有机合成-逆合成分析课件

有机合成-逆合成分析一、合成的目的和要求

通过一定的反应，使原来分子中某一个或几个化学键断裂，同时形成一个或几个新的化学键，从而使分子发生转变或将几个小分子连接起来。1合成的步骤越少越好；

2每步的产率越高越好；

3原料越便宜越好。（一）合成的目的：（二）合成的要求：二、有机合成的主要手段1、

官能团的引入;2、

官能团的转换；3、

碳架的建造；

（1）碳链的增长；（2）碳链的缩短；（3）碳架的重组；（4）环的闭合和打开。（1）碳链增长的方法或ZnCl21.增加一个碳原子的反应①无水乙醚②H2O/H+①R-MgX+HCHORCH2OH①无水乙醚②H2O/H+②R-MgX+CO2RCOOH③R-X+NaCNR-CNRCOOHH2O/H+其中：R-X为脂肪族伯卤代烃HCHOHCl++CH2ClAlCl3或ZnCl2YY④其中：Y为供电子基COHCl++CHOAlCl3⑤CRHOHCNCRHOHCNα-氰醇8应用范围：醛、甲基脂肪酮、C以下环酮CCOOHOHRHα-羟基酸2HOH+⑥2.增加二个碳原子的反应RCH2CH2OHH3O+

RMgXCH2CH2ORCH2OMgXCH2+3.增加多个碳原子的反应①R-CCHR-CCNaR-CC-R/

其中：R/为伯卤代烃X为Cl、Br、INaNH2R/X③铜锂试剂反应④傅-克反应②武慈反应R-X+R-XR-R其中：R/最好为伯烷基X为Cl、Br、INaR-XR-LiR2CuLiR-R/

LiCuIR/X其中：R/最好为伯烷基；R一般无限制X为Cl、Br、I+R-XR（或烯、醇）AlCl3烷基化：R≥3

时重排产物为主⑤羟醛缩合CHO+OH-Zn-Hg2CH3(CH2)4CHOCH3(CH2)4CH=C-CHO(CH2)3CH3-OH△自身缩合：交叉缩合：CH3-C-C(CH3)3O=△CH=CH-C-C(CH3)3O=酰基化：+CH3CH2CH2-C-ClC-CH2CH2CH3（或酸酐）AlCl3O=O=CH2CH2CH2CH3HCl⑥格氏试剂与羰基化合物反应CRR/OH

R/-C-H（R//）O=①RMgX/无水乙醚②H2O/H+H（R//）R/-C-XO=①RMgX/无水乙醚②H2O/H+R/-C-RO=①RMgX/无水乙醚②H2O/H+CRR/OH

RR/-C-OR//O=①RMgX/无水乙醚②H2O/H+R/-C-RO=①RMgX/无水乙醚②H2O/H+CRR/OH

R其中：R、R/、R//

为烷基、芳基X为Cl、Br⑦维荻希试剂与醛酮的反应季膦盐-RR/CH(ph)3PR///R//C=O+R///R//C=CRR/R、R/、R//、R///可以为–H、-R、-Ar、-COOR等（2）碳链缩短的方法①不饱和烃的氧化RCH=CHR/RCOOH+R/COOHKMnO4H+R-C=CH2

R-C=O+CO2KMnO4H+R/R/R-CCHRCOOH+CO2

KMnO4H+CH2CH2CH3

-CH(CH3)2KMnO4H+COOH-COOH②不饱和烃与臭氧作用③卤仿反应R-C=CHR//R-C=O+R//CHO①O3②Zn/H2OR/R/X为Cl、Br、IR-CHCH3

CHX3↓+R-COONaX2+NaOH或NaOXOHR-C-CH3

CHX3↓+R-COONaX2+NaOH或NaOXO=④脱羧反应R-COONa+NaOH（CaO）R-H△（3）碳环的合成①双烯合成（D-A反应）②二元羧酸脱羧+△X-X其中：X为吸电子基，反应容易进行CH2COOHCH2COOHCH2n（）（）C=OCH2CH2CH2n其中：n=2，3△③卡宾反应C=C+CH2N2C—CCH2hνC=C+CHCl3C—CCClCl(CH3)3COK④傅克酰基化反应OO=O=+AlCl3O=C=OCHOZn-HgHClO=CHOO=CCl=O=OAlCl3SOCl2多聚磷酸（4）官能团的引入1.引入卤素-CH3+Cl2-CH2Cl-CH3Cl-hνFe-CH3-CH2BrNBSCl2③CH3CH2CH=CH2NBS500℃CH3CHCH=CH2CH3CHCH=CH2BrCl①②X2④R-CH=CH2HXR-CH—CH2R-CH-CH3XXHBr过氧化物XR-CH2-CH2Br（符合马氏规则）（违反马氏规则）⑤R-CCHX2HXR-C=CHR-C=CH2XXXR-C—CHR-C—CH3XXXX2HXXXX2.双键或三键的形成①R-CH-CH-R/R-CH=CH-R/+HX②R-CH-CH-R/R-CH=CH-R/+H2ONaOHH2SO4乙醇XHOHH~170℃③R-CH-CH-R/R-CH=C-R/R-CC-R/

NaOH乙醇XXNaNH2X④R2C=O+R/CH=P(C6H5)3R2C=CHR/3.引入羟基①R-CH=CH2H2OR-CH-CH3OH①(BH3)2②

H2O2/OH-R-CH2CH2OH（符合马氏规则）（反马氏规则）H2SO4②R-C=OR-CH-OHH（R/）H（R/）[H][O][H]=LiAiH4、NaBH4、

H2/Ni、Pt、Pd等③R-COOR/R-CH2OH+R/OH[H][H]=LiAiH4、C2H5OH+Na

、

H2/Ni、Pt、Pd等④R-CH2XRCH2OH

H2O/OH-PX3、PX5、SOCl2⑤格氏试剂合成法HCHOR-CH2OH①RMgX/无水乙醚②H2O/H+R①RMgX/无水乙醚②H2O/H+R/-C-R//O=①RMgX/无水乙醚②H2O/H+R/-C-OHR

R//R/-CHOR/-CH-OH⑥二元醇的制备C=CC—C稀、冷KMgO4或OsO4OHOH顺式产物R-CH-CH2R-CH-CH2OH2O/H+反式产物OHOH4.引入羰基①HCCH+H2OCH3CHOHgSO4H2SO4R-CCH+H2OR-C-CH3HgSO4H2SO4=O②CH2=CH2+O2CH3CHOPdCl2-CuCl2R-CH=CH2+O2R-C-CH3

=OPdCl2-CuCl2③R-CH=C

R-CHO+O=C①O3②Zn/H2OR/R/R//R//④R-CH-R/R-C-R/KMnO4=OOH5.醚键的形成①2ROHR-O-R+H2OH2SO4合成对称醚②威廉姆逊合成法R-ONa+R/-XR-O-R/+NaX其中：R=

伯、仲、叔烷基R/

=

伯、仲（不能为叔）烷基③环醚的合成④硫酸二甲酯合成酚醚+(CH3)2SO2-O-CH3-OH~140℃R-CH=CH2+O2R-CH-CH2

Ag200~300℃OR-CH=CH2+HOClR-CH-CH2R-CH-CH2

OCa(OH)2OHCl6.其它一些反应①C=O-CH2-克莱门森还原法:沃尔夫-黄鸣龙还原法:②炔烃选择加氢合成烯烃R-C-R/R-CH2-R/Zn-HgHClR-C-R/R-CH2-R/H2N-NH2，NaOH二缩乙二醇=O=OR-CC-R/Na+NH3液H2/BaSO4或Pd/C或Lindlar试剂C=CC=CRRR/R/HHHH顺式加成反式加成H2SO4③RCH2CH2-OHR-CH=CH2RCH2CH3H2Ni~170℃O=7.芳环上引入-X、-NO2、-NH2、-SO3H、-R、-C-RO=-X-NO2-R-C-R-NH2-SO3HX2FeX3

或FeH2SO4+HNO3Fe+HClH2SO4·SO3或浓H2SO4R-XAlCl3R-C-XAlCl3O=R-COClR-CONH2

R-COOR/(RCO)2OR-COOHNH3R/OHNH3NH3H3O+H3O+H2OH2OR/OHR/OHP2O5SOCl22.羧酸及其衍生物的转换1.卤素、羟基、氨（胺）、羰基、羧基的转换R-OHR-C-R-COOHR-MgXR-XR-NR2R-NH2R-NHRR-COOHR-CNR-CH2NH2[H][O][O]NaCNH3O+R-XR-NH2NH3PX3H2O/OH-Mg①CO2②H3O+O=（5）官能团的相互转化三、官能团的保护

在有机合成中，往往要考虑到某些官能团也会受到反应试剂或条件的影响而产生副反应，甚至影响整个合成过程。因此在合成时必须采取对某些受影响的基团暂时转换为另外的稳定的结构，而进行保护措施，待反应完毕再使基团复原。

在选择保护基时要符合下列要求:①在温和条件下易与被保护基团反应。②保护基必须在保护阶段的各种条件下是稳定的。③保护基易于在温和条件下除去。R=伯、仲、叔烃基四氢吡喃醚：对碱、格氏试剂、烷基锂、催化加氢及一些氧化剂稳定。但对酸不稳定。②转变成醚醚：对格氏试剂、还原剂、氧化剂、碱稳定。1.醇羟基的保护①四氢吡喃醚ROH+H+OOR-O-四氢吡喃醚H2O/H+ROH+HO(CH2)4CHOROHR-O-CPh3

Ph3CClCH3COOH/H2O2.醛、酮、羰基的保护缩醛（酮）：对还原剂、氧化剂、碱、格氏试剂稳定，但对酸不稳定。R-C-R/O=CRR/OOHOCH2CH2OH/干HClH2O/H+R-C-HO=CRHOCH3OCH3CH3OHH2O/H+3.双键的保护卤代烃：对碱、氧化剂、还原剂稳定R-CH=CH-R/R-CH—CH-R/XXX2Zn4.芳环位置的保护H2O/H+H2SO4SO3H四、逆合成原理

逆合成原理是以合成子概念和切断法为基础，从目标化合物出发；通过官能团转换或键的切断；去寻找一个又一个前体分子（合成子），直至前体分子为最易得的原料为止，这是完成合成设计的一条有效途径。逆合成分析过程包括：1识别目标分子：2对目标分子进行逆向分析；3制定合成路线切断：一种分析法，这种方法是将分子中的一个键切断使目标分子转变成为一种可能的原料；官能团变换（FunctionalGroupInterconversion，缩写为FGI）：

把一个官能团转换写成另一个官能团，以使切断成为可能的一种方法。合成等价物：一种能起合成子作用的试剂。合成子常由于其本身太不稳定而不能直接使用；合成子(Synthon)：在切断时所得出的概念性的分子碎片，

通常是个离子；目标分子：最终要合成的分子；通常用TM(Targetmolecule)表示。常用术语切断(dis)、连接(con)、重排(rearr)

disconnectionconnectionrearrangement(1)优先考虑碳骨架的形成(2)优先在