第5章 逆合成分析法课件

定合成路线该用的试剂。
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3. 合成等效体（synthetic equivalent）
由于合成子是想象中的分子碎片，+/- 所表示只是其反应性， 在书写反应路线时，须用起相应作用（反应性）试剂代替。
合成等效体：
能起合成子作用的试剂，即与合成子对应的、具有同等功能 的稳定化合物。
Example 1: 醇的切断
的带部分正电荷或部分负电荷的亲核体或亲电体。
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方式 2：
每个碳原子贡献一个电子以形成共享的电子对，也就是通过两 个碳自由基结合形成碳-碳键。
表中：形成碳-碳键的反应可由两个自由基结合而成(表示为·/.)；
而且可以由一方提供自由基与另一自由基接受体结合而成，用类似
于极性反应(+ / -)的符号( ·/。)来表示这一过程。
第5章 逆合成分析与 合成路线设计
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Chapter 5
Retrosynthetic Analysis and Organic Synthesis Design
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主要讲授内容
5.1 引言 5.2 逆合成分析的基本概念 5.3 逆合成分析步骤与原则 5.4 重要化合物的逆合成分析 5.5 有机合成路线设计
用简单、安全、环境友好、资源有效的步骤，快速、定量 地把价廉、易得的起始原料转化为目标分子。
有机合成没有固定的模式，它与化学家的智慧、经验、实 验技巧和装置密切相关，是一项极富挑战性和创造性的工作。 好的合成路线应该具有路线简捷、原料易得、产率高、成本低、 环境友好等特点。
3. 有机合成面临的挑战
➢ 首先是如何应用或创造各种反应以应付合成中随时会遇到 的化学、区域以及立体选择性要求，从而搭建目标分子特定的 构型和构造。
有机合成：
合成是指利用一种或数种结构比较简单的原料经过一步或数 步有机化学反应得到既定目标产物的过程。
原料 反应 中间物
反应
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目标分子(产物)
逆合成分析：
Target molecule , TM
逆合成分析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，再将前体按同样方法进行简化，反复进行直到得出与 市售结构相同为止。
5.2.1 切断与合成子 ( Disconnection and Synthon )
1. 切断（disconnection）
切断 ：
切断要将分子的一个键断开，是成键的逆过程。
切断的符号：
有关化学键切断用波纹线垂直标在该键上。
表示“逆推得到”的分子碎片，目标 分子可由这些碎 片合成。
表示合成反应，即从反应物到产物。
➢ 为满足人类活动越来越多的各种需要（如药物、信息、宇 航等高科技材料中的有效物质等），化学家不断合成自然界中 已经存在的天然化合物或根本就不存在的新化合物。
有机合成的发展趋势不是盲目地追求新的化合物，而是去设 计合成预期有优良性能的或具有重大意义的化合物。
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2. 有机合成的基本要求
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。
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5.2 逆合成分析的基本概念 Concept of Retrosynthetic analysis
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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。
➢ 其次是如何采用最恰当的策略制定出最合理可行的合成路 线。
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4. 有机合成设计
有机合成是一门实验科学，但是在开展合成工作之前，尤 其是对复杂有机分子的合成，必须要有一个合理的计划，这就 是合成设计工作，它是有机合成的灵魂。
早期合成化学家像建筑师一样从事着被他们看作“艺术”的 分子建筑的精细工作，一些复杂天然产物的合成中所显示出的 巧妙的合成路线确实使人赏心悦目，这样的合成似乎只能是艺 术大师的作品，因为每一个目标分子的合成都没有可以采用的 通用原则和步骤。
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2. 合成子（synthon）
合成子是指分子中可由相应的操作生成该分子或用反向操作 使其降解的结构单元。
Example :
合成反应：
通俗地说，合成子是目标分子化学键切断后产生的假想的分
子碎片，可以是正离子、负离子或自由基，也可以是相应的反应
中的一个中间体，也可能是一种潜在的反应性，这些都有助于确
20世纪60年代以后，在大量天然产物分子成功全合成的基
础上，有机合成化学家开始总结其中的规律，用逻辑推理的方
法探讨合成计划中的战略、战术。其中最著名、影响最大的是
由E.J.Corey提出并发展的逆合成分析等概念，由此形成了当今
有机合成中最为普遍接受的设计方法论。
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5.1.2 逆合成分析原理 (Retrosynthetic analysis)
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5.1 引 言 Introdaction
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5.1.1 有机合成设计 ( Design on Organic Synthesis )
有机合成是以有机反应为工具，通过合理设计的合成路 线，从一个简单分子合成复杂分子的全过程。
1. 有机合成的目的
➢ 为认识和改造自然，人类竭力合成各种天然化合物以期了 解构成自然界的有机物及其结构与功能之间的关系。
合成子
合成等效体
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Example 2: 酮的切断
酰基切断方式：
β-切断方式：
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合成子 合成等效体
合成子 合成等效体
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碳-碳键形成的方式与可能：
一个碳-碳单键可视为在两个原子之间共享一对电子。碳碳单键 的形成可以有 2 种方式 5 种可能。
方式 1：
由一个碳原子提供两个电子作为共享电子，也就是通过一个碳 亲核体和一个碳亲电体的离子型（极性）结合以形成碳-碳键。
表中：通常并非都是完整的正离子和负离子，也可以是被极化
官能团转化
目标分子
逆合成转变
另外的目标分子
前体 (合成子)
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逆合成转变
前体的前体
原料(起始物)
Starting material , SM
E.J.Corey提出逆合成分析法，把一个复杂的合成问题通过 逆推法，由繁到简地逐级剖析，分解成若干简单的合成问题，而 后形成由简到繁的复杂分子合成路线。