有机合成第一章逆合成分析法与有机反应概览.ppt

有机合成第一章逆合成分析法与有机反应概览
1.1切断与逆合成分析法
有机合成是以有机反应为工具，从简单分子合成复杂分子的全过程。大多数情况下，需要多步反应才能合成目标分子。
完美的合成反应是：用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的步骤，快速定量的把价廉，易得的起始原料转化为目标分子。1.1.1逆合成分析法
逆合成分析法（反向合成法）：是有机合成路线设计最简单、最基本的方法,是产物到原料的合成分析方法（符号）。
合成路线：是从原料开始，按一定的顺序，进行一系列的反应，最后得到指定结构产物（符号）EliasJamesCoreycoinedtheterm“retrosyntheticanalysis.”HewasborninMassachusettsin1928andisaprofessorofchemistryatHarvardUniversity.
HereceivedtheNobelPrizeinchemistryin1990forhiscontributiontosyntheticorganicchemistry.
“”反应物到产物，表示合成反应。

“”表示逆推得到“分子碎片”，即，目标分子可从分子碎片合成，这些带电荷的分子碎片称作合成子。合成路线：1.1.1.1切断与合成子

切断是成键的逆过程：是对分子中的化学键进行切断（符号为波纹线）碳-碳键的形成-共享一对电子。形成的方式有两种方式，五种可能
（1）一个原子提供两个电子作为共享电子（电子对），即通过一个碳亲核体Nu和一个碳亲电体（E）的离子型（极性）结合形成碳-碳
（C++C-C-C,大多数情况是Cδ++Cδ-C-C）
（2）每个碳原子贡献一个电子以形成共享的电子对，也就是说通过两个自由基的结合形成C-C键。见15页C-C单键的形成与切断合成子：是分子内在的，与合成操作有关的结构单元，是目标分子化学键断后产生的，假想的分子碎片，可以是正离子，负离子或自由基，也可以是相应的反应中的一个中间体等。切断原则：（1）优先思考骨架形成（2）得到稳定化的合成子为最好（对应于较稳定的试剂）（3）官能团的形成12131.1.1.2官能团的转变（functionalgroupinterchanger-FGI）151.1.1.3官能团添加（FGDfunctionalgroupaddition）
17181.1.1.4重接（reconnection）201.1.2逆合成分析步骤及指南
1.1.2.1逆合成分析步骤例如：1-苯基丁醇的逆合成分析之一。
Ph-C键的切断苯基丁醇的逆合成分析之二。C-H的切断1.1.2.2指导切断的指南充分利用官能团的特征，以利用特殊的反应
导向更简单，更易得的前体
合理利用分子的内在对称性或潜在对称性
合理利用C-杂原子键，易于形成的特点，对其进行切断
通过共用原子法及在支链处切断，指导多环分子的切断
例如：溴-3-甲基-2-丁烯的逆合成分析（烦琐的切断-不合理），分析一生成双键上取代基较多的产物分析二利用分子潜在对称性合成合成路线轻度镇静剂的合成：合成路线对C-杂原子键（C-X）进行切断（指南7）常见的含C-X键的官能团内酯具有桃香味，是香水的一种成分，其逆合成分析可从内酯C-O键切断入手按上述逆合成分析的合成路线为：1.2试剂的反应性与基础有机反应概览1.2.1亲核反应通论通式：带负离子的亲核试剂一般是通过用碱去质子化产生的1.2.2亲核试剂1.2.2.1具有杂原子亲核中心，可形成碳-杂原子键（C-X）的亲核试剂亲核试剂的亲核性强弱关系：
在非质子性极性溶剂中，亲核试剂亲核性的增加比碱性增加显著
电荷的离域使亲核试剂碱性减弱的趋势大于亲核性减弱，因此，丙二酸酯碳负离子的碱性和亲核性均较EtO2CC(H)(R)-小，但亲核性与碱性的比值前者较后者大
亲核试剂进攻原子与另一含有孤对电子的原子相连（HOO-；NH2NH2），亲核性增强，HOO-＞HO-
1.2.2.2具有碳亲核中心，可形成碳-碳键的亲核试剂1.2.3亲电试剂1.2.3.1σ-键碳亲电试剂：烃基化试剂中的离去基团烃基化试剂（R-LG）是一类σ-键碳亲电试剂。在亲核反应中，离去基带一对电子离去，因此，同进攻试剂一样，离去基也是lewis碱。离去基团的离去能力与该基团的碱性密切相关，离去基的碱性愈弱，其离去能力愈强。最佳的离去基团是强酸的共轭碱。一般而言，碱性强有利于消去反应，碱性越弱越有利于SN2反应。
常用的烃基化试剂是卤代烃，相应的离去基是溴和碘对于碱性较强的基团如：OH-,-OR,-SH,-SR.通常醇中的羟基、醚和环醚中的烷氧基不能离去，但有三种办法和两种情况，可以把他们转变成好的离去基。
三种办法
质子化，使ROH,ROR变成ROH2+,RORH+,这样离去基将变成中性的H2O,ROH