化学合成路线设计的策略.pptxVIP

化学合成路线设计的策略第1页/共29页 Corey 有机合成路线设计的五大策略现代有机合成路线设计的著名专家 E. J. Corey 的一本专著《化学合成的逻辑学》（The Logic of Chemical Synthesis），其中重点介绍了有机合成路线设计的五大策略，使我们对有关路线设计的策略思想有更高的提高。1990 Nobel Prize第2页/共29页 Corey 有机合成路线设计的五大策略 Corey 根据他的极为丰富的有机合成路线设计经验，将有关有机合成路线设计的总的策略分为五个方面，被称为“五大策略”。这就是：1. 基于转化方式的策略（Transform-based strategies） 2. 基于结构目标的策略（Structural-goal strategies）3. 拓扑学的策略（Topological strategies）4. 立体化学的策略（Stereochemical strategies）5. 基于官能团的策略（Functional group-based strategies） 第3页/共29页 Corey 有机合成路线设计的五大策略无论是何种策略，Corey在反合成思考中是很重视对目标物“分子复杂度（molecular complexity）”的逐步减小。所谓分子复杂度是由分子的大小（molecular size）、所有的元素和官能团、环的结构和数量（Corey 把这种cyclic connection 就称为 topology）、立体中心的数目或密度、化学活泼性与结构稳定性（即动力学和热力学稳定性）等各种因素综合组成的。一个复杂分子的成功的合成就在于对其进行反合成分析时，正确的逻辑推导以逐步减少分子复杂度。 第4页/共29页 Corey 有机合成路线设计的五大策略1. 基于转化方式的策略（Transform-based strategies） 选择有高效的，简化的转化方式，以列出一条起自目标物（TGT或goal）的反合成路线，也可以分成多个反合成步骤（antisynthetic steps），而有多个亚目标物（sub-goals）。 基于转化方式的策略就是在合成的几个关键反应上选择最佳的单元合成反应。第5页/共29页 Corey 有机合成路线设计的五大策略目标物结构 反合成子 转化方式 E式-Enolate Aldol 反应第6页/共29页 Corey 有机合成路线设计的五大策略目标物结构 反合成转化方式 烯丙基的氧化（由 CH2 到 C=O） 前体:第7页/共29页 Corey 有机合成路线设计的五大策略第8页/共29页 Corey 有机合成路线设计的五大策略接下去带另一个环氧丙烷的二烯化合物的反合成。第9页/共29页 Corey 有机合成路线设计的五大策略2. 基于结构目标的策略（Structural-goal strategies）从目标物的分子结构出发考虑引向一个有效的前体，可以是中间体，逐步反推到合成的起始物。也可以有多条反合成路线而再加以比较。也可以双向探索（bidirectional search），即从目标物反推到某中间体，再由已有的原料出发列出合成此中间体的路线。第10页/共29页 Corey 有机合成路线设计的五大策略在目标物分子结构已知的前提下，可以探索是由哪些部分联结起来组成目标物的，也就是在反合成中目标物分子可拆成哪些部分使合成能有效地，简化地进行。此时，应考虑：根据目标分子的结构，可分成不变的主体结构（也可以将主体结构分成几个部分，Corey 都称它们为 building blocks）和含有反合成子的亚结构（retron-containing subunits，反合成中要变化的）。这步探索就是为了找到目标结构（S-goal），并由此找到目标起始物，即原料（SM-goal）。 第11页/共29页 Corey 有机合成路线设计的五大策略第12页/共29页 Corey 有机合成路线设计的五大策略3. 拓扑学的策略（Topological strategies） 这里应用了数学上的名词“拓扑学”，其化学含义就是从目标分子的键的联结（connection）方式出发，考虑一个或几个断键（disconnections）的地方，着手反合成的思路。 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，有一些环可以保持的，即作为不变的主体结构（building blocks）对待。反合成中，这些环保持不变。合成时，他们直接来自原料。