《有机合成设计》（ppt版）.ppt

有机合成设计Designing Organic Syntheses A Programmed Introduction to the Synthon Approach 原著：STUART WARREN 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： ----《 The Carbonyl Programme 》 ----《 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： 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： 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。 官能团转化（Functional Group Interconversion）：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（Synthetic Equivalent ）：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，而甲基铜锂试剂就是合成等价物。 添加官能团FGA（Functional Group Addition）：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： 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