合成路线设计与合成方法解析.ppt

官能团的移去（functional group removal, FGR） 简单化合物的逆向合成分析 单官能团： 双官能团分子： 1, 2-双官能团分子有时需要通过FGI和FGR法进行反合成分析： β-羟基羰基化合物以及α,β不饱和化合物的切断 这类化合物有如下切断规律： 切断α, β-键 α-碳加两个氢 β-碳上变为羰基 1, 3-双官能团分子，通常可以利用a1-合成子和d2-合成子 ，可通过Claisen缩合反应成键 在特定情况下，也可以用a2-合成子和d1-合成子的组合方式进行切断 1, 4-双官能团分子通常可以利用a2-合成子和d2-合成子的组合方式进行切断 1, 4-双官能团分子也可以通过a3-合成子和d1-合成子的组合方式进行切断 1, 5-双官能团分子通常可以利用a3-合成子和d2-合成子的组合方式进行切断 ，Michael 加成反应是主要的手段。 利用分子的对称性进行切断 鹰爪豆碱 杜冷丁 合成路线实例 合成路线设计的程序 认出目标分子的官能团及其逻辑变化关系 依据已知的可靠方法进行切断，必要时采用FGI产生合适的官能团以供切断 a. 由两种官能团结合形成的官能团，先拆回原来的官能团 b. C-X键处 c. 1，n型的二基团处 d. 链的分支处 e. 环内处（利用成环反应） f. 连接芳环与分子的其它部位的键 g. 紧邻羰基的键 必要时重复进行切断，以便获取更易得的原料 2.3 分子设计和分子工程 分子设计与分子工程的基本概念 分子设计是指在已有有关结构与性能关系的理论指导下，以合成特定结构或性能的化合物或分子聚集体为目标，在原子和分子水平上对目标物合成路线及其合成方法进行设计的理论和方法。 分子工程 分子工程是将分子设计的思想与工程学原理相结合，按照某种特定需要，在分子水平上实现结构的设计和施工。 结构主要代表原子在空间相互结合成分子或其他化学实体的方式 我们还要考虑电子结构和晶体缺陷等其他层次和类型以及有关结构的原理 分子工程学是一个涉及物理、化学、材料、生物学以及微电子工程学的交叉学科 分子组装 所谓分子组装是指按照分子工程原理，从原子和分子出发，由小到大“向上”（small upward）应用化学合成和组装等方式进行操作，在较温和的控制条件下分阶段地将分子基块（分子组元）有序地组装出所需的分子聚集体（介观体系） 。 当代的科学技术发展表明，比起零维的原子或离子来，分子聚集体的排列次序及组合方式，即物理上的所谓有序性对其性质和功能有着重大影响 。 极性分子及其不同有序聚集体的分子取向示意图 由一种取向转成另一种取向，要采取分子组装的方法。 分子设计与分子工程的发展 现代有机合成的发展趋势之一就是以分子识别作为设计、合成、组装有机分子的基础。 所谓分子识别是指分子互补性。分子互补性使有机分子在弱作用力的推动下能够组装为超分子聚集体。 分子识别（或互补性）指导下的有机分子设计，无论我们是想模拟某个生物模型，还是要组装某种纳米材料，都要求我们对于模拟对象的作用过程及其分子结构基础有所了解，对互补的双方（主体和客体、受体和供体）的结构关系要有预先的设定，在设计分子的结构时，要同时考虑它的功能 。 目前，分子设计主要应用于药物合成与功能材料的制备。生命科学和材料科学已进入分子时代，分子设计在生命科学和材料科学中可以大显身手。通过分子设计，可以提高寻找具有特定性质或功能的分子或分子聚集体的命中率。 药物分子设计对创新药物的研制十分重要。它可以使大量的筛选工作减少一些盲目性。它根据治疗某种疾病的需要，采用数据库有哪些信誉好的足球投注网站的算法去寻找新型的药物分子，并采用新发展从头设计法，经过设计－合成－测活的多次循环，有可能得到能用于治疗某种疾病的药物。 组合化学合成 (Combinatorial Chemistry) 组合化学也称组合合成, 它利用组合论的思想, 将各种化学构建单元(building block) 通过化学合成衍生出一系列结构各异的分子群体, 并从中作出优化筛选。 组合化学是应生物学家建立起来的高通量筛选技术的需要而产生的。 组合化学技术已经给传统的有机合成化学带来了革命性的变化，是近年来科学上取得的重要成就之一。 组合化学的基本原理 传统化学中， 化合物被单独制备 组合化学中， 起始原料范围内所有产物都有被制备的机会 组合化学不是单一的一种技术，它包含一系列的化学技术。 它是一门交叉学科，以有机化学为基础，与生物化学，药物化学密不可分，并涉及数学。物理和计算机多门学科 而传统有机合成方法是对单个分子分步合成，在数量上处于低层次的，合成速度太慢，无法满足对化合物量的需要。 组合化学的实例 组合化学将化学合成、组合理论、计算机辅助设计及机械手结合一体，并在短