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第六章 逆合成分析法与合成路线设计 前 言 6.1 逆合成分析法 ①合成子 6.1.2 逆合成分析法 6.2 合成路线设计 先引入羰基,再对称进行反Mannich切断,高度简化目标分子,反推出三种基本原料:哌啶、甲醛和丙酮。 ⑧几种重要类型目标化合物的简化 (1) β-羟基羰基化合物和α,β-不饱和化合物的切断 β-羟基羰基化合物可通过羟醛缩合反应制备,注意其形成前后分子结构的变化可找出切断途径。 例如: 【例17】 合成路线: 合成路线: 合成路线: 合成路线: 羟醛缩合反应 二羰基化合物的反应(丙二酸) 环化和脱羧反应 (2)1,3-二羰基化合物的切断 1,3-二羰基化合物的制备,通常是用克莱森(Claisen)缩合反应。分子内酯缩合叫狄克曼(Dieckmann)环化。 不同酯间的缩合产物同样能够用切断法对分子简化。 合成路线: a b 丙酮不能与草酸缩合,但草酸二乙酯却能与丙酮发生Claisen反应, 反应如下 切断 合成 (3) 1,5-二羰基化合物的切断 Michael缩合反应是合成1,5-二羰基化合物的重要反应,是含有活泼氢化合物在α, β –不饱和羰基化合物上的共轭加成反应。 可用通式表示如下: 例如: 【例27】 5,5-二甲基-1,3-环己二酮的合成 切断 合成 【例28】 合成(10-甲基-?1,9,3,4-六氢-2-萘酮) 切断: 合成路线: 【例29】 合成1,4-二苯基-2,6-二氧代哌啶-3-羧酸乙酯 切断分析: 合成路线: (4)1,4或1,6-二官能团化合物的切断 合成路线: 合成1,4-二官能团化合物(常见形式如下)一般采用?-溴代羰基化合物与烯醇类负离子的亲核取代反应,据此可以对1,4-二官能团化合物进行逆合成分析。 烯胺 ◆烯胺与活泼α-羰基卤化物的反应也可应用于α,β-不饱和酮的合成。 例如: ◆饱和环状内酯类化合物可以转换为1,4-二官能团化合物,在其中引入三键进行拆分: γ-羟基丁酸环合成内酯 ◆ γ-羟基羰基化合物可以进行如下拆分: 合成路线: ◆ 取代5-烯-2-酮是1,4-二官能团化合物,拆分及合成路线如下: 合成路线(用缩酮保护酮羰基,增加Wittig试剂的选择性): ◆环己烯衍生物可被氧化成1,6-二羰基化合物,而通过D-A反应可以得到环己烯衍生物: 例如: 的合成分析 (5)环加成反应及其切断 D-A反应在六元环的合成中具有重要价值。当亲双烯体双键带有吸电子基时,反应条件温和,且选择性好。 拆分: 方法b虽然路线简捷,但亲双烯体双键吸电子能力较弱,反应条件苛刻。方法a易于执行。 拆分: 合成: ◆ 对目标分子进行逆合成分析,可能提供一种或几种目标分子的合成路线,选择最优路线合成目标分子的过程成为合成路线设计。 例如,目标分子3-甲基丁醛有多种形式的逆合成分析: 6.2.1 合成路线设计实例 【例34】 试对镇痛药杜冷丁作切断分析,并设计合成路线。 * Chapter 6 6.1逆合成分析法 6.2 合成路线设计 逆合成分析法概念 逆合成分析法 合成路线设计实例 复杂合成路线设计 合成路线的评价 ◆ 20世纪60年代,Corey在总结前人和他自己成功合成多种复杂分子的基础上,提出了合成路线设计及逻辑推理概念。 ◆逆合成分析法—由合成目标逆推到合成用起始原料的方法。 ◆该方法对现代合成化学有重要贡献,是复杂有机化合物合成的独特有效的途径。 6.1.1 逆合成分析法概念 ◆传统有机合成过程: ◆逆合成分析法: 一级前体A B C 二级前体DEFGMN… ◆ Corey的定义:合成子是指分子中可由相应的合成操作生成该分子(或用反向操作使其降解)的结构单元。 在上述结构单元中,只有(d)和(e)是有效的,叫有效合成子。因为(d)可以修饰为C6H5COC-HCOOCH3,(e)可以修饰为CH2=CH2+COOCH3 。 ◆ 有效合成子的产生必须以合成的有理结构和反应为依据。 亲电体和亲核体相互作用可以形成碳-碳、碳-杂原子及 环状结构,从而建立起分子骨架。 ◆将上述反应的亲电体和亲核体提出来,反应简化为: 反应左边分别是亲电体和亲核体的基本结构单元,也是相应右边物质的合成子。 带负电的称为给予合成子(donor synthon ,d合成子); 带正电的称为接受合成子(acceptor synthon, a合成子)。 目标分子 亲电体 亲核体 给予合成
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