有机专题-逆向合成分析

逆向与有机分析总结切割（Disconnection，简称dis）连接（Connection，简称con）重排（Rearrangement，简称rearr）官能团转换（FGI、FGA、FGR）逆向

分析主要OHOON逆向 分析（一）Mannich反应逆向

子OOHOOHCNH切割（Disconnection，简称

dis）–

找出逆向 子,

按相应规律进行切割（主要依据单元反应）O

O–以“策略性”键为目标进行切割1）C—X

邻近的C—C

键OHH3COHH3CC—Z键：酰胺键、酯键、醚键等C=C双键-+CH3CHOCH3CH2MgBrdis分析逆向

（二）连接（Connection，简称con）条件：连接键能够反应断裂逆转为原基团（必须条件）连接后能生成一种理想的逆向 子（优先选择）CHOCHOcon.NHBeckmann重排rearr逆向 分析 （三）

重排（Rearrangement，简称rearr）找出分子中重排反应可生成的结构O

N

OH逆向 分析 （四）官能团转换（FGI、FGA、FGR）官能团转换三种方式官能团互换（

FGI

）Functional

GroupInterconversion官能团添加（FGA）Functional

Group

Addition官能团除去（FGR）Functional

Group

Removal（1）官能团互换（

FGI

）Functional

Group

InterconversionOFGIFGIFGIOHS

SHR

CH2OHCHNHR''R

CH2NHR'

NRR'NRCH2NH2RO（2）官能团添加（

FGA

）Functional

Group

AdditionO(+羧基）OCOOHO（+双键）CNCOORCORNO2CNOHCOOROHCOROHNO2HOOHOHOHOH（3）官能团去除（

FGR

）OOH去羟基OOOOHCHOcon.disOFGIFGI甾体D环的反

分析–官能团转换主要目的1）将目标分子转换成更易的前体化合物——替代目标分子（Alternativemolecule）OFGICO2Et狄-奥CO2Et+FGA2）将目标分子中不适用的官能团转换成所需形式，或添加可去除的必需官能团CHO1,5-二羰基3）添加活化基、保护基、阻断基、或诱导基，提高反应的选择性O

OCHOOCO2Et+OOHOOH用逆向CHO分析法设计下列O反应路线练习题OOHOOHOOHClaisen重排OOOOHHOC

H2

5OOOH用逆向CHO分析法设计下列O反应路线练习题逆向分析基本原则对称切割可简化 路线不稳定结构先切割、或先转化官能团影响反应活性或选择性的基团先转化C—X键相邻的C—C键优先切割C

—Z键优先切割(酰胺、酯、醚)切割点靠近中部可提高 汇聚性C—C键优先切割多分叉点多环分子公共原子间的键优先切割C=C优先切割饱和碳链添加致活基，多分支优先添加醇的 设计醇衍生物的

设计烯烃的 设计芳香酮的

设计羧酸的 设计饱和烃的

设计第二部分：一基团切断设计R1R2COHXR1R2OH+_X醇的 设计切断原则(1):最佳反应机理R1OR2生成稳定的离子CN

CC-RR-(MgBr)MMeMeCOHCNMeMeOH+MeMe

ONaHPhMeOH_C

CHPhOHEtPhMeOEt-Et

MgBr

或Et

-LiMePhMeOHEtPhMeOPhMeOC_CH-Na液氮CH_C_HC

CHPhMeOH_CHCPhMeOOHabO+

MeMgIa+O切断原则(2):最大步骤简化切断原则(3):

最适反应试剂b

最佳反应路线MgBr叔醇含有两个相同基团可同时切断OPhPhMgBraOEtO2

PhMgBrbOPhPhMgBrcPh

a

PhbOHc最佳试剂简化反应更易六环中有一个双键可采用Diels-Alder反应切断OOEtCOOEtH负离子等价试剂: NaBH4

还原醛酮不还原酯LiAlH4

还原所有羰基化合物两个试剂均不还原孤立双键RHR'

O

HRR'OH-+CH2OHCOOEtCHO练COOEtaCHObHRCOOH羧酸卤烃R-X醚ROR

'醛

RCHO酮

RCOR'RCH=CHR

'烯RCOOR'酯消除PX3或HXROH醇反应RCOCl或(RCO)2O氧化醇衍生物的设计醇的衍生物均可转化成醇再切断OHPh练习题：用逆向 分析法设计下列化合物 路线OAcPhPhBrOOOHO烯烃的设计醇脱水生成烯烃R2R1

R3R3OR23R4R3+ Ph

PR1

R3R2

R4Ph3P

O+FGIR1R2

OH醛或酮与R1甲基三苯膦(Wittig试剂)反应PhO+PhMg

BrPhOHFGIPhOH易生成副产物Ph切断原则（4）：多分支点添加练习七OHPhFGIPhPhOHPhFGIPhBrMgPhO

+BrPhBrPh21.

Mg,Et

O2.

Me2COOHPh

H

PO3

4

Ph芳香酮的

设计R+设计原理:Friedel-Crafts反应ORZ=

X

-

，

R'COO-，

R'O-

，

HO-R'COZR'+

HZMeOMe

ONO2abOMe

OClNO2aMeOMeONO2Clb练习九Friedel-Crafts反应为亲电取代反应Me羧酸的

设计RCO.RCOClRCO

O.

C.OR'

RCOO.R'R'2RCOClRCO

.

O

.CORRCO.OR'RCONR2'羧酸衍生物均可转化为羧酸再切断CO2

HOHCOOEtCOOEtCOOEtCOOEt

1.LiAIH42.

PBr3BrEtO

,EtOHCH2_(COOEt)2COOEtCOOEt1.脂水解2.加

热(_co2)COOHP33练习十COOH-BrH2C+COOEtCOOEtOOFGIOMeI+_OO+Br_OCO2

Me1.

EtONa2.BrOHOH

+OH

OONaNH2MeIOOMeHC

lH2OCO2

MeOMe2H

_Pd_CBaSO4TM练习十一新 路线

?请写出CO2Et反应NONHHOO+BrMgBrHOCHOMgBr+练习十二羧酸衍生物均可转化为羧酸再切断CO2BrMg,

Et2OEtCHOHOPBr3Mg

,

Et2OCO2HOONH1.

SOCl22.NO请设计一条不用格氏试剂的

路线饱和烃的设计RR'RR'FGIR3R'OHCPPh

+RR'FGIFGAR'R MgBr

+

OHCOH羟基添加于多分支点处OHFGAMgBrO饱和烃转换为烯烃或添加活化基OH再切割小1.RR'R''COHRCO2ArCORRCH2醇2.

烯烃3.

羧酸

4.

羰基化合物RCH2CO2HO结R'+

R''R

MgBrPPh3+

+

ORMgBr

+CO2

或RBr

+

CH2(COOEt)2ArH

+ClCOR

费_

克EtORBr

+O

O用于碳骨架延伸构建分子切断标准(1)最佳反应机理

(2)最大步骤简化

(3)最适反应试剂OMeOMeMeOMeOHNOTM1CO2

H综合练习题用逆向 分析法设计下列化合物的 路线第三部分：二基团切断

设计物

-羟基羰基化合

,

-不饱和羰基化合物•1,3-二羰基化合物•1,5-二羰基化合物HOOHOHHOOH+_OHACHOHOOH碱Aldol缩合

-羟基羰基化合物OPhPhOH+PhPhOOObaOOPHOPh_OOPhPh+O碱OOPhPhOHOb

a,-不饱和羰基化合物OHOH+OO,-切割,-切割

OCHOO2

NO2

NCHO+CH3CHOCO2

HPhOPhCHO+CO2

HO1，3-二羰基化合物的能生成1，3-二羰基化合物的反应：羧酸酯与含活泼氢酮、腈、酯化合物反应Claisen反应：分子间酯缩合反应（必需一个酯的位有活泼氢）

Dieckmann反应：分子内酯缩合反应（必需一个酯的位有活泼氢）Claissen

缩合，b

路线的对称性强bPhOPh+O

Et2CO

EtaOPh+Ph2CO

EtbOEtPh2CO

EtPhO2CO

EtEtOEtOHPh_Ph

a2CO

EtOPhPhaPhBr+CO2EtCO2EtaPhCO2Et_+O

EtCO2EtCO2EtbCO2Et

b还有其它设计路线吗？OH3COH3CBrOH3CCHOBrOH3CCHO2-

OHOH

,OH3CCHOH2OH3CHO

OOHH3COHH_O

O__OH

,OH3C_OH3CHCOOH脱CHOCH2OK2CO3OHCNH3OH

CH2(COOH)2OOFGlPhCOOEt

+NMe2HO+CO2EtPh_HO1,3

_

二氧HOOBrPhHOCO2Et+ONMe2-HNMe2PhCO2H1.P,

Br222.Et

OBr2Ph

CO

Et2.1.

Zn,

Et2OO2CO

EtHOPhEOHNMe2HONMe2E脂交换OONMe2PhHOOOPhHONMe2Reformatsky反应1,5-二羰基化合物1,5-二羰基化合物生成反应Michael反应:活泼亚甲基化合物和,-不饱和羰基化合物碱催化加成活泼亚甲基化合物:

丙二酸酯、 乙酸酯、乙酰乙酸酯、乙酰 、硝基烷类,-不饱和羰基化合物：,-烯醛、,-烯(炔)酮、,-烯(炔)酯、,-烯腈、,-烯酰胺、,-不饱和硝基化合物、对醌类、杂环,-不饱和烃类1,5-二羰基化合物aR'ROOOR+OR

'a_OR+OR

'b_ba、b切断的选择原则：生成稳定的碳负离子2CO

EtOOOCO

Et2_O+BAPhPhCHOOOPhPhCHO_bDPhPhOOH_aCabCNPh2EtO

C+ObCNEtO2C+CHOPhCNEtO2C+PhOaPhCHO+OabOOPhCO2EtPhCOOEtOPhPh+OOPhO+PhHPhOCO2EtPh2EtO

CCNOPhOOOOO1,5二羰基OO+O_OOMeCOOEt+OCO2EtOOMeCHO+OOOMeOMeCHO2COEtOCO2EtO碱(只生成一种产物)OMeOCO2Et碱CO2EtOCO2EtOH2OMeOH

+OOOMe不选择b切断的原因:1.

B的 较A的

难2.A引入一个控制基COOEt,

即利于烷基化的

又利于Michael加成反应2CO

EtO_EtOCO2EtOEtO_O

O2CO

EtO碱水解和脱羧O+CH2OOAIO+CH2ONMe2O+

Me'

2

NHH+'2NR'OMeI'ONMe2Me+

'碱迈克尔反应条件OABB可以代替A直接参加Michael反应Mannich反应具活泼氢原子化合物(酮、醛、酸、酯、

、硝基烷、炔、酚类及某些杂环)与（其它活性大的醛）及氨、仲氨、伯胺缩合反应——又称-氨甲基化反应OR+CH2O2NR2RO+

R

'NHH+PhOPhOO1,5-二羰基O+PhOPhOCOOEtO+NMe3FGIOMeICH

O,Me

NH,H+2

2OOCO2Et碱PHCH2BrCO2EtOPhOPhCO2Et碱O2.MeIO+NMe31.CH2O,Me2

NH,HPhOH+H2O+

CH2O

++HNMe2MeI课堂练习CO2EtO练习一练习二练习三OEtOOCONCH3PhCOOCH3练习四非逻辑切断 设计1,2-二氧化合物-羟基羰基化合物1,2-二醇1,4-二氧化合物1,4-二羰基化合物-羟基羰基化合物1,6-二羰化合物1,2-二氧化合物-羟基羰基化合物

设计»

-羟基酸类化合物»-羟基羰基化合物-氨基酸 设计1,2-二醇化合物 设计Ph-羟基羰基化合物 设计»

-羟基酸类化合物HOCO2

HOPhCNH

+_OHPhCNNaOHH2

OPh2CO

H-COOH先转换成为等价_子

CNO

HOPh_+ CO2

HOHPhCNFGIOPh+

CN_+CO2

HCHO_CN1,3-二羰基HCO2Et+CO2HBr+CH2CO2

H_CH2(CO2Et)21._EtOBr2.3.脱羧CO2Et2HCO

Et_EtOCHO2CO

Et1.

CN2.水解TM_2CO

HOHCOOEtCOOEtCCNO2

H+OH_CNOHOH2EtO

COHC2CH

O+CHOCH2OK2CO3OHCHO1.

CNOHC_2.

HO/H2O2HO

COHOH

1.

EtOH/

H

+2.PhMgBrTMOHOHOHPhPhOOCOOHFGIHOCOOHCOOH1,2-二氧OCOOH_+

CN_CH2COOH

+OOOOH+_EtO水解脱羧OCH2(COOEt)2

COOH_CNHO

CNCOOHOOCOOHNaOH

H20HO

COOHCOOHH+COOEt

COOEtOHHHg2+,

H+H2

OOHORR'Hg2+,H+H2

ORR'ORR'O+OHH»-羟基羰基化合物OOH单取代炔双取代炔_方法1.RCO

先转化成等价子炔RC

CHOHFGIO+O_OHHFGIHOOHFGIOHHOO+

H

__

H

+OOOOHH1.碱O,2.碱OHOOHHg

,H2++H

2OTMOOOHOCHOOOH+FGIOHH_

_

HO+H_

_H1.

Na,

液氮

2.OHH+H2O

Hg2+O

CHOOOHTM方法2.苯偶姻缩合反应PhCHOCNPhOPhOHCN_Ph_OHPhCHOPhPhPhPhOFGI

PhPhO

HPhPhOOPhPhO2+

HCO

Et22

PhCH

MgBrPhPhOOH2

Ph-CHOCN_PhCHOCNO_

PhPhCrO3OPhPhOPhCH2Br1.Mg,

Et2O2.HCO2EtOHOHPhPhCrO3OPhPh碱TMR

OR'ONaR

OR'ORR

OR'RROORRRROHO2

RO__NaH+._OO__OOR'_O.方法3.酯偶联姻缩合反应Acyloin

Condensation羧酸酯在醚、甲苯等惰性溶剂中经金属钠还原偶联生成-羟基酮OOEtROREtOCOOEtCOOEt偶姻缩合OHOCOOEtCOOEt+++CO2HCO2HMeOHTsOHCO2

MeCO2

MeNa

/

K苯回流OOOOHO方法4.

羰基-卤代后亲核变亲电,

引入

-ORORaRaBr2OBrROHa_亲核+

亲电OOPhOMeFGIPhOBrOPhBr2H+PhOBrNaOAcO+_Na+

O

MeOOPhOMe1

,

2

-

二醇化合物

设计方法1.

先转化成烯，再按烯进行反 分析OHOHFGI希反应OPh3P++OsO4KMnO4或OH

OHPhFGIO+

PH3Ph希反应P+PhOOCH

PPh2

3CHO++HOOHOFGIFGIO1,5-

二羧基

OCOOEtO

+CHO希保护酮基FGICOOEtOCOOEt+COOEt1,5-二羰

OCO2EtOEt

O_CO2EtCO2Et2CO

EtO脱羧并保护O

O2CO

Et1.

LiALH42.

CrO3O

OCHOPh3P=CH2O

OKMnO4O

OOHOHH

+OOOOHHHHCOOMeFGIHHCOOMeHOHOFGIHHCOOMe狄-奥+

CO2

MeCO2

MeHHCOOMeHHCOOMeHOHOOKMnO4

或OSO4H

+OOHHHHCOOMeO重排HOOH还原

2

XOOMg-Hg苯OHOHH+O方法2.利用酮还原成对称邻叔二醇、重排进行设计OMg-Hg苯OHOHO重

排H+OOHOH重

排H+OMg-Hg

苯ROMeOHROOR_OMeR(+)OH(+)HOMe(+)ROMeOH间氯过氧化苯甲酸(MCPBA)RORR方法3.双键过氧化成环氧化物,增加亲电性,引进-OROHPhCH2O+O_PhCH2OFG

l希O+

CH2=PPh3OPh3P=CH2MCPBAONa

PhCH2OH_OHPhCH2OOOO+O_+AB1,4-二羰基化合物 设计O2CO

MeO_+CO2MeB

r极性反转方法PPh3+__Br+MgXS__+

X+

O_OOHCNRCOOEtRCOOEtS+OBr_++_O2CO

MeO_+CO2MeClO+

CI