有机合成设计ppt课件.ppt

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1、有机合成设计DesigningOrganicSynthesesAProgrammedIntroductiontotheSynthonApproach原著：STUARTWARREN编译：贾洪斌开始本课程前应了解的知识：本书介绍的是一种合成设计的分析途径；学生应具备基础有机化学的相关知识：熟悉基本反应、了解反应机理；四本可供进一步学习的参考书：----《TheCarbonylProgramme》----《Fleming》----《Tedder》----《Normann》如何使用本教程？要动笔把每一个frame中的内容自己完成一遍，以增强记忆；为什么要使用切断这种麻烦的方法？1.对给定的任

2、务，只知道TM的结构；2.倒推：从已知的TM推导出该用什么原料；3.确定了原料，才能合成。例如（1）的合成：（1）如果为已知物，则可按下列已知的路线合成：对苯乙烯的亲核加成Michael加成氨与C=O的加成若为分离得到的或需要合成的，那就只能采用以下的“倒推”的方式：双键来自β-羟基的失水：由于（6）是对称的，所以还原得到一种产物1,3-二酮来自酮与酯的交叉缩合：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。如（1）中的a和b所示。官能

3、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（10）的合成，把羟甲基转变为CHO就可看出它来自羟醛缩合：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。例如（1）当中所用的“三乙”、二甲基铜锂试剂等；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（1）切断下来的Me-就叫做合成子，而甲基铜

4、锂试剂就是合成等价物。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：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。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。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．应该具有

5、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．应当熟练地掌握各类反应的立体化学。一、切断介绍1.叔丁基氯可以水解为醇：它的逆过程是怎样的呢？比较另一种切断：切断一个甲基得到Me+和Me2C-OH这种切断没有合理的机理支持。所以，要选上面的切断。判断一个切断好坏的第一个标准：要有合理的反应机理。下面为TM3选择一个切断：b的切断可以给出一个活泼的苄基卤和丙二酸酯：PhC+H2合成子PhCH2Br合成等价物合成等价物：CH2(CO2Et)2合成：比较容易看出切断类型的反应之一就是Diels-Alder双烯合成：它的产物特点之一是一个六元环。例如：写出

6、TM6的切断和反应机理：这个六元环是切断的线索：TM7尽管是一个双环，但切断是一样的：二、一基团切断（一）简单醇的切断只要找到合理的机理，TM10是好切断的：其逆过程就是HCN对丙酮的亲核加成：只有首先将CN切下来，才能有亲核加成的机理。氰醇的切断都是如此。TM13也是一个醇：乙炔基负离子是一个很稳定的亲核试剂，实际的反应叫做Favorskii反应，端炔在碱的催化下都可发生这一过程：格氏试剂和烷基锂的应用：例如下列化合物，切断哪一个R都得不出稳定的负离子：此时就要采用格氏试剂或锂试剂：分两种情况：试分析TM16的合成。以下两种切断都合理，但（2）更简单：环己基格氏试剂来自环己烷，而丙酮

7、是十分易得的原料。判断切断好坏的第二条标准：最大程度的简化。试设计TM18的合成。这里的原则是：当醇羟基所在碳上有两个相同基团时，有两种选择：一是将两个相同的R一次切下，得到两摩尔格氏试剂和一个酯，如本例所示。再如：另一种情况就是将叔醇切断成一个酮和一个格氏试剂。例如：而如果将其中一个Ar切断就不一定合理。所以，分子的对称性在合成中是要充分利用的。如果醇羟基碳上有一个H，那就应该是酮的还原，还原剂常为LiAlH4或NaBH4。试设计TM21的合