精细有机合成与设计 ――9 合成路线设计技巧ppt课件.ppt 40页

第九章合成路线设计技巧 1967年Corey在总结前人和他自己成功合成多种复杂有机分子的基础上，提出了合成设计的概念和原则。创立了由合成目标逆推到合成用起始原料的方法—逆合成分析法，从而通过评价确定最经济有效合成路线。 有机合成————利用化学反应从简单化合物制取复杂分子的全过程。有机合成设计————根据目标分子的结构特点，选择适当的原料，组合成较为合理的合成路线。 合成设计是有机合成的方法论1）合成设计是对已知合成方法的归纳、演绎、分析和综合；2）合成设计是创造性的工作，是培养学生创造性的必经途径；3）合成设计是综合能力的体现。 逆向有机合成设计的思考方法注意区别箭头的意义 9.2逆向合切断技巧9.1逆向合成法常用术语9.6合成路线的评价 合成子（Synthon）将目标分子切断而得到的碎片称为合成子，合成子可以是碳正离子、碳负离子或自由基。一、合成子与合成等效剂9.1逆向合成法常用术语 C-C键的形成可以有两种方式： “合成等效剂”是指与自身无法使用的合成子(常因其太不稳定)有着等同功能的试剂。例如，试剂C2H5MgX，就是C2H5-合成子的合成等效剂。现在很多人主张用Synthon代替Syntheticequivalent．合成等效试剂（Syntheticequivalent） 举例1 举例2 二、碳骨架的逆向分析（切断、连接、重排）1.碳链的切断（DisconnectionDIS）选择一合适位置，将目标分子的碳链切断，把目标分子分割成两个不同部分，称为切断。 2.碳链的连接(ConnectionCON)碳链的连接是将目标分子中的合成碳原子用新的碳碳键把它们连接起来，目的是寻找一易得的化合物。 3.碳链的重排(RearrangementREARR)把目标分子的碳链进行局部的重新组合，则为碳链的重排。 三、逆向官能团的转换在不改变目标分子基本碳链架构的前提下改变官能团的性质或位置，包括三种情况。 官能团转换（FunctionalGroupInterconversionFGI）将目标分子中的一种官能团逆向变化为另一种官能团（具此官能团的化合物本身就是原料或制备较容易）。 官能团的除去（FunctionalGroupRemovalFGR）在目标分子中有选择的除去一个或几个官能团，使分子简化，这是逆向分析常用的方法。 官能团的增加(FunctionalGroupAdditionalFGA)在目标分子的一适当位置增加一官能团称为官能团增加。 例：（1）（2） DIS——碳链的切断FGA——官能团的增加FGR——官能团的除去FGI——官能团转换REARR——碳链的重排CON——碳链的连接逆向合成符号汇总 1）根据骨架结构特点对某一化学键进行切断产生合成子2）找出对应于合成子的试剂或合成等效试剂3）按照逆合成分析写出合成路线及各步的反应条件逆合成分析步骤 一、优先考虑碳骨架的形成二、优先在碳杂键处切断三、支链部位先切断四、添加辅助官能团后再切断五、将TM推到适当阶段再切断六、利用分子的对称性9.2逆向切断技巧 一、优先考虑碳骨架的形成碳骨架的形成官能团的引入设计合成路线基本过程C-C键形成的位置就在官能团所在的或受影响的部位上.要形成C-C键,前体分子必须要有成键反应所要求的官能团 合成路线 二、优先在碳杂键(O,N,S)处切断碳杂键不如碳碳键稳定，交易形成，应优先切断如 合成路线 三、支链部位先切断官能团和某些支链部位可优先切断,如： 合成路线 四、添加辅助官能团后再切断使用情况:直接切断有困难,可先在某一部位添加某种官能团条件:辅助官能团易被除去 例1合成路线 例2合成路线 五、将TM推到适当阶段再切断有些TM找不到直接切断的合理方法,可FGI,REARR等回推到替代TM后再进行切断 合成路线 六、利用分子的对称性有些TM包含或隐含对称结构.利用分子的对称性来简化合成路线例 合成路线 9.3合成路线的优选1.合成步数、反应难易、总产率1）合成路线步骤多，总产率下降，同时要增加设备2）先难后易，关键反应越早越好关键反应：A转化率低B难分离C有立体选择性的反应 3）要优先考虑收敛型合成路线假设每一步产率80%路线一：A→B→C→D→E→G→F→P总收率=（80%）7=21.0%路线二:A→B→C→D(收敛型)E→G→F总收率=（80%）4=40.9%→P 2.原料价廉易得3.中间体稳定易分离反应重现性好4.设备简单生产设备要考虑材料、加工和投资等问题，因此合成路线设计应尽量选择不需要特殊设备，不需要高压，真空或复杂防护设备的路线。5.三废处理简单，安全度高 合成实例——盐酸普鲁卡因