Corey有机合成路线设计的五大策略

Corey有机合成道路设计的五大战略关于有机合成道路设计的详细知识已在前几章中都引见完了。大致可分成两类：一类是有机合成的详细技术，有氧化反响，复原反响，环化反响，杂原子和杂环化合物的合成，磷、硫、硅化合物在有机合成中的运用等章；另一类是有机合成道路设计的战略，即思想方法，有绪论，有机合成与道路设计的根底知识，分子的拆开，导向基，基团的维护等章。Corey有机合成道路设计的五大战略现代有机合成道路设计的著名专家E.J.Corey的一本专著<化学合成的逻辑学>〔TheLogicofChemicalSynthesis〕，其中重点引见了有机合成道路设计的五大战略，使我们对有关道路设计的战略思想有更高的提高。1990NobelPrizeCorey有机合成道路设计的五大战略Corey根据他的极为丰富的有机合成道路设计阅历，将有关有机合成道路设计的总的战略分为五个方面，被称为“五大战略〞。这就是：1.基于转化方式的战略〔Transform-basedstrategies〕2.基于构造目的的战略〔Structural-goalstrategies〕3.拓扑学的战略〔Topologicalstrategies〕4.立体化学的战略〔Stereochemicalstrategies〕5.基于官能团的战略〔Functionalgroup-basedstrategies〕Corey有机合成道路设计的五大战略无论是何种战略，Corey在反合成思索中是很注重对目的物“分子复杂度〔molecularcomplexity〕〞的逐渐减小。所谓分子复杂度是由分子的大小〔molecularsize〕、一切的元素和官能团、环的构造和数量〔Corey把这种cyclicconnection就称为topology〕、立体中心的数目或密度、化学活泼性与构造稳定性〔即动力学和热力学稳定性〕等各种要素综合组成的。一个复杂分子的胜利的合成就在于对其进展反合成分析时，正确的逻辑推导以逐渐减少分子复杂度。Corey有机合成道路设计的五大战略1.基于转化方式的战略〔Transform-basedstrategies〕选择有高效的，简化的转化方式，以列出一条起自目的物〔TGT或goal〕的反合成道路，也可以分成多个反合成步骤〔antisyntheticsteps〕，而有多个亚目的物〔sub-goals〕。基于转化方式的战略就是在合成的几个关键反响上选择最正确的单元合成反响。Corey有机合成道路设计的五大战略目的物构造反合成子转化方式E式-EnolateAldol反响Corey有机合成道路设计的五大战略目的物构造反合成转化方式烯丙基的氧化〔由CH2到C=O〕前体:Corey有机合成道路设计的五大战略Corey有机合成道路设计的五大战略接下去带另一个环氧丙烷的二烯化合物的反合成。Corey有机合成道路设计的五大战略2.基于构造目的的战略〔Structural-goalstrategies〕从目的物的分子构造出发思索引向一个有效的前体，可以是中间体，逐渐反推到合成的起始物。也可以有多条反合成道路而再加以比较。也可以双向探求〔bidirectionalsearch〕，即从目的物反推到某中间体，再由已有的原料出发列出合成此中间体的道路。Corey有机合成道路设计的五大战略在目的物分子构造知的前提下，可以探求是由哪些部分结合起来组成目的物的，也就是在反合成中目的物分子可拆成哪些部分使合成能有效地，简化地进展。此时，应思索：根据目的分子的构造，可分成不变的主体构造〔也可以将主体构造分成几个部分，Corey都称它们为buildingblocks〕和含有反合成子的亚构造〔retron-containingsubunits，反合成中要变化的〕。这步探求就是为了找到目的构造〔S-goal〕，并由此找到目的起始物，即原料〔SM-goal〕。Corey有机合成道路设计的五大战略Corey有机合成道路设计的五大战略3.拓扑学的战略〔Topologicalstrategies〕这里运用了数学上的名词“拓扑学〞，其化学含义就是从目的分子的键的结合〔connection〕方式出发，思索一个或几个断键〔disconnections〕的地方，着手反合成的思绪。它有一整套断开位置规律的总结，可分成无环键和环键，环键又可分成孤立环、螺环、稠环、桥环等体系。当然，反合成分析时，有一些环可以坚持的，即作为不变的主体构造〔buildingblocks〕对待。反合成中，这些环坚持不变。合成时，他们直接来自原料。Corey有机合成道路设计的五大战略非环键的断开可有如下规律：〔1〕确定可坚持的主体构造。芳环、芳烷、烷基可属于此类构造。要思索到它们应到达最大利用效率。如能坚持一个芳烷基要比坚持一个芳基为好。这样才干是合成到达较高的简化。〔2〕如环直接嵌入骨架中，不要在环旁切断，而应在离环1-3个碳原子处。有立体中心时，也在离该中心1-3个原子处切断。在两个官能团之间，也在其中1-3个碳原子处断开。〔3〕碳原子和杂原子的衔接处是切开的地方。〔4〕如一个分子切开后，能出现两个一样的部分，这是切开的好地方，会引来合成的简化。Corey有机合成道路设计的五大战略孤立环的断开〔1〕不属于要坚持的，又处于分子骨架中间的单个的环可以思索断一个或两个键。此是可思索在杂原子旁断开，能导致产生对称构造处更应断开。〔2〕环中应断开那些容易合成的键，如内酯、半缩醛、半缩酮等。Corey有机合成道路设计的五大战略〔1〕为了使稠环简化，当然应该断开稠合处OOOOOOMeHHMeaa'OOOOOOMeMeOOOHMe2Corey有机合成道路设计的五大战略〔2〕三员环断开时，当然是2+1拆开；四员环断开时应是2+2。〔3〕有些环是优先思索拆开的，如内酯、缩酮、内酰胺、半缩酮等。〔4〕有些多核稠环，如甾体化合物有特殊的断开方法。Corey有机合成道路设计的五大战略4.立体化学的战略〔Stereochemicalstrategies〕针对有立体构造的目的物，用立体化学的方法，即思索到立体的关联性，逐个地去除〔remove〕立体中心。在多个立体中心中要选择暂时保管，还是首先去除。Corey有机合成道路设计的五大战略在这一战略中，反合成时要思索的是：立体复杂性的减小，即经过反合成逐渐减小立体中心〔留意：这里是立体中心，stereocenter，其含义的包括手性中心、有E与Z二式的双键、还有像环己烷一样的立体构象等各种立体关系〕的数目和密度，将它们进展选择性的移去。为此目的，就必需思索立体简化转化方式〔stereosimplifyingtransform〕的选择，所需反合成子的建立，前体一切的空间环境等。这种前体也就是合成反响时试剂所作用的底物〔substracts〕。Corey有机合成道路设计的五大战略这种简化-转化方式是多种多样的，因此有各种不同的控制方法。有所谓“底物控制〞的方法。见下一反合成：Corey有机合成道路设计的五大战略5.基于官能团的战略〔Functionalgroup-basedstrategies〕根据目的物分子一切的各官能团选择适当的官能团变化方式。官能团按它们在有机合成中的作用可分成三类：Corey有机合成道路设计的五大战略⑴在合成起最重要作用的官能团。常见的有C=C，C=O，C=C，C—OH，—(CO)O—，—NH2，—NO2，—CN等；⑵有一些官能团在合成中，其作用要差一些，如—N=N—，—S—S—，R3P等，但在某些场所下依然起较好作用；⑶有些官能团不在分子的重要部位，而在周围〔peripheral〕，但在合成中起活化或控制造用，因此在目的分子中能够没有，而是在合成过程中再出现的。如—Hal，—P—，—SO2—，Me3Si—以及各种硼烷等。这些周围的官能团还包括衔接在根本基团上的另一些基团，如烯胺，邻二羟基，亚硝基脲，β-羟基-α,β-烯酮，胍等。Corey有机合成道路设计的五大战略官能团决议骨架的断开Corey有机合成道路设计的五大战略Corey有机合成道路设计的五大战略在反合成分析中，有几个重要的方法要留意：⑴很重要的一条是关于结合转化〔connectivetransforms〕方式，也即断裂方式的选择。例如环中双键的断裂就是