第九章 合成問題的簡化課件

9合成問題的簡化

主講：第九章合成問題的簡化9合成問題的簡化合成一個目標化合物有不同的路線。一條經(jīng)濟快速的路線，必然是比較良好的路線。因此，可以說，簡單的路線就是良好的路線。2023/10/212第九章合成問題的簡化通常簡化合成路線的辦法有：1、使用分子的對稱作用;2、利用分子的重排反應；3、借用天然化合物或其他易得的化合物分子中的部分結構，也就是實行半合成；4、同時形成兩個以上的鏈或官能團；5、有類似化合物的合成法可以模擬等。2023/10/213第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線對稱分子是指有對稱面的分子。對稱面可通過價鍵(如化合物I),也可以通過一個原子或若干原子(如化合物II)，將分子割成兩個相等的部分：

2023/10/214第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線對稱分子的這個特點能使合成簡化，收到“事半功倍”的效果。在對稱分子的合成中，最簡單的做法是沿著分子的對稱面割開分子成兩個相等的部分。2023/10/215第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線合成：2023/10/216第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線2023/10/217第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線2023/10/218第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線但是，對稱分子合成問題的處理并不是總能這樣簡單，特別是對通過其中的若干原子組成對稱面的分子的處理。究競分子的哪些部分應該規(guī)定為它的中心部分，這應該根據(jù)選用什么原料來定。如驅蟯凈[1-乙基-2．6-雙(對-(1-吡咯烷基)苯乙烯基吡啶碘季銨鹽]的合成中，中心部分可以以吡啶為原始原料，也可以以2，6-二甲基吡啶為原始原料。其中，A是以吡啶為原始原料時的中心部位；B是以2，6-二甲基吡啶為原始原料時的中心部位。2023/10/219第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線驅蟯凈2023/10/2110第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線以2，6—二甲基吡啶為原始原料時的合成如下：2023/10/2111第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線2023/10/2112第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線有些時候，分子的中心部分尚需經(jīng)歷一定的變化，才能符合合成中的要求。如3，3’-二氨基二苯基甲烷的合成：2023/10/2113第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線首先改變分子的中心部分-CH2-成為C=O，即：2023/10/2114第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線2023/10/2115第九章合成問題的簡化9.1利用分子的對稱性簡化合成路線2023/10/2116第九章合成問題的簡化9.2潛對稱分子的合成潛對稱分子原來沒有對稱性，但卻能回推成對稱分子。因此，合成時先將潛對稱分子回推為對稱分子，然后進行合成，這樣就可以使許多復雜問題簡單化。例如：2023/10/2117第九章合成問題的簡化9.2潛對稱分子的合成另外，還經(jīng)常利用重排反應。重排反應前后只涉及分子結構的變化，并不涉及多少反應機理和操作步驟的改變，但在合成上是很有用的。如，螺[4，5I葵酮-1化合物的合成，目標分子是一個叔烷基酮，故有可能經(jīng)過頻吶重排反應形成：2023/10/2118第九章合成問題的簡化9.3模擬化合物的運用對于一個復雜的化合物，首先考慮把與反應無關的部分去除，使得分子簡化，這樣，就比較容易找出分子中的關鍵部位。然后根據(jù)合成法則再進行反推與合成。然而，關鍵部位往往是最難合成的部位，我們不妨像小孩學東西一樣，先從模仿開始。前人已做了大量的工作，我們可以借鑒其合成，進行模仿。只要能為目標分子難以合成的結構部分找到可模仿的對象，就可以實現(xiàn)“重點突破”，難點已破，整個合成問題也就“迎刃而解”了。2023/10/2119第九章合成問題的簡化9.3模擬化合物的運用借用天然化合物或其他易得的化合物分子中的部分結構，也就是實行半合成。隨著精細化工的發(fā)展和分析、分離技術的發(fā)展，越來越多的精細化學品可以方便地得到，而這些產(chǎn)品中正好有我們需要解決的難題化合物。因此可以借用這些精細化學品進行目標化合物的合成。2023/10/2120第九章合成問題的簡化9.3模擬化合物的運用有類似化合物的合成法可以模擬，工作的難度也就可以降低。如合成二環(huán)[4，l，0]庚酮-2：2023/10/2121第九章合成問題的簡化9.3模擬化合物的運用對于這個分子的合成，難點是構成它分子中所含的三碳環(huán)結構，為解決這個困難需要以環(huán)丙烷化合物為模仿的對象，因此有必要去了解它們的合成：2023/10/2122第九章合成問題的簡化9.3模擬化合物的運用α-重氮酮化合物比重氮甲烷穩(wěn)定，更方便用來產(chǎn)生卡賓化合物，因此，可借重氯甲烷與酰氯作用來制備：2023/10/2123第九章合成問題的簡化9.3模擬化合物的運用通過模仿，做下列回推：2023/10/2124第九章合成問題的簡化9.4平行-連續(xù)法(會集法)對于一個復雜的化合物的合成，需要多步去實現(xiàn)。多步合成有兩個極端的策略,一個是連續(xù)法，一步一步地進行反應，每一步增加目標分子的一個新部分。如：

這樣處理有兩個主要缺點：①即使每一步都獲得極好的產(chǎn)率，可是多步合成的總收率會很低；②如果另有一些活性官能團必須攜帶著，而通過很多步驟不發(fā)生變化，這樣是很難做到的。2023/10/2125第九章合成問題的簡化9.4平行-連續(xù)法(會集法)另一個策略是平行—連續(xù)法(也就是會集法，convergence)。在這個合成法中，分別合成目標分子的主要部分，并使這些部分在接近合成結束時再連接在一起，即：

這樣總收率會比用連續(xù)法所得到的高，而且目標分子的不穩(wěn)定部分被包含在較小的單元。2023/10/2126第九章合成問題的簡化9.4平行-連續(xù)法(會集法)因此在一個復雜的化合物的合成中，盡量將目標分子分成兩大部分，再將兩部分各拆開成次大部分，避免將目標分子按小段地逐一拆開。對于有對稱性的分子，可以拆開成相同的部分，這樣更減少了合成步驟，更有效地提高收率。例1

：2023/10/2127第九章合成問題的簡化9.4平行-連續(xù)法(會集法)2023/10/2128第九章合成問題的簡化9.5金屬有機導向有機合成金屬有機化合物在有機合成的均相催化反應中起著十分重要的作用.往往在金屬有機化合物催化下產(chǎn)生一系列的有機合成反應，如ziegler的烷基鋰或苯基鋰應用于有機合成，Heck的鈷催化氫甲?；磻?。金屬有機化學的發(fā)展不僅為研究有機反應機理，特別是為現(xiàn)代有機合成提供了強有力的手段?，F(xiàn)代有機合成要求反應具有高的選擇性，即區(qū)域選擇性和立缽選擇件，以及符合“原子經(jīng)濟”，即產(chǎn)物中最大限度地體現(xiàn)反應物的原子數(shù)。2023/10/2129第九章合成問題的簡化9.5金屬有機導向有機合成在金屬有機化合物的催化作用下，一系列有機反應可以在“一鍋”(one-potn)實現(xiàn)?！耙诲仭狈磻呀?jīng)成為一個重要的合成策略。其特點是在一個簡單的操作中包括兩個或多個轉變，達到從簡單原料出發(fā)合成復雜化合物的目的。如大家熟知的Wittig反應，通常需要3步來實現(xiàn)碳—碳雙鍵．而在有機鈀催化下．有正三丁基磷存在時．可以“一鍋”法把醛變?yōu)?/p>