第6章
逆合成分析法与合成路线设计
20世纪60年代,Corey在总结前人和他自己成功合成多种复杂有机分子的基础上,提出了合成路线设计及逻辑推理方法。创立了由合成目标逆推到合成用起始原料的方法逆合成分析法。该方法现在已成为合成有机化合物特别是对复杂分子的合成具有独特体系的有效方法。61611逆合成分析法概念有机合成是利用一种或数种结构简单的原料经一步或数步有机化学反应得到既定目标产物的过程,可表示如下:
原料
反应
逆合成分析法
中间物
反应
目标分子产物
逆合成分析法是将合成目标经过多种逆合成操作转变成结构简单的前体,在将前体按同样方法进行简化,反复进行直到得出与市售原料结构相同为止,可表示如下:
目标分子
逆合成转变官能团转换逆合成转变
另外的目标分子前体的前体
目ADEFH标BGJKLM分子CON
前体合成子
原料
图61多路线逆合成分析示意图多路线逆合成分析示意图1.合成子Corey的定义合成子是指分子中可由相应的合成操作生成该分子或用反向操作使其降解的结构单元。一个合成子可以大到接近整个分子,也可以小到只含一个氢原子。分子的合成子数量和种类越多,问题就越复杂。例如:
fC6H5COCHCOOCH3CH2CH2COOCH3
aC6H5
bC6H5CO
cCOOCH3
dC6H5COCHCOOCH3CH2CHCOOCH3
eCH2CH2COOCH3
fCH3OCOCH2gOCH3
在这些结构单元中,只有d和e是有效的,叫有效合成子。因为d可以修饰为C6H5COCHCOOCH3,e可以修饰为CH2CH2COOCH3。识别这些有效合成子特别重要,因其与分子骨架的形成有直接关系。而识别的依据是有关合成的知识和反应,也就是说有效合成子的产生必须以某种合成的知识和反应为依据。亲电体和亲核体相互作用可以形成碳碳键、碳杂键及环状结构等,从而建立起分子骨架。例如:
CMXC
C
C
MX
CMgX
O
C
COH
OCOEtCOOEt
OCOOEt
若将上述反应中的亲电体、亲核体提出来,反应简化为
C:CCC
C:
OC
C
CO
OCCOOEt
OCOOEt
再将上述式子反向,便得到将目标分子简化为亲电体、亲核体基本结构单元的方法,从而也就产生了相应的合成子。在这类合成子中,带负电的称为给予合成子(do
orsy
tho
)简称为d合成子;带正电的称为接受合成子(acceptorsy
tho
)即a合成子。与合成子相应的化合物或能起合成子作用的化合物称为等价试剂。依照官能团和活性碳原子的相对位将合成子进行编号分类。
fXC
1
C
2
Cb
3
C
4
C
5
C
X杂原子FG官能团
FGa
如果官能团本身的碳原子C1具有活性,则该试剂为a1或d1合成子,如果碳r