有機化學逆合成分析課件

有機合成中的切斷法與反向合成1編輯ppt前言有機化合物種類繁多，要有效的進行多步的、復雜的有機合成，必須有一個正確的、合理的方法。最有實際應用價值的方法是切斷法與反向合成法該方法是諾貝爾獎獲得者E.J.Corey于1967年首次提出的2編輯ppt第一節(jié)、切斷法與反向合成法一、基本概念反向合成法:

從需要合成的目標分子出發(fā)，按著有機反應的原理和一定的邏輯推導原則，推導出目標分子的前體，再推導出前體的前體，直至起始原料（又稱逆推法）。

3編輯ppt目標分子：(TargetMolecule,簡稱TM）

待合成的分子。

逆推過程中用的符號，表示可由后者得到。合成過程中用的符號，表示可以轉(zhuǎn)化為

4編輯ppt官能團轉(zhuǎn)換:（FGI）逆推過程中，有時需要官能團相互轉(zhuǎn)化，用FGI

(functiongroupinterconversion)來表示

5編輯ppt二、切斷應遵循的原則1.應有合理的切斷依據(jù)。即，切斷必須有連接成鍵的有機化學反應為依據(jù)。2.遵循最大程度簡化原則。如，在分子的中央處切斷、在支鏈處切斷、利用分子的對稱性切斷等。3.切斷有幾種可能時，應選擇合成步驟少、產(chǎn)率高、原料易得的方案切斷。6編輯ppt切斷應遵循以下原則：4.有官能團時，在官能圖附近切斷。5.有碳-雜鍵時，一般在碳-雜鍵處切斷。6、逆推過程中適當?shù)倪\用FGI策略。舉例1：對化合物進行逆合成分析

7編輯ppt分析:硝基苯很難發(fā)生付-克?；磻琤路線不可行。a是合理的合成路線。按a路線繼續(xù)推導：

8編輯ppt舉例2：對化合物進行逆合成分析分析：9編輯ppt舉例3：逆合成分析：分析：ｂ路線用了對稱性簡化原則，顯然更合理。

10編輯ppt例4合成下列化合物分析：ａ路線得到的兩個化合物，環(huán)己酮是一簡單易得的原料，二苯乙二酮可由下面逆推從苯甲醛出發(fā)得到，故a路線可取

11編輯ppt逆合成分析：合成：12編輯ppt第二節(jié)1,2-二官能團化合物主要討論醇類及羰基化合物

一、醇類化合物方法之一：從環(huán)氧乙烷出發(fā)

13編輯ppt例1分析化合物的合成路線

14編輯ppt15編輯ppt方法之二：方法之三：舉例：分析下列化合物的合成路線16編輯ppt分析：合成：17編輯ppt二、羰基化合物主要討論：α-羥基酸α-羥基酮（一）α-羥基酸的拆開

α-羥基酸的合成反應：18編輯ppt例１試設計以下化合物的合成路線分析：19編輯ppt合成：例２試設計以下化合物的合成路線20編輯ppt分析：21編輯ppt合成：CH2(CO2C2H5)2(1)C2H5O-(2)Br(3)水解、脫羧CO2HC2H5O-HCO2C2H5CO2HCHO(1)HCN(2)H+/H20OHCO2HCO2H22編輯ppt例３試設計以下化合物的合成路線

分析：23編輯ppt合成：24編輯ppt例４試設計以下化合物的合成路線分析：25編輯ppt合成：26編輯ppt例５試設計以下化合物的合成路線分析：27編輯ppt合成：例6試設計以下化合物的合成路線28編輯ppt分析：29編輯ppt合成：30編輯ppt（二）α-羥基酮的拆開方法一：例1試設計以下化合物的合成路線分析：合成：31編輯ppt例2試設計以下化合物的合成路線分析：合成：

32編輯ppt例4試設計以下化合物的合成路線分析：33編輯ppt合成：34編輯ppt第三節(jié)1,3-雙官能團化合物

主要討論內(nèi)容：一、β-羥基羰基化合物二、α,β-不飽和羰基化合物三、1,3-二羰基化合物35編輯ppt一、β-羥基羰基化合物合成β-羥基羰基化合物最常用的反應：

1.羥醛縮和反應2.瑞弗爾馬斯基（Reformatsky）反應羥醛縮合36編輯pptβ-羥基羰基化合物的逆合成分析方法：舉例：1、試設計以下化合物的合成路線37編輯ppt分析：合成：38編輯ppt例2合成下列化合物

分析：39編輯ppt合成：40編輯ppt例3合成下列化合物分析：41編輯ppt合成：42編輯ppt2、Reformatsky反應醛或酮、-溴(鹵)代酸酯、鋅在惰性溶劑中反應，得到-羥基酸酯。CO+XCH2COOC2H5C6H6orEt2OZnCOZnXCH2COOC2H5H2O,H+COHCH2COOC2H5H+CCHCOOC2H5-H2OH+OH-COHCH2COOH△H2O△CCHCOOH43編輯ppt說明:①反應需在惰性溶劑中進行；②不能用格氏試劑BrMgCH2CO2Et代替BrZnCH2CO2Et；反應的應用①

-羥基酸酯;

②

-羥基酸等44編輯pptOHOCH2COOC2H5+BrCH2COOC2H5(1)Zn/苯(2)H2OCOHPh+OBrOC2H5OC2H5OPhHOOC2H5OPh(1)Zn/苯(2)H2OH+,△45編輯ppt二、α,β-不飽和羰基化合物的拆開本節(jié)主要討論問題：（一）合成α,β-不飽和醛或酮的反應（二）α,β—不飽和羰基化合物的拆開通式（三）逆合成分析舉例46編輯ppt（一）合成α,β-不飽和醛或酮的反應1、克萊森-施密特（Claison-Schmidt）反應定義：芳醛和含有兩個α-氫原子的脂族醛或酮在濃堿（NaOH,KOH）的作用下，發(fā)生縮合反應，形成α,β-不飽和醛或酮的反應

例如：

47編輯ppt說明：1.應用：制備α,β-不飽和酮特別有價值。制備α,β-不飽和醛時產(chǎn)率低于制備不飽和酮。原因是生成付產(chǎn)物：1)脂肪醛生成自縮合產(chǎn)物2)如堿過濃，α,β-不飽和醛由于含有活潑的γ-H縮合會繼續(xù)進行下去，最終導致聚合物的生成。48編輯ppt(2)聚合物49編輯ppt2.芳醛與CH3COCH2R的克萊森-施密特反應優(yōu)先生成在甲基上縮合的產(chǎn)物，例如：50編輯ppt2、科諾瓦諾格（Knoevenagel）反應通式：

特點：催化劑為弱堿。避免使用強堿時脂肪醛發(fā)生自縮合反應。一般用有機胺作催化劑。

51編輯ppt討論：（1）丙二酸參與的Knoevenagel反應說明：

醛與丙二酸在含有微量哌啶的吡啶溶液中縮合，能提高效率。

52編輯ppt（2）丙二酸酯參與Knoevenagel的反應

A.芳香醛和丙二酸酯反應:B.脂肪醛和丙二酸酯反應則生成混合產(chǎn)物:53編輯pptC

制備各種肉桂酸酯

（3）氰乙酸參與的Knoevenagel的反應

54編輯ppt例1.芳醛與氰乙酸酯

例2.脂肪醛和氰乙酸酯生成混合產(chǎn)物

55編輯ppt例3

酮與氰乙酸間發(fā)生的縮合反應

例4其他活潑亞甲基的化合物參與的反應56編輯ppt總結(jié)：Knoevenagel縮合反應是醛或酮與活潑亞甲基化合物在弱堿作用下縮合成α,β-不飽和化合物的反應。

57編輯ppt3、克萊森縮合（制備α,β-不飽和酯）定義：沒有α-氫的醛與有α-氫的酯縮合，生成α,β-不飽和酯的反應。一般是芳醛與酯的縮合

反應條件：

醇鈉、金屬鈉+少量乙醇，例如：

58編輯ppt4、Perkin反應定義：芳醛和含兩個α-氫原子的脂肪酸酐在堿（常用的是相應酸酐的羧酸鹽）作用下縮合，生成β-芳基丙烯酸的反應。例如

59編輯ppt(二)α,β-不飽和羰基化合物的逆合成分析通式：以上各類反應具有下列的共同特點：α,β不飽和羰基化合物逆合成分析通式:60編輯ppt（三）逆合成分析舉例

1、試設計以下化合物的合成路線分析：61編輯ppt合成：2、試設計以下化合物的合成路線62編輯ppt分析：合成：63編輯ppt3、試設計以下化合物的合成路線分析：合成：64編輯ppt4、試設計以下化合物的合成路線分析：65編輯ppt合成：5、試設計以下化合物的合成路線66編輯ppt分析：合成：67編輯ppt三、1，3—二羰基化合物的合成Claisen縮合:克萊森酯縮合是制備1,3—二羰基化合物的重要反應Claisen縮合反應一般指酯之間的縮合、酮的烯醇負離子（α-碳負離子）、腈的烯醇負離子與酯的縮合。酯之間的縮合又分為相同酯間縮合，分子內(nèi)酯縮合及不同酯間縮合68編輯ppt1、相同酯間縮合定義：具有-活潑氫的酯，在堿的作用下,兩分子酯相互作用，生成-羰基酯，同時失去一分子醇的反應。69編輯ppt產(chǎn)物：β-羰基酸酯（1,3—二羰基化合物）根據(jù)克萊森縮合的特點1,3-二羰基化合物可以如下拆開：70編輯ppt2、分子內(nèi)酯縮合定義：在堿催化下二元酸酯發(fā)生分子內(nèi)酯縮合，生成環(huán)狀的β—酮酸酯，是克萊森縮合的一種分子內(nèi)酯縮合又稱為Dieckmann縮合。例如：

71編輯ppt注意：發(fā)生分子內(nèi)酯縮合的是己二酸酯或庚二酸酯，產(chǎn)物為五元環(huán)或六元環(huán)β—酮酸酯（五元、六元環(huán)比較穩(wěn)定）72編輯ppt3、不同酯的縮合

都有α-氫兩中不同的酯發(fā)生自縮合反應，有四種縮合產(chǎn)物：

酯1自縮合酯2自縮合酯1、酯2交叉縮合

產(chǎn)物復雜，因而在合成無意義

73編輯ppt有意義的交叉酯縮合是：反應條件：有α-H的酯+沒有α-H的酯沒有α-H的酯：草酸二乙酯、甲酸乙酯、碳酸二乙酯等74編輯ppt①與草酸二乙酯反應

（1）α-乙草酰酯受熱放出CO，得到2-取代丙二酸酯75編輯ppt（2）α-羰基草酰酯可用于合成α-酮酸舉例：

76編輯ppt②甲酸乙酯：說明：1.甲酸乙酯也是沒有α-氫、但羰基非常活潑的?；噭?.重要的甲?；噭?/p>

77編輯ppt③碳酸二乙酯

例１試設計以下化合物的合成路線

舉例

78編輯ppt分析：合成：方法a:

79編輯ppt合成：方法b:例2試設計以下化合物的合成路線80編輯ppt分析：81編輯ppt合成：82編輯ppt4、酯與酮縮合酯與酮縮合所遇到的問題：酯自身縮合酮自身縮合酯、酮交叉縮合83編輯ppt有意義的酯與酮縮合是：

沒有α-H的酯（草酸酯、碳酸酯、甲酸酯、苯甲酸酯）與酮縮合。原因:

(1)

酯自身不能縮合，(2)酮、特別是結(jié)構(gòu)復雜的酮自身難以縮合，因此產(chǎn)物比較單一。應用：制備β-二酮或β-酮醛

84編輯ppt（1）草酸酯與酮縮合

85編輯ppt（2）甲酸酯與酮縮合：86編輯ppt（3）碳酸酯與酮縮合：87編輯ppt（4）舉例：

例１試設計以下化合物的合成路線分析：白屈菜酸88編輯ppt合成：89編輯ppt例２試設計以下化合物的合成路線分析：90編輯ppt合成：91編輯ppt例３試設計以下化合物的合成路線分析：92編輯ppt合成：93編輯ppt例４試設計以下化合物的合成路線分析：94編輯ppt合成：95編輯ppt5、酯與腈縮合注意：酯與睛的縮合也是睛與不含α-H的酯之間的縮合

96編輯ppt（1）應用：１.合成β-羰基乙酯（1,3-二羰基化合物）：2.合成為新的酮97編輯ppt舉例：1、草酸二乙酯與腈縮合：98編輯ppt2、碳酸二乙酯與腈縮合：99編輯ppt3、試設計以下化合物的合成路線分析：100編輯ppt合成：101編輯ppt第五節(jié)1,5—二羰基化合物的拆開一、邁克爾加成反應

通式：邁克爾反應是合成1,5—二羰基化合物的重要反應

102編輯ppt幾點說明：堿：胺、醇鈉、氫氧化鈉、三苯甲鈉等2.

活潑氫化合物：丙二酸酯、氰乙酸酯、乙酰乙酸酯、一元羰酸酯、酮、腈、硝基烷、砜等類化合物3.α,β-不飽和化合物：α,β-不飽和的醛、酮、酯、酰胺、腈、硝基物、砜等

103編輯ppt4.反應的位置選擇性：不對稱酮發(fā)生邁克爾反應時，主要發(fā)生在取代較多的α-碳上

104編輯ppt5.1,5-二羰基化合物的拆開規(guī)律

105編輯ppt二、逆合成分析、、、、1、試設計以下化合物的合成路線分析：106編輯ppt合成：107編輯ppt２、試設計以下化合物的合成路線分析：108編輯ppt合成：109編輯ppt３、設計化合物的合成路線分析：110編輯ppt合成４、試設計以下化合物的合成路線111編輯ppt分析：112編輯ppt合成：113編輯ppt５、試設計以下化合物的合成路線分析：114編輯ppt

合成：115編輯ppt

第五節(jié)1,4-和1,6-二羰基化合物的拆開一、1，4—二羰基化合物逆合成分析：116編輯ppt