合成路線的的設(shè)計(jì)的技巧ppt課件

1、第六章第六章 合成道路的設(shè)計(jì)技巧合成道路的設(shè)計(jì)技巧第一節(jié) 逆向合成法常用術(shù)語n逆向合成法：逆向合成法：n 由目的分子開場(chǎng)，向前一步一步地推導(dǎo)到由目的分子開場(chǎng)，向前一步一步地推導(dǎo)到需求運(yùn)用的起始原料，這是一個(gè)與合成過程需求運(yùn)用的起始原料，這是一個(gè)與合成過程相反方向的途徑，因此稱為逆向合成法。相反方向的途徑，因此稱為逆向合成法。目的分子 中間體 起始原料一、合成子與合成等效試劑1、合成子：指逆向切斷法中由目的分子拆分的各組成構(gòu)造單元。CH3CCH3CH3OH合成子為CH3CCH3CH3OH合成子為CH3CH3COHCH32、合成等效試劑 合成子相應(yīng)的試劑，或能起合成子相應(yīng)作用的試劑。CH3CH3M

2、gICH3COHCH3CH3COCH3CH3CCH3CH3CH3CClCH3CH3目標(biāo)分子：OOOOO可有五種方法切斷：OOOOOCH3OOOOOCH3COOOOOOOOCOOMeOOOOOCOOMeOOO二、逆向切斷逆向延續(xù)逆向重排1、逆向切斷 用切斷化學(xué)鍵的方法，把目的分子骨架切斷為不同性質(zhì)的合成子，稱為逆向切斷CHOCHO2、逆向延續(xù) 將目的分子中兩個(gè)適當(dāng)?shù)奶荚佑眯碌幕瘜W(xué)鍵銜接起來，稱為逆向延續(xù)，它是合成中烯烴氧化的逆向CHOCHO3、逆向重排經(jīng)過重排反響的逆向，分析分子的骨架NNHOOHCH3CCH3CH3CCH3OCH3CCH3COHCH3CH3OH逆向重排2COHCOONaCOC

3、OCOOHOClOOH OH1、逆向官能團(tuán)互換OOH三、逆向官能團(tuán)變換在不改動(dòng)目的分子根本骨架的前提下變換官能團(tuán)的在不改動(dòng)目的分子根本骨架的前提下變換官能團(tuán)的性質(zhì)或位置的方法性質(zhì)或位置的方法2、逆向官能團(tuán)添加OOOCOOEtBrBrBrBrBrNH2Br3、逆向官能團(tuán)除去OOHO4、官能團(tuán)變換的目的n將目的分子變換成在合成上更容易制備的替代目的分子n為了逆向切斷時(shí)或重排時(shí)更順應(yīng)目的分子n添加活化基，維護(hù)基使化學(xué)反響提高區(qū)域和立體選擇性第二節(jié)第二節(jié) 逆向切斷的技巧逆向切斷的技巧 在逆向合成法中，逆向切斷是簡化目的分子必不可少的手段，不同的斷鍵次序?qū)?huì)導(dǎo)致許多不同的合成道路合成道路的選擇合成道路的

4、選擇經(jīng)過目的分子的拆開及全盤審查，經(jīng)常獲得多種合成道路，然后根據(jù)以下根據(jù)再確定合成道路。1、勝利的幾率：合成同一目的分子應(yīng)選擇最有把握的道路。所謂最有把握的道路的內(nèi)容n合成道路中各步反響的中間體是穩(wěn)定的n合成道路中各步都是可靠反響n合成道路安排時(shí)，采用多線戰(zhàn)略，即決議了幾個(gè)中間體后，最好幾條分支可到達(dá)同一個(gè)目的分子，添加勝利幾率n合成道路中關(guān)鍵反響在整個(gè)道路中越早越好2、經(jīng)濟(jì)核算n合成步驟要盡能夠少合成步驟要盡能夠少n反響產(chǎn)率要盡能夠高反響產(chǎn)率要盡能夠高n采用收斂式道路規(guī)劃采用收斂式道路規(guī)劃n 直線型：直線型：n 收斂型收斂型ABCDEFABCDEF直線型每步收率90%最終收率59%收斂型每步

5、收率90%最終收率65%設(shè)計(jì)技巧n優(yōu)先思索骨架優(yōu)先思索骨架n碳雜鍵先切斷碳雜鍵先切斷n目的分子活性部位先切斷目的分子活性部位先切斷n添加輔助基團(tuán)后再切斷添加輔助基團(tuán)后再切斷n回推到適當(dāng)階段再切斷回推到適當(dāng)階段再切斷n利用分子的對(duì)稱性利用分子的對(duì)稱性一、優(yōu)先思索骨架在有機(jī)化學(xué)中總存在著骨架與官能團(tuán)的變化，普通有四種情況：骨架與官能團(tuán)都不變只是官能團(tuán)位置變化骨架不變，官能團(tuán)變骨架變，官能團(tuán)不變骨架與官能團(tuán)都變n對(duì)于合成來說總是從小到大，目的分子骨架的骨架特點(diǎn)是確定碳鏈增長的方法。n例1：雙環(huán)沒有芳香性環(huán)，用縮合反響法增長碳鏈例2：雙環(huán)有芳香性的，用芳烴的?；错懺鲩L碳鏈OOOOOOOOOOOOO

6、OOOOOOOOOOOBrOOOOOOMgBrOOOOOOOOOOOOOOOOCHOOOOOOOOOOOOCOOROROOCCOORCOOROHROOCCOORB:COOROOOHROOCCOORROOCCOORMgH+OOHOOCOOROOCOORCOORCOOROEtOOOOOOCOOEtEtOOCEtOOCCOOEtEtOOCCOOEtOMgBrCOOHCOOHOHCOOHOOOO二、碳雜鍵先切斷含雜原子的化合物中碳雜鍵是最不穩(wěn)定的，合成時(shí)此類鍵容易生成，逆向切斷中最先切斷的鍵，是最后構(gòu)成的鍵。由于碳雜鍵不穩(wěn)定，在合成中放在最后一步可以防止這類鍵呵斥的副反響。碳雜鍵少受反響干擾碳雜鍵構(gòu)成

7、條件溫暖，對(duì)復(fù)雜分子影響小OOCOOHHOOCOCOOHHOOCOHOHOCCOOEtOOEtOCCOOEtOOEtCCOOEtOOEtOCOOEtEtOOCOOHClEtONaOOCOOHHOOC設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)一OOHOOHOOHOHCHOOHCHOHCHOCHOHCHOOH-CHOOHHOOHCNCN-H+OOHO設(shè)計(jì)二OONOOCH3OCH3HNOCH3OCH3O三、目的分子活性部位先切斷n所謂的活性部位，就是官能團(tuán)，支鏈等部位。這些部位可以經(jīng)過官能團(tuán)的互變等轉(zhuǎn)化，有利于切斷。例1例2COOHBrOHOOCOClPhOOHPhPh四、添加輔助基團(tuán)和互變官能團(tuán)后再切斷n有些化合物構(gòu)造上沒有明顯

8、的官能團(tuán)指路，或沒有些化合物構(gòu)造上沒有明顯的官能團(tuán)指路，或沒有明顯可切斷的鍵。有明顯可切斷的鍵。n添加基團(tuán)和官能團(tuán)互變使切斷時(shí)能找到合理的合添加基團(tuán)和官能團(tuán)互變使切斷時(shí)能找到合理的合成子成子n同時(shí)思索添加的官能團(tuán)在正向合成中易被除去同時(shí)思索添加的官能團(tuán)在正向合成中易被除去CHOCH3NO2OH-NO2PhNO2PhNi/H2NH2PhNH2PhNH2PhNO2PhNO2PhCHOCH3NO2例1：環(huán)己烷一邊碳上具有一個(gè)或兩個(gè)吸電子基，在其對(duì)側(cè)加上雙鍵后的化合物可方便地運(yùn)用Diels-Alder反響得到。OHMgBrOOOH OHOu有些分子可以直接切斷，但有些分子卻不可直接切斷?；蚪?jīng)有些分子可

9、以直接切斷，但有些分子卻不可直接切斷?；蚪?jīng) u切斷后得到的合成子在正向合成時(shí)沒有適宜的方法銜接起來。切斷后得到的合成子在正向合成時(shí)沒有適宜的方法銜接起來。u此時(shí)，應(yīng)將目的分子回推到某一替代的目的分子再行切都。此時(shí)，應(yīng)將目的分子回推到某一替代的目的分子再行切都。u經(jīng)過逆向官能團(tuán)互換、逆向銜接、逆向重排，將目的分子回經(jīng)過逆向官能團(tuán)互換、逆向銜接、逆向重排，將目的分子回推到某一替代的目的分子是常用的方法。推到某一替代的目的分子是常用的方法。OHCH3OOCH3OOHCH3OBrCHHOOHEtCEtHHOCHBrEtHOCHCHCH3CHOOHCH3CH2Br有些目的分子具有對(duì)稱面或?qū)ΨQ中心，利用分

10、子的對(duì)稱有些目的分子具有對(duì)稱面或?qū)ΨQ中心，利用分子的對(duì)稱性可以使分子構(gòu)造中的一樣部分接到分子骨架上，從而性可以使分子構(gòu)造中的一樣部分接到分子骨架上，從而使合成問題得到簡化。使合成問題得到簡化。例1NCH3OCH3OOCH3OCH3HNCH3OCH3OOOCH3OCH3HCH3OCH3ONH2CH3OCH3OClOCH3OCH3OCNCH3OCH3OCH2ClOCOOEtCOOEtEtOOCBrBrCOOEtCOOEtOHOHCOOEtCOOEtCOOEtCOOEtOOCOOEt第三節(jié) 導(dǎo)向基的運(yùn)用一、活化導(dǎo)向OOOOOO+26OCCO2EtMeONaOOHCOOOCHO2%K2CO3-EtOH

11、OOO二、鈍化導(dǎo)向H2NBrNH2(CH3CO)2ONHCOCH3Br2NHCOCH3BrH2O氨基是很強(qiáng)的鄰對(duì)位取代基。溴代時(shí)易生成多溴取代產(chǎn)物降低氨基的活化效應(yīng)，引入乙?；?，溴化時(shí)主要產(chǎn)物是對(duì)溴乙酰苯胺。水解脫去乙?；?、封鎖特定位置進(jìn)展導(dǎo)向BrOHH3CH3CBrOHH3CH3CBrOHH3CH3CCOOHBrOHH3CH3CCOOH-CO2BrOHH3CH3C第四節(jié) 維護(hù)基的運(yùn)用一個(gè)適宜的維護(hù)基應(yīng)具備的條件一個(gè)適宜的維護(hù)基應(yīng)具備的條件引入時(shí)反響簡單、產(chǎn)率高引入時(shí)反響簡單、產(chǎn)率高能經(jīng)受必要的和盡能夠多的試劑的作用能經(jīng)受必要的和盡能夠多的試劑的作用除去時(shí)反響簡單、產(chǎn)率好，其他官能團(tuán)應(yīng)不受除

12、去時(shí)反響簡單、產(chǎn)率好，其他官能團(tuán)應(yīng)不受影響影響對(duì)不同官能團(tuán)選擇性維護(hù)對(duì)不同官能團(tuán)選擇性維護(hù)一、羥基的維護(hù)1、轉(zhuǎn)變成醚 叔丁醚、芐醚、三芳甲基醚、三甲基硅醚2、轉(zhuǎn)變成縮醛或縮酮3、轉(zhuǎn)變成酯類O+ ROHH+OORH2SO420%+ ROHROH(CH3CO)2OROCOCH3/H2OROH二、氨基的維護(hù)1、質(zhì)子化：僅用于防止氨基的氧化2、轉(zhuǎn)變成酰基衍生物3、轉(zhuǎn)變成烷基衍生物：芐基、三苯甲基4、轉(zhuǎn)變成氨基甲酸酯：胺與氯代甲酸酯或重氮甲酸酯 進(jìn)展反響RCHCH2OHNH2KMnO4RCHCH2COOHNH2NH2CH2CHOCHO(CH3CO)2OCH3CONHCH2CHOCHOKMnO4CH3CONHCH2CHOCOOHNH2CH2CHOCOOHH2O三、羰基的維護(hù)1、二烷基縮醛或縮酮2、環(huán)狀縮醛或縮酮COCOCH3(C2H5)OCH3(C2H5)H+, H2OCO最常見的是構(gòu)成1，