多步驟有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)

多步驟有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)第1頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一212.1有機(jī)合成的概念及其意義有機(jī)合成是利用天然資源或工業(yè)生產(chǎn)中形成的簡(jiǎn)單有機(jī)分子，通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)合成得到各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的天然或非天然的有機(jī)化合物的過(guò)程。Organicsynthesisisaspecialbranchofchemicalsynthesisandisconcernedwiththeconstructionoforganiccompoundsviaorganicreactions.Organicmoleculescanoftencontainahigherlevelofcomplexitycomparedtopurelyinorganiccompounds,sothesynthesisoforganiccompoundshasdevelopedintooneofthemostimportantbranchesoforganicchemistry.Therearetwomainareasofresearchfieldswithinthegeneralareaoforganicsynthesis:totalsynthesisandmethodology.第2頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3VitaminB12第3頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4Palytoxin,C130H229N3O53

第4頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5有機(jī)合成的應(yīng)用：1、提供醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等有機(jī)材料；2、合成天然產(chǎn)物探討活性，或確定結(jié)構(gòu)；3、合成探討機(jī)理用的化合物或中間體，探討化學(xué)或生物功能。第5頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6反合成設(shè)計(jì)基于仿生的反合成設(shè)計(jì)基于化學(xué)反應(yīng)的反合成設(shè)計(jì)EliasJamesCorey12July1928HarvardNobelPrizeinChemistry(1990)RobertRobinson1886---1975CambridgeNobelPrizeinChemistry(1947)12.2逆合成分析法（retrosynthesis）第6頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7逆向合成分析法是設(shè)計(jì)復(fù)雜化合物的常用方法。它是將目標(biāo)化合物倒退一步尋找上一步反應(yīng)的中間體，而這個(gè)中間體，又可由上一步的中間體得到，以此類(lèi)推，最后確定最適合的基礎(chǔ)原料和最終的合成路線。Retrosynthesisistheartoftakingaproductandworkingitbackwardsintosimplestartingmaterialswhichweknowhowtocombine.Youstartbydisconnectingbondswhichlookliketheyshouldgiveplausiblestartingmaterials.第7頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一8第8頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一9在逆合成分析中，有時(shí)需將化合物中碳原子上的電荷發(fā)生變化，這一過(guò)程為極性轉(zhuǎn)換（umpolung）。Anyprocessbywhichthenormalalternatingdonorandacceptorreactivitypatternofachain,whichisduetothepresenceofOorNheteroatoms,isinterchanged.Reactivityumpolungismostoftenachievedbytemporaryexchangeofheteroatoms(N,O)byothers,suchasP,SandSe.第9頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一10在逆合成分析中，要講究切斷策略：1、一般在目標(biāo)分子中有官能團(tuán)的地方切斷；2、在帶支鏈的地方切斷；3、切斷后得到的合成子應(yīng)是合理的；4、一個(gè)好的切斷，應(yīng)同時(shí)滿足合理的反應(yīng)機(jī)理、最大可能的簡(jiǎn)化、給出認(rèn)可的原料三大條件。第10頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一11第11頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12在含有兩個(gè)以上官能團(tuán)的目標(biāo)分子中，兩個(gè)官能團(tuán)之間的距離是幫助選擇切斷的指南。1，2-二官能團(tuán)第12頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一131，3-二官能團(tuán)第13頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一141，4-二官能團(tuán)第14頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一151，5-二官能團(tuán)1，6-二官能團(tuán)第15頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一16匯總合成：一條線合成：第16頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1712.3導(dǎo)向基作用：活化作用鈍化作用利用封閉特定位置來(lái)導(dǎo)向第17頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一18第18頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1912.4保護(hù)基在多官能團(tuán)化合物的合成中，如果要使幾個(gè)活性相近的官能團(tuán)中的一個(gè)發(fā)生反應(yīng)，或使活性相對(duì)較弱的官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，則需使用保護(hù)基團(tuán)。Aprotectinggrouporprotectivegroupisintroducedintoamoleculebychemicalmodificationofafunctionalgroupinordertoobtainchemoselectivityinasubsequentchemicalreaction.Itplaysanimportantroleinmultisteporganicsynthesis.

第19頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一20將轉(zhuǎn)化為第20頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2112.5合成問(wèn)題簡(jiǎn)化1、利用分子的對(duì)稱(chēng)性2、模型化合物的應(yīng)用第21頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一22烯烴的復(fù)分解反應(yīng)（OlefinMetathesis）Grubbs1stCat.第22頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一23“Forolefinmetathesisinorganicsynthesis”YvesChauvintheInstitutfran?aisdupétroleFranceRobertH.GrubbsCaliforniaInstituteofTechnologyPasadena,CA,USARichardR.SchrockMassachusettsInstituteofTechnologyCambridge,MA,USATheNobelPrizeinChemistry2005第23頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一24第24頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期一25RichardF.Heck

Ei-ichiNegishi

AkiraSuzuki

UniversityofDelawarePurdueUniversityHokkaidoUniversityNewark,DE,USAWestLafayette,IN,USASapporo,Japan“Forpalladium-catalyzedcrosscouplinginorganicsynthesis”TheNobelPrizeinChemistry2010第25頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期