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第十三章有机合成基础_有机化学及实验
2)H2SO4
NH2 霍夫曼彻底甲基化 Br2
Br
Br
NMe2 Me2NH -HBr
NMe OH
NMe O 颠茄酮
鲁宾逊的工作(1915年) CH2CHO + CH2CHO NH2CH3 + CH2COOH C O CH2COOH pH = 5
NMe O
1
颠茄酮
13 有机合成基础
魏尔泰思德的工作(1911年) O NMe 假石榴碱 NMe2 1)MeI 2)Ag2O 3) Br2 Br 1)Me2NH 2)MeI 3)Ag2O 4) H2 NMe OH -H2O NMe 1)MeI 2)Ag2O
+
CHCH 2CH2Br CH3
合成:
Br CH3CHCH 3
1) Mg,Et2O 2)
O
CH3
CHCH 2CH2OH CH3 CH3
PBr3
CH3
1) Mg,Et2O 2)CH3CO2Et
CH3
CHCH 2CH2CCH 2CH2CHCH 3 CH3 OH CH3
6
13.1 逆向合成分析
13.1.1切断的选择方法
13.1 逆向合成分析
13.1.2 芳环上取代基切断顺序
1、考察取代基间的相互关系,寻找能实现正确定位的途径。 例如:
O a b b Br O Cl
O + a
Br
b法切断是错误: 异丙基是邻对位定位基, 乙酰基是间位定位基,异 丙基与乙酰基处于对位。
+ Cl
O
合成
+ Br CH3CHCH 3 AlCl3
H2N OH CO2H O2N OH CO2H OH H2N CO2H O2N O2N H2N OH CO2H OH CO2H OH CO2H
O
1) CH3CCH3 2) H2O
OH CH3CCH2CH2CH2CH3 CH3
一个环和一条链之间的连接处常常是个支化点,通常是切断处。例如:
O O
+
BrMg
O
合成:
CH3CH CH2 1) NBS 2) Mg BrMgCH2CH CH2
O 1) 2) H2O , CuI CH2CH CH2
5
13.1 逆向合成分析
CH(CH 3)2 CH3COCl AlCl3
CH(CH 3)2
COCH3
8
13.1 逆向合成分析
13.1.2 芳环上取代基切断顺序
2、在定位规则许可下,最先切断最具吸电子性基团(即这个基团最后引入)。
例如:
O2N
NO2 OCH3 OCH3 + OCH3 Cl
合成:
CH3 (CH3)2SO4 OH CH3 (CH3)3CCl OCH3 AlCl3 CH3 HNO3 OCH3 C(CH3)3 O2N CH3 NO2 OCH3 C(CH3)3
13 有机合成基础
有机合成的目的:证明分子结构;为工业提供具有各种性能的分子;为理论工作提 供具有各种特殊性能的分子。
魏尔泰思德的工作(1901年) O 1) 肟 2) 还原 霍夫曼彻底甲基化 Br2 Br Br 喹啉 HBr NMe2 Me2NH 1) H2 2) Br 3) + NMe2 BrBr 1) KOH 2) NMe 1) HBr
CH3
NO2
合成:
CH3 KMnO4,H
CO2H HNO3 H2SO4
CO2H
NO2
10
13.1 逆向合成分析
13.1.2 芳环上取代基切断顺序
4、许多基团,特别是一般方法难导入的基团(如-CN,-F,-I等)可通过重氮盐导入。
CO2H CN Cl FGI NH2 Cl NH2 NO2
例如:
Cl FGI
13.1.1 切断的选择方法
3、利用目标分子的对称性进行切断,使之切断为简单易得的原料。
对称炔烃:
合成: 对称醇:
OH
Br
HC CH NaNH 2 NaC CNa CH3CH2CH2CH2Br
+ NaC CNa
CH3CH2CH2CH2C CCH 2CH2CH2CH3
CH3CO2Et +
MgBr
O OH MgBr
O CH3CH CH2 H2O CH2 NBS Mg BrCH2CH CH2 BrMgCH2CH CH2 CH2 CHCCH 3 CuI
O CHCH 2CH2CH2C CH3
4
13.1 逆向合成分析
13.1.1 切断的选择方法
2、在支化点处进行切断。
OH O
+
BrMg
合成:
CH3CH2CH2CH2Br Mg CH3CH2CH2CH2MgBr
+NMe 2 OH
Br
瑞普的工作(1948年) Ni(CN) 2 4 HC CH 50℃,15atm
2应;合成设计和策略。
13.1 逆向合成分析 (Retrosynthetic Analysis)
TM 目标分子
特定目标分子(Target Molecule)的合成设计过程: 第一步:对整个分子的结构特征和已知的理化 性质进行收集、考察; 第二步:逆向合成(Retrosynthesis);
合成:
HNO3
NO2
NHCOCH 3
NH2 Cl
1) Fe,HCl 2) (CH3CO)2O
1) Cl2 2)H3O
CN Cl
CO2H Cl
1) NaNO2,HCl 2)KCN,CuCN
H3O
11
13.1 逆向合成分析
13.1.2 芳环上取代基切断顺序
5、在芳环上引入 -NO2(或-NH2),在定位作用下或占据某一位置后,导入其它基团, 然后通过重氮盐可将-NO2(或-NH2)除去。 例如:
9
13.1 逆向合成分析
13.1.2 芳环上取代基切断顺序
3、官能团转化可能会改变基团的定位效应。
CO2H CH3 FGI CH3
例如:
合成:
Cl CH3
Cl2 FeCl3
Cl CH3
KMnO4,H
CO2H
Cl
CO2H CO2H
Cl
间硝基苯甲酸中-NO2 与 -CO2H为间位关系,故甲苯先氧化,后硝化。
环状对称醚可切断为对称二醇,对称二醇可切断为对称酯。
例如:
Ph Ph O
Ph Ph
Ph Ph OHHO
Ph Ph
EtO2C
CO2Et + PhMgBr
合成:
Br2 FeBr3
Br
Mg
MgBr
1) EtO2CCH2CH2CO2Et 2) H2O
Ph Ph OHHO
Ph Ph
H
Ph Ph O
Ph Ph
7
D E F G H I J 原料 A B C 合成子
第三步:选择最好的路线进行合成,增加试剂和反 应条件。
3
13.1 逆向合成分析
13.1.1 切断的选择方法
1、 在接近分子的中央处进行切断,使其断裂成合理的两部分 将分子切断成简单易得的原料,可采用下列两种方法:
O O
+
O 试 剂 为 试 剂 为 BrMg