2021/3/141Chapter11§11有機合成路線設計第一節合成的目的和要求第二節有機化合物的合成第三節天然產物的合成內容提要2021/3/142Chapter11第一節合成的目的和要求

通過一定的反應,使原來分子中某一個或幾個化學鍵斷裂,同時形成一個或幾個新的化學鍵,從而使分子發生轉變或將幾個小分子連接起來。1合成的步驟越少越好;

2每步的產率越高越好;

3原料越便宜越好。一合成的目的:二合成的要求:2021/3/143Chapter11三有機合成的主要手段1官能團的引入;2官能團的轉換;3碳架的建造;

（1）碳鏈的增長;（2）碳鏈的縮短;（3）碳架的重組;（4）環的閉合和打開。2021/3/144Chapter11（1）碳鏈增長的方法*1金屬有機化合物與鹵代烷的偶聯反應;*2金屬有機化合物與羰基,氰基的加成反應;*3金屬有機化合物與環氧化合物的開環反應;*4各類縮合反應;*5炔烴,芳環,酮,酯,-二羰基化合物和-羰基腈的烷基化和酰基化反應;*6酮的雙分子還原;*7酯的雙分子還原;*8環加成反應;*9烯烴的羰基化反應。2021/3/145Chapter11（2）碳鏈縮短的方法*1一元羧酸的脫羧反應;*2二元羧酸的脫羧脫水反應;*3烯,炔,酮,芳烴側鏈,-二醇和-羥基醛或酮的氧化斷裂反應;*4甲基酮的鹵仿反應;*5酰胺的Hofmann降解反應;*6Curtius重排反應;*7Schmidt重排反應;*8環加成的逆反應;*9-二羰基化合物的酮式分解和酸式分解;*10酯縮合的逆反應;*11酯的熱裂;*12黃原酸酯的熱裂;*13四級銨鹽的熱裂(Hofmann消除);*14氧化胺的Cope消除反應。2021/3/146Chapter11（3）碳架的重組碳架重組的反應是各種重排反應,包括:*1Wagner-Meerwein重排(瓦格納-米爾溫重排);*2頻哪醇(Pinacol)重排;*3異丙苯氧化重排;*4Bechmann重排;*5Favorskii重排(法沃斯基重排);*6Baeyer-Villiger氧化重排(拜爾-維格力氧化重排);*7Hofmann重排;*8聯苯胺重排;*9Benzilicacid重排(二苯乙醇酸重排);*10Claisen重排(克萊森重排);*11Fries重排(弗里斯重排);*12Cope重排。2021/3/147Chapter11（4）環的閉合和打開環的閉合:三元環:1）丙二酸酯與1,2-二鹵代烷的烷基化反應;

2）烯烴和卡賓的反應;四元環:1）丙二酸酯與1,3-二鹵代烷的烷基化反應;

2）烯烴光二聚的反應;五元環:1）狄克曼關環反應;

2）1,3-偶極環加成反應;

3）丙二酸酯與1,4-二鹵代烷的烷基化反應;六元環:1）Diels-Alder反應;

2）苯環的還原反應;

3）酯的烷基化反應;更大的環系:1）分子內羥醛縮合反應;

2）酮醇縮合反應。環的打開與切斷碳鏈的手段類似。2021/3/148Chapter11四逆合成原理

逆合成原理是以合成子概念和切斷法為基礎,從目標化合物出發;通過官能團轉換或鍵的切斷;去尋找一個又一個前體分子（合成子）,直至前體分子為最易得的原料為止,這是完成合成設計的一條有效途徑。逆合成分析過程包括:1識別目標分子:2對目標分子進行逆向分析;3制定合成路線2021/3/149常用術語Chapter11切斷:一種分析法,這種方法是將分子中的一個鍵切斷使目標分子轉變成為一種可能的原料;官能團互換:把一個官能團換寫成另一個官能團,以使切斷成為可能的一種方法;通常用FGI(antitheticalfunctionalgroupinterconversion)

表示。

合成等價物:一種能起合成子作用的試劑。合成子常由于其本身太不穩定而不能直接使用;合成子:在切斷時所得出的概念性的分子碎片[通過已知的合成方法(或合成操作)能夠與有機分子相連接的化學結構單元]

目標分子:最終要合成的分子;通常用TM(TargetMolecular)表示。2021/3/1410Chapter11例一:用三個或三個碳以下的有機原料和適當的無機試劑合成:第二節有機化合物的合成逆合成分析:2021/3/1411Chapter11合成路線:無水醚無水醚2021/3/1412Chapter11例二:用四個或四個碳以下的有機原料和適當的無機試劑合成:逆合成分析:2021/3/1413Chapter11合成路線:無水醚2021/3/1414Chapter11例三:用苯和適當的無機試劑合成:逆合成分析:2021/3/1415Chapter11合成路線:濃H2SO4濃2021/3/1416Chapter11例四:用苯和二個或二個碳以下的有機原料和無機試劑合成:逆合成分析:2021/3/1417Chapter11合成路線:2021/3/1418Chapter11例五:用三個或三個碳以下的有機原料和適當的無機試劑合成:逆合成分析:2021/3/1419Chapter11合成路線:2021/3/1420Chapter11例六:用苯、三個或三個碳以下的有機原料和適當的無機試劑合成:2021/3/1421Chapter11逆合成分析:2021/3/1422Chapter11合成路線:2021/3/1423Chapter11例七用不超過四個碳的簡單有機原料合成下列化合物:2021/3/1424Chapter11逆合成分析:2021/3/1425Chapter11合成路線:2021/3/1426Chapter11例八:寫出從反應物到產物的反應歷程:2021/3/1427Chapter11例九:寫出從反應物到產物的反應歷程:2021/3/1428Chapter112021/3/1429Chapter11例十.選用不超過四個碳的有機物為起始原料合成目標化合物。2021/3/1430Chapter11逆合成分析合成路線請同學自己完成2021/3/1431Chapter11例十一、選用不超過四個碳的有機物為起始原料合成目標化合物。2021/3/1432Chapter11逆合成分析2021/3/1433Chapter11合成路線2021/3/1434Chapter112021/3/1435Chapter11第三節天然產物的合成1.角鯊烯的合成2021/3/1436Chapter11逆合成分析:2021/3/1437Chapter11逆合成分析:2021/3/1438Chapter11全合成路線:2021/3/1439Chapter112021/3/1440Chapter112021/3/1441Chapter112.雌酮激素的合成2021/3/1442Chapter11