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1、逆合成设计与设计实例第一页，本课件共有57页2（一）、常用术语（terminology）、靶分子及其转换靶分子及其转换凡是所需合成的分子均称为“靶分子”。在合成设计中常常由“靶分子”作为出发点向“中间体”、“原料”方向进行逆向思维，这种分析方法就是逆合成分析。在合成设计中相反方向上的结构变化称为“变换”。、合成子及其等价试剂合成子及其等价试剂“合成子”是组成靶分子或中间体骨架的各个单元结构的活性形式。根据形成碳碳键的需要，合成子可以是离子形式，也可以是中性分子。第二页，本课件共有57页3）离子合成子根据合成子的亲电或亲核性，把合成分为还原性或亲电性，a-合成子氧化性或亲核性d-合成子为了表示合
2、成子中心碳原子和已存在的官能团间的相对位置，在a-d-的右上角标上不同的数字。A-d-表示官能团本身所处的碳原子是活性的，若官能团相邻的碳原子是活性的，则为A-d-合成子。没有官能团的烃基合成子，称为烃化合成子。用Ra Rd合成子表示。能和An-dn-合成子形成碳杂原子键的，具有正电荷或负电荷的杂原子，称为A-d-合成子。2）自由基合成子r-合成子。3）周环反应合成子e-合成子。是实际存在的中性分子。第三页，本课件共有57页4等价试剂及不同类型的合成子。合成子类型例子等价试剂官能团d 0 MeS-MeSHSHd1CN-KCNCNd-合成子d 2-CH2CHOCH3CHOCHOd 3NH2RdM
3、e-MeLi-a 0+PMe2Me2PClPMe2a 1Me2C+-OHMe2COC=Oa合成子a 2CH2+COMeBrCH2COMeC=Oa 3+CH2CH=COORCH2=CHCOORCOORRaMe+Me3S+Br-第四页，本课件共有57页53、逆向切断、逆向连接和逆向重排、逆向切断、逆向连接和逆向重排1）逆向切断 用切断化学键的方法把靶分子骨架剖析成不同性质的合成子，称逆向切断，用（antithetical disconnection,dis）2)将靶分子中两个适当碳原子用新的化学键连接起来，称为逆向连接(antithetical connection,con);把靶分子骨架拆开和重
4、新组装，则称为逆向重排(antithetical rearrangement，rearr)4、逆向官能团互换逆向官能团互换 在不改变靶分子基本骨架的前提下变换官能团的性质或所处的位置的方法，包括官能团的互换（antithetical functional group interconversion,FGI)、逆向官能团添加(antithetical functional group addition,FGA)和逆向官能团除去(antithetical functional group removal,FGR).在合成设计中应用变换的主要目的为：1、将靶分子变换成在合成上比母体化合物更容易制备的
5、前体化合物；alternative target molecule2、为了作逆向切断、连接、重排等变换，必须将靶分子原来不适应的官能团变换成所需要的形式，或暂时添加某些必要的官能团。3、添加某些活化基、保护基、阻断基或诱导基，以提高化学、区域和立体选择性。第五页，本课件共有57页6第六页，本课件共有57页7第七页，本课件共有57页8（二）合成路线评价效率和安全是基本标准。（1）反应步数和总收率a会聚性convergency,b多重建架mutiple construction,c自动连贯self-consistant sequence,d减少官能团转化,e其它因素（2）原料和试剂（3）尽可能挑选
6、副反应较少的合成方法（4）考虑条件温和、化学污染少和操作安全的合成反应；保存、转移和使用中较安全的化学物质。第八页，本课件共有57页9二、逆合成分析法（一）a合成子、d合成子、极性反转及半反应组合（二）单官能团和双官能团化合物的变换（三）脂环和杂环化合物的变换（四）简化方法（五）选择性控制第九页，本课件共有57页10极性反转类型umpoung第十页，本课件共有57页11第十一页，本课件共有57页12跨距、成键位置、合成子配对和缩合反应类型之间关系跨距、成键位置、合成子配对和缩合反应类型之间关系第十二页，本课件共有57页13三、计算机辅助合成路线设计1、起源2、计算机中化学反应知识3、逆合成分析
7、的计算机化4、目标化合物析分系统5、计算机辅助合成设计举例6、合成树的裁剪策略第十三页，本课件共有57页14二、逆合成分析重点内容第十四页，本课件共有57页15、举例、举例 一一 二二第十五页，本课件共有57页16abdc一一1 Retrosynthesis第十六页，本课件共有57页172 Synthesis route目标目标第十七页，本课件共有57页183 理想合成路线理想合成路线第十八页，本课件共有57页19第十九页，本课件共有57页20二二ababA-BA-B合成路线合成路线第二十页，本课件共有57页21杂原子化合物合成设计杂原子化合物合成设计醚类化和物：碳氧键切割醚类化和物：碳氧键切
8、割第二十一页，本课件共有57页22第二十二页，本课件共有57页23胺类化合物：先转化后切割胺类化合物：先转化后切割(叔胺除外叔胺除外)酰胺酰胺腈类化合物腈类化合物硝基化合物硝基化合物酮酮第二十三页，本课件共有57页24第二十四页，本课件共有57页25第二十五页，本课件共有57页26第二十六页，本课件共有57页27第二十七页，本课件共有57页28最经济的合成路线最经济的合成路线第二十八页，本课件共有57页29 杂环化合物合成设计杂环化合物合成设计从从C-Z 键切割入手键切割入手第二十九页，本课件共有57页30第三十页，本课件共有57页31第三十一页，本课件共有57页32第三十二页，本课件共有57
9、页33饱和胺转化为酰胺切开饱和胺转化为酰胺切开第三十三页，本课件共有57页34烯胺结构可直接切割烯胺结构可直接切割第三十四页，本课件共有57页35第三十五页，本课件共有57页36第三十六页，本课件共有57页37第三十七页，本课件共有57页38第三十八页，本课件共有57页39环状化合物合成设计环状化合物合成设计周环反应设计周环反应设计三环化合物合成设计三环化合物合成设计四环化合物合成设计四环化合物合成设计第三十九页，本课件共有57页40）周环反应设计）周环反应设计吸电子基团吸电子基团第四十页，本课件共有57页41第四十一页，本课件共有57页42第四十二页，本课件共有57页43第四十三页，本课件共
10、有57页44第四十四页，本课件共有57页45）三环化合物合成设计）三环化合物合成设计 方法一方法一:-卤代烃卤代烃 -碳环化法碳环化法第四十五页，本课件共有57页46ab一般选择多分支点切割一般选择多分支点切割碳碳负负离离子子优优先先进进攻攻取取代代基基少少的的碳碳 -Br -Br第四十六页，本课件共有57页47第四十七页，本课件共有57页48 方法二方法二:烯过氧化法烯过氧化法 当烯烃为亲核性时当烯烃为亲核性时,用过氧酸氧化用过氧酸氧化 当烯烃为亲电性时当烯烃为亲电性时,用碱性过氧化氢氧化用碱性过氧化氢氧化RCO3HH2O2第四十八页，本课件共有57页49方法三方法三:Darzens反应法反
11、应法第四十九页，本课件共有57页50方法四方法四:硫内翁盐环氧化法硫内翁盐环氧化法第五十页，本课件共有57页51方法五方法五:碳烯试剂合成法碳烯试剂合成法第五十一页，本课件共有57页52第五十二页，本课件共有57页53Retro-synthetic analysisSynthetic reaction第五十三页，本课件共有57页54）四环化合物合成设计）四环化合物合成设计第五十四页，本课件共有57页55第五十五页，本课件共有57页56aabb第五十六页，本课件共有57页57复习作业复习作业5 51,醇的氨解主要有那三种工业方法？2,在环己烷、氯苯、硝基苯、乙酸、乙腈、氯仿和二甲基亚砜等溶剂中，属于质子型的溶剂的有哪些？属于非质子传递极性溶剂的有哪些？属于非质子传递非极性溶剂的有哪些？3,试说明芳香族化合物亲电取代反应的历程，并说明该历程是如何被验证的？4,完成下列反应方程式。第五十七页，本课件共有57页