有机合成分析设计1.ppt

1 有机合成设计 逆合成分析法 2 在科研中 若从天然产物中得到一个很有用的化合物 我们采取的一般步骤是纯化 确定其结构 若为一新化合物 我们就用人工已知 可靠的合成方法把它合成出来 以验证其结构 所以 有机合成路线设计是有机化学工作者必备的手段 合成路线的好坏 也反映出一个化学工作者的知识水平与能力 有机化学合成路线设计方法通常是倒推法 也叫逆合成分析 3 合成设计的一般程序为 分析a 认出目标分子 Targetmolecule TM 中的官能团 b 用已知和可靠的反应进行切断 c 必要时重复进行切断 直至达到易于取得的起始原料 2 合成a 根据分析 写出合成计划 加进试剂和条件 b 根据实验中遇到的失败和成功 修改计划 4 5 合成子分析法术语 切断 Disconnection 一种分析方法 即断裂一个化学键 把一个分子转变成可能的起始物 这是一个化学反应的逆过程 用符号 和一条穿过被断裂的键的虚线来表示 6 官能团转化 FunctionalGroupInterconversion 把一个官能团写成另一个官能团 以便使切断成为可能的方法 这又是一个化学反应的逆过程 用 上写有FGI的符号来表示 例如下面物质的合成 把羟甲基转变为CHO就可看出它来自羟醛缩合 7 试剂 Reagent 一种化合物 在设计的合成中反应产生一个中间体或产生目标分子本身 它是合成子的合成等价物 合成等价物 SyntheticEquivalent 一种具有合成子功能的试剂 因为合成子本身不能直接使用 需要用一个等价物来表示它 例如 切断下来的Me 就叫做合成子 而甲基铜锂试剂就是合成等价物 8 添加官能团FGA FunctionalGroupAddition 有时一个需要合成的化合物没有官能团 须添加一个官能团才能进行切断 例如 9 再如 从螺环的结构看像片呐醇重排的产物 但少了一个C O 加上它就符合了这一经典的反应 10 设计一个合成的例行程序包括 1 分析 1 认出TM中的官能团 2 用相当于已知和可靠的反应进行切断 3 必要时重复进行切断以便达到易于取得的起始原料 11 2 合成 1 根据分析写出合成计划 加进试剂和条件 2 根据实验室中所遇到的失败和成功修改计划 要满足这些程序需要 1 了解各种反应机理 2 具有运用各种可靠反应的能力 3 具有哪些化合物是易得的判断力 如四个碳以下的直链烷烃 三烯 三苯 一炔一萘 4 应熟练地掌握各类反应的立体化学 12 一 碳架的切断与合成 切断介绍 主导思想 切断是为了合成 切断时一定要想到合成 分子碎片要有合适的试剂代替 并容易得到 13 要有合适的反应 最好有合理的机理 14 切断时 不可能切断成两个近乎相等的分子碎片 有对称性时按对称性切开 目的 合成步骤少 15 在没有合适的反应相对应时 回推到适当阶段 再切断 16 加入活化基团 帮助观察 切断 反应后脱去活化基团 17 加入保护基 反应后脱去 18 副产物少 19 一基团的切断 1 简单醇的切断 叔醇 20 仲醇 21 2 醇衍生物的切断 22 3 简单烯烃的切断 烯至醇 烯至酮 wittig试剂 wittig反应 烯至炔 23 4 芳香酮的切断 24 5 简羧酸及其衍生物的切断 25 二基团的切断 1 1 3 二官能团化合物和a b 不饱和羧基化合物 26 27 2 1 5 二羧基化合物 28 29 3 1 2 二官能团化合物 30 31 4 1 4 二官能团化合物 32 5 1 6 二官能团化合物 33 碳环化合物的合成 小环化合物 34 稠环芳烃 35 36 二 官能团的引入1 选择性反应2 官能团保护 四氢哌喃醚 对碱 格氏试剂 烃基锂 催化加氢及氧化剂稳定 容易被稀酸分解 37 3 基团占位磺酸基占位 38 三 立体构型的要求在有机合成中 有时产物需要一定的立体要求 获得顺式或反式产物烯烃 39 二醇 40 环的骈联环连接点的主体要求也是复杂的工作 如合成 由于a 位有羰基 在碱催化下可以发生酮与烯醇式互变 并且并联的环反式比顺式稳定 可以利用这点 得到反应产物 41 四 合成路线的选择要求 1 原料易得 2 产率高 副反应少 易纯化 3 步骤少 4 操作方便 安全 42 举例1 a 萜品醇也是广泛存在于植物中的 且是最早分离出的纯粹天然产物之一 原先对它的结构到底是TM A还是TM B曾有过质疑 试合成这两个化合物 以便于天然产物进行比较 43 分析 用于这些化合物合成的任何战略都要是基于D A反应或Birch还原的 44 合成 由于我们可以从相同的中间体得到这两个化合物 我们将利用Birch还原的路线 45 结构TM A被证明是a 萜品醇 最短的合成路线是由Alder和Vogt用D A反应实现的 Annalen 1940 564 109 46 举例2 建议TM的合成 分析 这是一个g 内酯 首先打开内酯环 给出一个具有1 4 1 5