有機合成化學-王玉爐-第三版-第6章

第6章逆合成分析法與合成路線設計主講人：劉環(huán)宇

20世紀60年代，Corey在總結(jié)前人和他自己成功合成多種復雜有機分子的基礎上，提出了合成路線設計及邏輯推理方法。創(chuàng)立了由合成目標逆推到合成用起始原料的方法—逆合成分析法。該方法現(xiàn)在已成為合成有機化合物特別是對復雜分子的合成具有獨特體系的有效方法。主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子Corey的定義:合成子是指分子中可由相應的合成操作生成該分子或用反向操作使其降解的結(jié)構(gòu)單元。在這些結(jié)構(gòu)單元中，只有(d)和(e)是有效的，叫有效合成子。因為(d)可以修飾為C6H5COC-HCOOCH3，(e)可以修飾為

主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子目標分子親電體親核體給予合成子(donorsynthon)簡稱為d合成子接受合成子(acceptorsynthon)a合成子帶負電帶正電主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子與合成子相應的化合物或能起合成子作用的化合物稱為等價試劑。依照官能團和活性碳原子的相對位置將合成子進行編號分類。如果官能團本身的碳原子C1具有活性，則該試劑為a1或d1合成子，如果

-碳原子C2是反應中心，我們稱它為a2或d2合成子。如果

-碳原子C3是反應部位，則相應地稱為a3或d3合成子等等。官能團中電負性的雜原子也能與電子接受體合成子形成共價鍵，這種情況稱為d0合成子。沒有官能團的烷基合成子稱為烷基化合成子。主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子合成子簡稱合成子等價試劑官能團d0CH3SΘCH3SHd1KCN-C

NCH3NO2d2CH3COOEt-COOEta0

PMe2Me2PCl-PMe2a1Me2COa2a3常見合成子和等價試劑主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子a和d合成子轉(zhuǎn)換主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念1．合成子

和e合成子主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念2．逆合成轉(zhuǎn)變逆合成轉(zhuǎn)變是產(chǎn)生合成子的基本方法。這一方法是將目標分子通過一系列轉(zhuǎn)變操作加以簡化，每一步逆合成轉(zhuǎn)變都要求分子中存在一種關(guān)鍵性的子結(jié)構(gòu)單元，只有這種結(jié)構(gòu)單元存在或可以產(chǎn)生這種子結(jié)構(gòu)時，才能有效地使分子簡化，Corey將這種結(jié)構(gòu)稱為逆合成子(retron)。上式中的雙箭頭表示逆合成轉(zhuǎn)變，和化學反應中的單箭頭含義不同主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念

常用的逆合成轉(zhuǎn)變法是切斷法(disconnection縮寫dis)。它是將目標分子簡化最基本的方法。切斷后的碎片便成了各種合成子或等價試劑。究竟怎樣切斷，切斷成何種合成子，則要根據(jù)化合物的結(jié)構(gòu)，可能形成此鍵的化學反應以及合成路線的可行性來決定。一個合理的切斷應以相應地合成反應為依據(jù)，否則，這種切斷就不是有效切斷。2．逆合成轉(zhuǎn)變主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念2．逆合成轉(zhuǎn)變逆合成切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念2．逆合成轉(zhuǎn)變逆合成連接主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念2．逆合成轉(zhuǎn)變逆合成轉(zhuǎn)換主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念2．逆合成轉(zhuǎn)變2-丁醇的兩種切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.1逆合成分析法概念2．逆合成轉(zhuǎn)變叔醇的切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略1)在不同部位將分子切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略1)在不同部位將分子切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略1)在不同部位將分子切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略2)在逆合成轉(zhuǎn)變中將分子切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略2)在逆合成轉(zhuǎn)變中將分子切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略3)加入基團幫助切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略3)加入基團幫助切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略3)加入基團幫助切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略3)加入基團幫助切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略3)加入基團幫助切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略4)在雜原子兩側(cè)切斷碳原子與雜原子形成的鍵是極性共價鍵，一般可由親電體和親核體之間的反應形成，對分子框架的建立及官能團的引入也可起指導作用，所以目標分子中有雜原子時，可考慮選用這一策略。主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略4)在雜原子兩側(cè)切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略4)在雜原子兩側(cè)切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略4)在雜原子兩側(cè)切斷合成有以下兩種方法：方法一此法較成熟，但氯丙酮為催淚劑，操作不方便。方法二主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略4)在雜原子兩側(cè)切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略5)圍繞官能團處切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略5)圍繞官能團處切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略5)圍繞官能團處切斷

主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略6)變不對稱分子為對稱分子主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略7）利用分子的對稱性進行切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法1.逆合成分析法的一般策略7）利用分子的對稱性進行切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化1)β–羥基羰基化合物和α,β–不飽和化合物的切斷β–羥基醛酮切斷有如下規(guī)律：1)切斷α,β鍵；2)切斷β–C上的氧-氫鍵，OH中的氫變?yōu)棣哩CC上的氫；3)β–C和它上的OH中的氧變?yōu)轸驶?。主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化1)β–羥基羰基化合物和α,β–不飽和化合物的切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化1)β–羥基羰基化合物和α,β–不飽和化合物的切斷對這類化合物有如下切斷規(guī)律：1)切斷α,β–烯鍵；2)α–C上加兩個氫；3)β–C上變?yōu)轸驶髦v人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化1)β–羥基羰基化合物和α,β–不飽和化合物的切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化1)β–羥基羰基化合物和α,β–不飽和化合物的切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷1,3-二羰基化合物的制備，通常是用克萊森(Claisen)縮合反應。根據(jù)該縮合反應的特點，可以做如下切斷。酯分子內(nèi)縮合叫狄克曼(Dieckmann)環(huán)化。不同酯間的縮合產(chǎn)物同樣能夠用切斷法對分子簡化。例如主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷切斷a法合成主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷切斷b法合成主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷切斷合成：丙酮不能與草酸縮合，但草酸二乙酯卻能與丙酮發(fā)生Claisen反應,反應如下主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化2)1,3-二羰基化合物的切斷切斷合成主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化3)1,5-二羰基化合物的切斷Michael縮合，也稱Michael反應，是合成1,5-二羰基化合物的重要反應，是含有活潑氫化合物在α,β–不飽和羰基化合物上的共軛加成反應?？捎猛ㄊ奖硎救缦轮髦v人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化3)1,5-二羰基化合物的切斷【例27】合成5，5-二甲基-1，3-環(huán)己二酮切斷合成主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化3)1,5-二羰基化合物的切斷【例28】合成（10-甲基-

1,9,3,4-六氫-2-萘酮）主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化3)1,5-二羰基化合物的切斷【例29】合成1，4-二苯基-2，6-二氧代哌啶-3-羧酸乙酯。主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團化合物合成1,4-二官能團化合物一般采用

-溴代羰基化合物與烯醇類負離子的親核取代反應，據(jù)此，我們就可以對1,4-二官能團化合物進行逆合成分析。主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團化合物主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團化合物主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團化合物主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團化合物主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團化合物主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化4）1,4和1,6-二官能團化合物主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化5）環(huán)加成反應主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化5）環(huán)加成反應主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法2．幾種重要類型目標化合物的簡化5）環(huán)加成反應主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法3.逆合成法系統(tǒng)應用舉例主講人：劉環(huán)宇6.1逆合成分析法6.1.2逆合成分析法3.逆合成法系統(tǒng)應用舉例主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設計6.2.1合成路線設計實例【例34】試對鎮(zhèn)痛藥度冷丁作切斷分析，并設計合成路線主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設計6.2.1合成路線設計實例【例35】試對下面多烯化合物作切斷分析，并設計合成路線主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設計6.2.1合成路線設計實例【例36】子試對下面稠環(huán)化合物作切斷分析,并設計合成路線主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設計6.2.1合成路線設計實例【例37】試對下面橋環(huán)化合物作切斷分析，并設計合成路線主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設計6.2.1合成路線設計實例【例38】試對Z-茉莉酮作切斷分析，并設計合成路線切斷一合成一主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設計6.2.1合成路線設計實例【例38】試對Z-茉莉酮作切斷分析，并設計合成路線切斷二合成二主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設計6.2.1合成路線設計實例【例38】試對Z-茉莉酮作切斷分析，并設計合成路線切斷三合成三主講人：劉環(huán)宇6．2合成路線設計6.2.1合成路線設計實例【例39】試對非甾體雌激素己烯酚作切斷分析，并設計合在路線