合成路线设计技巧
合成:
常见物质的逆向切断技巧(二)
目
录 1
单官能团物质的逆向切断技巧
Contents
双官能团化合物的逆向切断
2
2.双官能团化合物的逆向切断
当一个分子中含有两个官能团时,最好的切断方法是同时利用这两个 官能团的相互关系。双官能团化合物主要包括1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、 1,6-二官能团物等。
第二章 逆合成分析

应的卤代物与活泼金属发生卤素交换反应来制备。
常见的d1合成子等价物主要有CH3NO2、CH3SOCH3、CH3SO2CH3、HCN、 磷叶立德、硫叶立德和硫代缩醛等。
常见的d2合成子合成子等价物主要有RCH2CHO、RCH2COPh、RCH2CO2Et、
CH2(CO2Et)2、CH3COCH2CO2Et和CH2(CN)2等。 常见的d3合成子合成子等价物:
有机合成
第2章
逆合成分析
常见的a3合成子主要有β-羰基正离子,其合成等价体是α,β –不饱和羰基化合物、 α,β –不饱和羧基化合物和α,β –不饱和腈。烯丙基正离子和炔丙基正离子也可以视为a3-
合成子,等价体为3-卤代丙烯、3-卤代丙炔、2-烯丙醇的磺酸酯和2-炔丙醇的磺酸酯。
常见的d合成子 常见的d0合成子主要有烷基负离子、烯基负离子和芳基负离子,它们通常由相
分析
TM
O
O
O
O
+
O O O
+
CH3I
有机合成
第2章
逆合成分析
5、逆推到适当阶段再切断
有些分子不能直接切断,或切断后得到的合成子在正向合成时,无合适 方法将其连接起来。此时,应将TM逆推到某一替代的TM后再切断。
eg. 合成
CH3CH CH2CH2OH OH FGI;Dis
CH3CH OH
+
CH2CH2OH
C-杂键不如C-C键稳定,且在合成时也易形成,合成时,C-杂键放在最后 几步完成,较为有利。一方面避免C-杂键受到早期反应的干扰,另一方面也 可在较温和的条件下连接,避免在后期反应中破坏已引进的官能团。合成中
后期形成的键,在分析时应先切断。
有机合成
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
阐述应用逆合成分析法解决有机合成

阐述应用逆合成分析法解决有机合成1824年,德国化学家魏勒(Wohler)在蒸发氰酸铵的水溶液时,意外地得到了一种白色晶体—尿素。
这是第一个人工合成的有机化合物,开创了有机化合物人工合成的新纪元。
有机合成是一个富有创造性的领域,它不仅要合成自然界含量稀少的有用化合物,也要合成自然界不存在的、新的有意义的化合物。
有机合成的基石是各种类型的有机反应以及组合这些有机反应以获得目标化合物的合成设计及策略。
有机合成是有机化学的中心,有机合成的教学贯穿于整个有机化学课程的教学过程中,也是有机化学课程的教学目的所在。
在讲解各类有机化合物的制备时,其实就是进行有机合成,只不过这类合成比较简单,通常一眼就可以看出由什么原料来制备,由原料到产物所经反应步骤也不会太长。
但对于复杂有机化合物分子的合成,特别是那些具有特殊结构的新物质的合成,就很难看出由哪些原料,经过什么反应来制备。
这就必须从所要合成产物的分子结构着手,通过逆推得到简单的起始原料,即“逆合成分析”[1]。
逆合成分析于20世纪60年代由哈佛大学教授科瑞(E.J.Corey)提出的[2],该法是针对目标分子(target molecule,简写为TM),通过化学键切断(disconnection,简写为dis,在反应式中,切断用波纹线表示)的方法得到目标分子的前体,这些前体用已知的反应可重新生成目标分子。
上述过程反复进行,直至前体为简单的起始原料(start molecule,简写为SM)。
逆合成分析用双线箭头“”表示。
将逆合成分析逆转,加上试剂、条件并作适当修改,即得合成设计方案(图1)。
由此可见,逆合成分析的关键是如何进行化学键的切断。
因为任何有机化合物分子,特别是复杂的有机化合物分子中都含有很多化学键,切断时,确定如何把它分割成更小的部分以及应当打破哪一个化学键是极其重要的。
一个好的切断应同时满足三点:(1)有合适的反应机理,即切断后所得的分子碎片(正、负离子或自由基)有对应的合成等价物。
1,3-双官能团化合物的逆合成分析 (2)

OH
2.瑞弗尔马斯基(Reformatsky)反应
β-羟基羰基化合物是羟醛(酮)缩合反应的产物,所以 切断β-羟基羰基化合物的依据是羟醛(酮)缩合反应。
β-羟基羰基化合物的逆合成分析方法:
β α
O
+O
例1、试设计以下化合物的合成路线
O OH
分 析:
O OH
合 成: O
碱 2
O 2
O OH
例 2 合成下列化合物
• 合成:
O
+
H
O
+
H O2N
C2H5OH NO2 NaOH
OH NO 2
第二节 α,β-不饱和羰基化合物的拆开
(一)合成α,β-不饱和醛或酮的反应
• 1、克莱森-施密特(Claison-Schmidt)反应 • 2、科诺瓦诺格(Knoevenagel)反应 • 3、克莱森缩合(制备α,β-不饱和酯) • 4、Perkin反应
(二)α,β—不饱和羰基化合物的拆开通式: (三)逆合成分析举例
(一)合成α,β-不饱和醛或酮的反应
1、克莱森-施密特(Claison-Schmidt)反应
定义:芳醛和含有两个α-氢原子的脂肪族或脂肪芳香族 的醛、酮、腈类等在浓碱(NaOH, KOH)的作用下,发生 缩合反应,形成α ,β-不饱和醛、酮或腈的反应
分析:
C6H5-CH=CH-CO-CH=CH-C6H5
2C6H5CHO + CH3COCH3
合成:
2C6H5CHO + CH3COCH3
NaOH
C6H5-CH=CH-CO-CH=CH-C6H5
• 3、试设计以下化合物的合成路线
O
COOH
专题1 有机化合物的合成

例1、设计的合成路线。
例2、设计的合成路线
例3、设计的合成路线
例5、设计 的合成路线。
例6、由苯酚合成
例7、设计 的合成路线
例8、用C3化合物合成
例9、由苯合成对溴乙苯
例10、由苯合成对硝基苯甲酸。
例11、由苯合成间硝基苯乙酮。
例12、由C2化合物合成叶醇
练习题
1、由指定原料及其他必要的无机及有机试剂合成下列化合物:
CH3(CH2)5CH2C≡CCH2OHCH3(CH2)5CH2C≡CCH2C≡CCH2OH
B C
CH3(CH2)11CH2OH
D E
(1)用反应式表示由电石和甲醛以及必要的无机试剂为原料制备A的各步反应,并注明必要的反应条件。
(2)用系统命名法命名化合物B,C,D。
(3)以乙烯、丙烯、乙炔、化合物A以及必要的无机试剂为原料合成B和C,以反应式表示。
(2)引入一种基团,这种基团具有一定的定位作用,待第二基团引入后,再除去这种基团,例如由苯合成间二溴苯。
(3)当用取代苯作为起始物时,可通过改变起始物取代基转化的先后顺序来决定最终产物分子中基团的相对位置,例如由甲苯合成硝基苯甲酸。
在将两个基团引入到苯环上时,应考虑以下两个问题:
(1)在有选择余地时,首先引入最强的致活基团或最弱的致钝基团进入苯环。
专题一有机化合物的合成
一、有机合成的一般原则
1、反应步骤较少,总产率高。2、每步的主要产物易于分离提纯。3、原料易得价格便宜。
二、有机物的合成方法(包括碳架的建立、各种官能团引进等)
(一)芳香族化合物的合成
1、合成苯环上仅连有一个基团的化合物
①一般以苯为原料,通过芳香烃的亲电取代反应引入基团,如表1:
双官能团化合物的逆合成分析

• 一、醇类化合物 • 方法之一:
H2O O HX
ROH
CH2OH CH2X CH2OR CH2NR2
CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH
R2NH
例1
分析化合物的合成路线
CH3CH CHCH2 O CH2CH(OH)CH3
分析:
O CH3CH CHCH2 O CH2CHCH3 OH 选择性还原 OH CH3CH CHCHO 缩合 CH3CH CHCH2 OH +
逆合成分析:
O C6H5 C O C C6H5 氧化 FGI C6H5 OH O C C C6H5 H CN2C6H5CHO
合成:
2C6H5CHO CN OH O C6H5HC CC6H5 HNO3
O O C6H5C CC6H5
环己酮 碱 TM
第二节 1,2-二官能团化合物
• 主要讨论醇类及羰基化合物
例2 试设计以下化合物的合成路线
OH COOH COOH
分析:
OH CO 2H CO 2H
OH CN CO 2H
HCN
+
CHO CO 2H
CO 2H
+
HCO 2C2H5
Br
+
CH 3CO 2H
• 合成:
(1)C2H5O (2) CH2(CO 2C2H5)2 (3)水解、脱羧 CO 2H
-
Br
C 2H 5O HCO 2C2H5
• 举例:分析下列化合物的合成路线
ph ph ph C C OH OH ph
• 分析:
ph ph ph C C ph ph OH OH O C ph ph O C ph
• 合成:
1,3—双官能团化合物的逆合成分析

合成:方法a:
C6H5CH2CO2C2H5 + (COOC2H5)2 C2H5Na C6H5CHCO2C2H5 O C COOC2H5
草酸二乙酯
C6H5CHCO2C2H5 COOC2H5
合成:方法b:
O C2H5Na C6H5CHCO2C2H5 COOC2H5
C6H5CH2CO2C2H5 + H5C2O C OC2H5
1,3—双官能团化合物的逆合成分析
三、1,3—二羰基化合物的合成
Claisen缩合:
• • • • 克莱森酯缩合是制备1,3—二羰基化合物的重要反应 Claisen缩合反应一般指酯之间的缩合、酮的烯醇负离子 (α -碳负离子)、腈的烯醇负离子与酯的缩合。 酯之间的缩合又分为相同酯间缩合,分子内酯缩合及不 同酯间缩合 这些缩合分别得到结构式略有差异的化合物,但最 终都能生成1,3-二羰基化合物,因此目标化合物可切断
1、相同酯间缩合
定义:具有-活泼氢的酯,在碱的作用下,两分子酯 相互作用,生成-羰基酯,同时失去一分子醇 的反应。
O H3C C OCH2CH3 O
+
H CH2 C
OCH2CH3
C2H5ONa
O H3C C CH2
O C
3
2
1
OCH2CH3
+ C2H5OH
β-羰基酸酯
• 产物:β -羰基酸酯(1,3—二羰基化合物) • 根据克莱森缩合的特点1,3-二羰基化合物可以如 下拆开:
5、酯与腈缩合
夺氢 Ph CO2C2H5 + C6H5CH2CN C2H5ONa C6H5CHCN Ph C O β 羰基腈
注意:
酯与睛的缩合也是睛与不含α -H的酯之间的
逆合成分析法

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 。
03反合成方法

1.双官能团化合物
①1,1双官能团化合物
②1,2双官能团化合物 切断:烯烃氧化;对称结构:两个酮的还原偶合(Mg-Hg-TiCl4)
安息香缩合
③1,3双官能团化合物
切断:羟醛缩合
Claisen 缩合
Micheal加成
Mannich碱
2,3位切断
正常合成子 反常合成子
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 OMe O
NO2 dis
Me NO2
-
+
+
OMe
O
用 切化学键
NO2
Me
OMe
Cl
O
连接(connection,con)
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 分的合成元。
合成元: 反合成分析中目标分子反应回推时所得的结构单元
合成等效试剂: 与合成元对应的具有等同功能的稳定化合物
合成元和合成等效试剂的关系
1.两者概念不同,但又相互联系,有时又是 同一种结构
2.合成元有四种不同的形式。 亲核(Acceptor synthon) a表示 亲电 (Donor synthon) D表示 自由基 (Radical synthon) R表示 中性分子
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。
有机合成
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类型 合成子 合成等效剂a 合成子:C+OH CH 3CH 3CH 3COCH 3H +C+OHCH3CH 3RC+=ORCOClAlCl 3RC +=O+CH 2COCH 3BrCH 2COCH 3BrC -HCOCH 3+CH 2CHOHCH 3OCH 3H++CH 2CHOHCH3R(H)OCNXX=Cl,Br,IR+RXR 2SO 48.1.2.2合成子的作用规律一个d 合成子与一个a 合成子在适当的条件下化合,得到一个加合的C -C 键(d 0合成子除外)。
下述的一些规律,可以用来设计产物(目标分子)中的官能团的位臵。
d 烷+a 烷,反应产物是无官能团产物 a 烷+d 1,a 1+d 烷,反应产物是单官能团化合物 a 1+d 1, 反应产物是1,2-双官能团化合物 a 1+d 2,a 2+d 1,反应产物为1,3-双官能团化合物等等。
例如:烷基a +烷基d :CH 3LiCH 3Br CH 3-CH 3a 1+d 1:RC=OHHCNRCH OHCNa 1+d 2:CH 3COCH 3CH 3CHOC OHCH 2CHOCH 3C H 3a2+d2:OCOOCH3BrO COOCH3OCOOCH3O COOCH3a3+d2:OOHO注意:目标分子是合成子就必须由一个以上官能团。
如果在开链化合物分子中,含有一个电子接受体部位和一个供电子中心,则这两个原子间可进行分子内键合。
相应地生成单环化合物。
例如:O OMeO8.2供电子合成子8.2.1烷基(烃基)d合成子碳负离子是带一对电子的有机负离子,电荷主要集中在碳原子上。
烷基、烯基、炔基负离子中,非键合的电子总是定域在碳原子上,它们具有高度的反应活性。
形成碳负离子的难易程度:与碳氢键中的S成分有关,S成分增加,则越易形成碳负离子。
C CH C CH C CH当碳原子上的取代基数目不同时,饱和烷基负离子的稳定性顺序为3o<2o<1o,但他们的稳定性都很小。
第六章 二官能团化合物的合成

'R 'R 'R H C H C H C H C H C H C R'' R'' R''
O3,H2O2 O3,NaBH4
第六章 双官能团化合物的合成
• • • • • • • • 1,1-二官能团化合物 1,2-二官能团化合物 1,3-二官能团化合物 1,4-二官能团化合物 1,5-二官能团化合物 1,6-二官能团化合物 课堂练习 课堂练习答案
一、二官能团的基本合成方法 *1、 1,1-二官能团化合物
'R OR 'R OH 'R OH
如: O
R
Br
Y(Y= H、COOH、COOEt)
活化方式
O R'' 'R O O'R 'R O-
+
O
R''
:利用烯胺活化; 利用CO2Et活化
R'' Br O O O O O R''
NaOEt
O
NaH +
O
CO2Et CO2Et CO2Et Br
例
O
例:设计
COOH
的合成路线。
O COOH O
''R 'R
OR NH2 CN O
''R 'R
CN NH2 CO2H
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FGA
+
CHO
O
O
P h CHO
OH-
逆合成:3-苯丙醛
• 逆合成分析:
谢 谢!
? O
O
O
O
O
合成:
+
O
OC2H5 O
CO2H5
O
O
O
O
乙酰乙酸乙酯
O
O
CO2C2H5
O
O
O
O
O
逆合成实例1
• 逆合成分析:
O FGA
O dis
COOEt
Br +
O NaH
Br
O
EtO
O
H2
Raeny Ni
Br
O
+
Br
O
EtO
O COOEt
1) H3O+ 2)
Zn -Hg
TM10 HCl
O
dis
• 合成:
O
CHO
吡啶(弱碱)
+ CH2(CO2C2H5)2
1.OH/H2O
O
2. H+,
COOH
• 4、试设计以下化合物的合成路线
• 分析:
O O
OH CO2H
OHC
O O
OH + CH3CO2H
OHC
+ CH2O
• 合成:
HCHO
OH CH2(CO2H)2
CHO
CHO
碱
O
O
• 5、试设计以下化合物的合成路线
TM17
O O
Ph Ph OH TM18
O
Ph
COOH
TM19
(三)逆合成分析举例 1、试设计以下化合物的合成路线
分析:
O2N
CHO
O2N
CHO
CHO
+ CH 3CHO
O2N
合成:
O2N
CHO + CH3CHO
KOH
CH3OH O2N
CHO
2、试设计以下化合物的合成路线
O
Ph CH CH C CH CH Ph
O O
分析:
O O
α β Ph
H O Ph
Ph HO Ph
O
OO
+
Ph
Ph
• 合成:
2Ph-CHO
KCN
O OH HNO3
Ph C C Ph
OO Ph C C Ph
OO
+
Ph
Ph
O 碱
O O
Ph HO Ph
• 例 3 合成下列化合物(5-硝基-4-辛醇)
OH NO2
• 分析:
OH
β α NO 2
COOH
HO
CCO
H
• 分析: HO
HO
• 合成:
COOH CCO H
COOH CHO + H2C O
COOH
(CH3CO)2O
HO
CHO + H2C O
(C2H5)3N
COOH
HO
CCO
H
6、试设计以下化合物的合成路线
分析:
合成:
7、试设计以下化合物的合成路线 分析:
? +
O
O O
A
+
O
+
CH3CHO
+
CH2(CO2H)2
吡啶 微量哌啶
CH3CH=CHCOOH
+
CO2
+H2O
H3CO
CHO
吡啶
+ CH2(COOH)2 OCH3
H3CO
CH=CHCOOH + CO2 + H2O
OCH3
(2)丙二酸酯参与Knoevenagel的反应
A.芳香醛和丙二酸酯反应:
C6H5CHO + CH2(COOC2H5)2 哌啶 C6H5CH=C(COOC2H5)2
1,3-双官能团化合物 的逆合成分析
1,3-二官能团化合物
主要讨论内容:
β
O
α
OH
1. β-羟基羰基化合物
O
β
α
2. α,β-不饱和羰基化合物
3. 1,3-二羰基化合物
O
αβ
O
第一节 β-羟基羰基化合物 合成β-羟基羰基化合物最常用的反应: 1.羟醛缩合反应
OH
CH3CHO +CH3CHO
CH3 CH CH2CHO
分析:
C6H5-CH=CH-CO-CH=CH-C6H5
2C6H5CHO + CH3COCH3
合成:
2C6H5CHO + CH3COCH3
NaOH
C6H5-CH=CH-CO-CH=CH-C6H5
• 3、试设计以下化合物的合成路线
O
COOH
• 分析:
O -CH=CH-CO2H
O
+ -CHO
CH3CO2H
• 合成:
O
+
H
O
+
H O2N
C2H5OH NO2 NaOH
OH NO 2
第二节 α,β-不饱和羰基化合物的拆开
(一)合成α,β-不饱和醛或酮的反应
• 1、克莱森-施密特(Claison-Schmidt)反应 • 2、科诺瓦诺格(Knoevenagel)反应 • 3、克莱森缩合(制备α,β-不饱和酯) • 4、Perkin反应
OH
2.瑞弗尔马斯基(Reformatsky)反应
β-羟基羰基化合物是羟醛(酮)缩合反应的产物,所以 切断β-羟基羰基化合物的依据是羟醛(酮)缩合反应。
β-羟基羰基化合物的逆合成分析方法:
β α
O
+O
例1、试设计以下化合物的合成路线
O OH
分 析:
O OH
合 成: O
碱 2
O 2
O OH
例 2 合成下列化合物
例如:
2、科诺瓦诺格(Knoevenagel)反应
• 通式:
R
CHO + H2C
X
Y
弱碱
R CH=CH X
Y
X,Y=COOH, COOR, NO2 , CN 等
RCHO, ArCHO
• 特点:
• 催化剂为弱碱。避免使用强碱时脂肪醛发生自缩 合反应。一般用有机胺作催化剂。
(1)丙二酸参与的Knoevenagel反应
(二)α,β—不饱和羰基化合物的拆开通式: (三)逆合成分析举例
(一)合成α,β-不饱和醛或酮的反应
1、克莱森-施密特(Claison-Schmidt)反应
定义:芳醛和含有两个α-氢原子的脂肪族或脂肪芳香族 的醛、酮、腈类等在浓碱(NaOH, KOH)的作用下,发生 缩合反应,形成α ,β-不饱和醛、酮或腈的反应
B.制备各种肉桂酸酯
(3)氰乙酸参与的Knoevenagel的反应
脂肪醛和氰乙酸酯生成混合产物
• 3、克莱森缩合(制备α,β-不饱和酯)
• 定义:无α-氢的醛与能够烯醇化(有α-氢的)的 酯相缩合,生成α,β-不饱和酯的反应。一般是芳 醛与酯的缩合 。
• 4、Perkin反应
• 定义:芳醛和含两个α-氢原子的脂肪酸酐在碱 (常用的是相应酸酐的羧酸盐)作用下缩合,生 成β-取代的丙烯酸的反应。
• 例如 :
(二)α,β-不饱和羰基化合物的逆合成分析通式: • 以上各类反应具有-C-
O
C=C-CO
• α,β不饱和羰基化合物逆合成分析通式:
CCC O
C O + CH2 C O
综合分析
b-羟基羰基化合物,a,b-不饱和羰基化合物的拆开
OH CHO
TM16
CHO OH