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第11章 逆合成分析法

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合成化学-逆合成

合成化学-逆合成

合成路线: 合成路线
NaNH2 NH3 Br Lindlar Cat. H2 OsO4 Et2O O O TsOH O H2O
HO OH
用环己烯和二个碳的简单有机原料合成下列化合物： 例九 用环己烯和二个碳的简单有机原料合成下列化合物：
O OCH3 OCH3
逆合成分析： 逆合成分析：
O OCH3 OCH3 OH O OH O CHO
金属有机化合物与卤代烷的偶联反应； 金属有机化合物与卤代烷的偶联反应； 金属有机化合物与羰基，氰基的加成反应； 金属有机化合物与羰基，氰基的加成反应； 金属有机化合物与环氧化合物的开环反应； 金属有机化合物与环氧化合物的开环反应； 各类缩合反应； 各类缩合反应； 炔烃，芳环， 二羰基化合物和β 炔烃，芳环，酮，酯，β-二羰基化合物和β-羰基 腈的烷基化和酰基化反应； 腈的烷基化和酰基化反应； 酮的双分子还原； *6 酮的双分子还原； 酯的双分子还原； *7 酯的双分子还原； 环加成反应； *8 环加成反应；
合成路线: 合成路线
O Br2 Mg Br anhydrous ether Mg anhydrous ether PhCOCl H+ CHO H+ OCOPh Ph PhCH2CH2OH
H+
用苯，苯甲酸和五个碳以下的简单有机原料合成： 例十一 用苯，苯甲酸和五个碳以下的简单有机原料合成：
Ph O O Ph
逆合成分析： 逆合成分析：
Ph O O Ph Ph CHO CH2OH + PhCH2CH2MgBr OH
Br PhCH2CH2Br + CH2O
O PhCH2CH2OH PhMgBr +
三、 逆合成原理
逆合成原理是以合成子概念和切断法为基础， 逆合成原理是以合成子概念和切断法为基础，从目标化合物 出发；通过官能团转换或键的切断； 出发；通过官能团转换或键的切断；去寻找一个又一个前体 分子（合成子），直至前体分子为最易得的原料为止，这是 分子（合成子），直至前体分子为最易得的原料为止， ），直至前体分子为最易得的原料为止 完成合成设计的一条有效途径。 完成合成设计的一条有效途径。

有机合成逆合成分析法教学设计上课PPT课件高中化学北京海淀

有机合成逆合成分析法教学设计上课PPT课件高中化学北京海淀
各类有机物及其代表物的衍变关系
烃 卤代 R—H 消去卤代烃 R—XFra bibliotek水解氧化
醇类
醛类
氧化
羧酸
酯化
酯类
取代 R—OH 加氢 R—CHO
R—COOH 水解 RCOOR`
CH3CH3
CH3CH2Br
CH3COOC2H5
CH2=CH2
CH3CH2OH
CH3CHO
CH3COOH
CH=CH CH2=CHCl
CH2Br CH2Br
逆合成分析法
阿司匹林晶体
阿司匹林
Aspirin
晶体
1899年由德国拜尔公司开始生产，应用于临 床，取名阿司匹林（Aspirin ），是第一种重要 的人工合成药物。
阿司匹林泡腾片使用说明书（部分）
[药品名称]
通用名称：阿司匹林泡腾片
英文名称：Aspirin Effervescent Tablets
结构式:
O
O C CH3
分子式:C9H8O4 [性状]本品为白色片
C OH O
[适应症] 用于普通感冒或流行性感冒引起的发热，也用于缓解轻至 中度疼痛如头痛、关节痛、牙痛、肌肉痛、神经痛。 [用法用量] 温开水溶解后口服。发热或疼痛持续，可间隔4-6小时重 复用药一次。24小时内不超过4片。儿童用量请咨询医师或药师。 [不良反应] 常见的有恶心、呕吐、上腹部不适或者疼痛等胃肠道反 应。
O CH3C O
HO C O
阿司匹林
科学家发现把药物 连接在高分子载体 上可制成缓释长效 药剂。
CH 3 CH 2 C n
O CH 3 C O
C O CH 2 CH 2 O C
O
O
伍德沃德发明了 切割-拼接式合成法

逆合成分析法

逆合成分析法
有一个羧基和一 个碳碳双键，题给信息的产物 结构与
46
春宵一刻值千金，花有清香月有阴。（苏轼《春宵》）
Z 理 综 重点解析 H O N G D I A N J I E XI
之 相似，仅是 醛基与 羧基的 区别。 于是，可设 计如下
路线：
CH2 =CH2 →C2H5OH→CH3CHO→
CH3 CHCH2 CHO →CH 3－CH ＝CH －CH O→巴豆酸
OH H
R—CH
2—CH—C—CH
O
-
△ H2
O
RCH2CH=C—CH
O
R′
R′
巴豆 酸（CH3 － CH＝CH－ COOH）主要 用 于制 合 成树脂 或作增 塑剂。 现应用 乙烯和 其他无 机原料 合 成巴豆酸。根据 以上信息，请写出各步反应的 化学方
程式，并指出反应的类型。 解析 观 察巴 豆 酸（CH3 －CH＝CH－ COOH）中
NH 2
Br
Br
+3H Br
Br
NH2 +HCl+HNO3 H+
N2Cl +H2O
N2Cl +H3PO2+H2O △
+N2 ↑+HCl+H3 PO3
解 析 观察 得知，原 料是碳 链化 合物，产 品是芳 环化 合物，而且带 有处于间位 的 3 个溴原子 。从乙炔
得 到苯是 很容易 的，然后由 苯制间 三溴苯 ，看 起来只 有 一步 之遥 ，可是 ，直 接溴 代却 又得 不到 。怎 么办 ？
D．甲苯 硝化 X 还原硝基 Y 氧化甲基 对氨基苯甲酸
1. B 【解析】 该过程的流程为：
消去
氧化
氧化

逆合成分析法

逆合成分析法

有机合成化学逆合成分析法Retrosynthesis in Organic Chemistry第一节切断与逆合成分析法理想的合成：用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作，快速、定量的把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。

合理的路线设计：逆合成分析法适当的实验技术有机合成，首要的任务都是设计合成路线。

合成路线的设计是合成工作的第一步，也是最重要的一步。

任何一条合成路线，只要能合成出所需产物，应该说都是合理的。

但是同样被认为是合理的路线之间，却有着有效程度大小的差别。

例如，1915年获得诺贝尔化学奖的Willstatter在1896年设计了一条颠茄酮的合成路线，经历21步：OH 2NOHNOHNa/C2H5OHNH21)CH3I2)AgOHN(CH3)21)CH3I2)AgOH Br2quinoline1)2)1)HBr2)(CH3)2NH(CH3)2NNaC2H5OH(CH3)2NBr21)2)1)Br22)(CH3)2NHN(CH3)2BrBr1)NaOH,2)HCl+这条合成路线虽然每一步反应的产率都在80％以上，但是，由于步骤太多，路线太长，总的收率只有0.75％。

21年后，R.Robinsen 于1917年设计成第二条合成路线既合理又简单，仅用三步，总收率高达90％。

合成的关键是巧用Mannich 反应：N(CH 3)2NCH 3NCH 3OCl -130 C MeCl1)HBr 2)NaOH 3)CrO 3R.Robinsen的方法CHO CHOCH2COO-CCH2COO-ONH2CH3pH=5++NCH3COO-O COO-NCH3COOHOCOOHNCH3OH+90%由此可见，首先必须要有一个好的思维路线，才能设计出一条好的合成路线。

Retrosynthesis AnalysisE. J. CoreyABC Dintermediates starting materialtarget moleculeintermediatesDCBAstarting materialtarget moleculeSynthesis of methyl methacrylateO +HCN( NaCN + H2SO4 )dilutedCNOHOOCH3OHH2SO4+ NH4HSO4OOOOHOOHOHOOHOHOOOHHCHO + CH 3CHBrCOOCH 3CN O+HCNCH 3CHBrCOOHSynthesis of 1,5-diphenylpentan-3-olMgBr+OOHTHFBrHBrH2SO41) Mg, ether2) HCO2Et3) H2OOHOHMgBr+H OEtOBrOHMgBr+OOMe NHMe OMeO OAcOMeMe OH HO抗癌抗生素FR901464(1)abO MeAcO OHAN 3MeOMeMe IBMeOMeOTES TMSMeMe OTES B21O TMSH B22OOTESOHICOHOTESOTESC1C21HOTES OOTES C22逆合成分析：在有机合成中，通过分析目标分子原子或基团间的连接方式，在能够较为容易的重新键合的恰当地方“切断”原子间的键连，从而产生较为简单的分子片断。

有机合成逆合成分析法与有机反应概览

有机合成逆合成分析法与有机反应概览
第42页/共67页
• 在非质子性极性溶剂中，亲核试剂亲核性的增 加比碱性增加显著
• 电荷的离域使亲核试剂碱性减弱的趋势大于亲 核性减弱，因此，丙二酸酯碳负离子的碱性和 亲核性均较EtO2CC(H)(R)-小，但亲核性与碱 性的比值前者较后者大
• 亲核试剂进攻原子与另一含有孤对电子的原子 相连（HOO-；NH2NH2），亲核性增强， HOO-＞ HO-
（1）一个原子提供两个电子作为共享电子（电 子对），即通过一个碳亲核体Nu和一个碳亲电体 （E）的离子型（极性）结合形成碳-碳
（C+ + C- C-C,大多数情况是Cδ+ + Cδ- C-C ） （2）每个碳原子贡献一个电子以形成共享的电子
对，也就是说通过两个自由基的结合形成C-C键。
第8页/共67页
n Pr H C
Ph OH
1.苯基丁醇的逆合成分析之二。C-H的切断
FGI n Pr H
C Ph OH
n Pr δ+ Ph + C
NaBH4
Oδ- 不能直接得到的原料
n Pr δ+ Ph C
Oδ-
Ph C+=O +
n-Pr-
试剂（ 酰氯） 格氏试剂
第22页/共67页
1.1.2.2 指导切断的指南
X
X
O
C
C
C
H
X
X
X= OR, -NHR, -SR, etc
CX
第33页/共67页
内酯具有桃香味，是香水的一种成分，其逆合成 分析可从内酯C-O键切断入手
O
HO COOH
O
O+ HOOC
第34页/共67页
按上述逆合成分析的合成路线为：

逆合成分析法的基本原理

逆合成分析法的基本原理

逆合成分析法的基本原理
逆合成分析法（inverse gas chromatography）是一种测定物质表面特性的方法，其基本原理是利用气相色谱仪将某种极性气体（称为探针气体）引入到固体或液体样品表面，测定探针气体与样品表面相互作用的物理和化学性质，从而推断样品表面的化学组成、分子结构、极性、酸碱性、表面能等特性参数。

具体来说，逆合成分析法通常采用静态方法或动态方法。

静态方法是将已知量的某种探针气体置于封闭的装置中，在不同温度下等待一定时间（通常为数小时以上），然后利用气相色谱仪测定装置中残余探针气体的浓度，从而推断样品表面与探针气体的吸附量和相互作用能力。

动态方法是将某种探针气体连续地通过样品表面，在不同的流量和温度条件下，测定探针气体进出样品表面的速率和浓度，从而计算出样品表面的表面积、吸附活性、表面扩散系数、分子吸附热等参数。

逆合成分析法的优点是可以在室温下测定固体表面性质，对样品量要求低，测定结果具有可重复性和准确性；缺点是需要对探针气体的选择和修饰进行较为严格的控制，且在分子量较大、结构复杂或极性小的样品上测定结果可能受到很大影响。

有机化学逆合成分析

有机化学逆合成分析

试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
说明:
反应的应用
O
HO
CH2COOC2H5
+ BrCH2COOC2H5
(1) Zn/苯
(2) H2O
CO
H
Ph
+
O
Br
OC2H5
OC2H5
O
Ph
HO
OC2H5
O
Ph
(1) Zn/苯
(2) H2O
H+, △
α,β-不饱和羰基化合物的拆开
本节主要讨论问题： 合成α,β-不饱和醛或酮的反应 α,β—不饱和羰基化合物的拆开通式 逆合成分析举例
例３ 试设计以下化合物的合成路线
合成：
例４试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成：
例５试设计以下化合物的合成路线 分析：
合成： 例 6 试设计以下化合物的合成路线
分析：
合成：
α-羟基酮的拆开 方法一： 例1试设计以下化合物的合成路线 分析： 合成：
例2 试设计以下化合物的合成路线 分析： 合成：
丙二酸酯参与Knoevenagel的反应 芳香醛和丙二酸酯反应: 脂肪醛和丙二酸酯反应则生成混合产物:
C 制备各种肉桂酸酯 氰乙酸参与的Knoevenagel的反应
例1. 芳醛与氰乙酸酯 例2. 脂肪醛和氰乙酸酯生成混合产物
例3 酮与氰乙酸间发生的缩合反应 例4 其他活泼亚甲基的化合物参与的反应
第五节 1,5—二羰基化合物的拆开 一、迈克尔加成反应 通式：

逆合成分析与合成路线设计

逆合成分析与合成路线设计

Me
+ Me
MeMgI
OH
Me O FGI
OH Me Me
+
O Me Me
MgBr
FGI
Me MeMgI
Me
a'
a'
+ OH
CHO
OH b' b'
CH3COH
+
CH3CHO MgBr
Br FGI
OH
disb的逆合成路线比disa短，原料易得，相应合成路线为：
OH
NaBr H2SO4
Br
Mg, Et2O
CC
C： + O C
C CO
O C
COOEt
O COOEt
• 反应左边分别是亲电体和亲核体的基本结构单元， 也是相应右边物质的合成子。
1-1-2 等价试剂
与合成子相应的化合物或能够起合成子作用的化合物称 为等价试剂。
常见合成子及相应的试剂或合成等效体(一)
合成子
R+ R+C=O R+CHOH H2+COH
O (CH3)2CHCH2CCH2CH2CH(CH3)2
⑦逆合成分析法的一般策略--利用分子的对称性进行切断 利用分子的对称因素可使逆合成分析事半功倍。
O
Me
O
HN NH
O Me O
番木瓜碱
HO
2
Me
N H
(CH2)7COOH
番木瓜酸
二. 合成路线设计
• 对目标分子进行逆合成分析，可能提供一种或几种目标分 子的合成路线，选择最优路线合成目标分子的过程成为合成 路线设计。
O
CH3COCH2COOEt CH2(COOEt)2

有机合成-逆合成分析

有机合成-逆合成分析

H2O / OHPX3、PX5、SOCl2
RCH2OH
⑤ 格氏试剂合成法
HCHO R/-CHO
① RMgX / 无水乙醚
② H2O / H+ ① RMgX / 无水乙醚
R-CH2OH
R R/-CH-OH
② H2O / H+
=
O R/-C-R//
① RMgX / 无水乙醚 ② H2O / H+
R R/-C-OH
1、 官能团的引入; 2、 官能团的转换； 3、 碳架的建造；
（1） 碳链的增长； （2） 碳链的缩短； （3） 碳架的重组； （4）环的闭合和打开。
（1） 碳链增长的方法
1. 增加一个碳原子的反应
①Hale Waihona Puke ① 无水乙醚R-MgX + HCHO ② H2O / H+
RCH2OH
②
① 无水乙醚
R-MgX + CO2 ② H2O / H+
R-CH-CH2 O
④ 硫酸二甲酯合成酚醚
R-CH-CH2 O
-OH + (CH3)2SO2
-O-CH3
6. 其它一些反应
① C=O
-CH2-
克莱门森还原法:
O
Zn-Hg
=
R-C-R/
HCl
R-CH2-R/
沃尔夫-黄鸣龙还原法:
=
O R-C-R/
H2N-NH2，NaOH 二缩乙二醇
R-CH2-R/
CHX3↓ + R-COONa
X 为Cl、Br、I
④ 脱羧反应
R-COONa + NaOH（CaO） △
R-H
（3）碳环的合成

《逆合成分析法》课件

《逆合成分析法》课件
逆合成分析法的应用场景
VS
逆合成分析法在化学合成路线设计中具有重要作用，能够提供有效的策略和工具，帮助科研人员快速设计出可行的合成路径。
详细描述
逆合成分析法是一种通过逆向思维的方式，从目标化合物出发，反向分析合成过程中所需的中间体和起始原料，从而设计出合理的合成路线的分析方法。这种方法在化学合成领域中广泛应用于新药物、新材料等领域的研发。
通过逆向思维，分析现有工艺流程中的瓶颈和问题，提出改进方案。
总结词
在工艺流程优化中，逆合成分析法可以帮助我们了解现有工艺流程中的瓶颈和问题，提出改进方案。通过逆向思维，我们可以优化工艺流程，提高生产效率和产品质量。
详细描述
THANKS
感谢您的观看。
该方法主要适用于有机化学领域，对于其他领域的应用仍需进一步探索和研究。
逆合成分析需要进行大量计算和模拟，对计算资源要求较高，需要高性能计算机和专业的软件支持。
利用人工智能和机器学习技术，提高逆合成分析的自动化和智能化水平，减少对人工经验的依赖。
智能化发展
加强与其他学科的交叉融合，如物理学、生物学等，拓展逆合成分析法的应用领域。
特点
定义
03
降低成本和环境影响
合理的逆合成分析有助于选择更经济、环保的合成路径，降低生产成本和减少对环境的负面影响。
01
提高合成效率和成功率
通过逆向合成分析，可以避免不必要的尝试和失败，提高合成的效率和成功率。
02
发现新的合成方法和反应
逆合成分析法鼓励研究者从目标分子出发，探索新的合成方法和反应，推动化学领域的发展。
《逆合成分析法》PPT课件
目录
逆合成分析法概述逆合成分析法的基本原理逆合成分析法的应用场景逆合成分析法的实施步骤逆合成分析法的优势与局限性逆合成分析法案例分析

逆合成分析

逆合成分析
❖ 合成等效试剂的概念（synthetic equivalent reagents）： 与合成子相对应的具有同等功能的稳定化合物。
❖ “合成子”是一个人为的、概念化名词，它区别于实际存在 的起反应的离子、自由基或分子。合成子可能是实际存在的， 有时合成子本身即是试剂或中间体。但在合成反应中，也可 能是一个实际不存在的、抽象化的东西。合成时，必须用它 的对等物。这个对等物就叫合成等效试剂。
C6H6, C6H5MgBr CH3COX(X = R’, OR’, NR’2)
CH3COCH2COOEt CH2(COOEt)2
常见合成子及相应的试剂或合成等效体(二)
合成子
PhC(O)R+
R+C=O R+CHOH H2+COH
试剂或等效体
PhCHO / NaCN RX ( X = Br, I, OTs等离区
❖ “切断”通常是在双箭头上加注dis表示。
Me OMe O
NO2 dis
Me NO2
-
+
+
OMe
O
NO2
Me
OMe
Cl
O
联结（connection）
❖ 联结是把目标分子中两个适当的碳原子联接起来， 使之形成新的化学键，获得便于进一步拆分的合成 子。
❖ “联结”通常是在双箭头上加注con来表示。
con CHO CHO
target (parent) structure
offspring synthons
offspring reagents
❖ 每一次转化将得到比目标更容易获得的试剂，在以后的逆合 成中，这个试剂被定义为新的目标分子，转化过程一直重复， 直到试剂是可以商品获得的。

逆合成分析法课件

逆合成分析法课件

答案 (1)C2H5OH CH2===CH2 CH3CHO
浓硫酸 (2)C2H5OH ―17―0℃→ CH2===CH2↑＋H2O CH3CHO＋2Ag(NH3)2OH―― △→CH3COONH4＋2Ag↓＋
3NH3＋H2O
CH3CH2OH＋CH3COOH
CH3COOCH2CH3＋H2O
探究点一 有机合成路线的设计 1.有机合成路线设计思路
3.利用“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯的过程： 逆合成分析思路，思维过程概括如下：
(1)分析草酸二乙酯
，分子中有 2 个酯基。
(2) 逆 推 ， 酯 是 由 酸 和 醇 合 成 的 ， 则 反 应 物 为 乙 二 酸
和 2 倍比例的乙醇 CH3CH2OH。
(3)逆推 1，乙二酸是由乙二醇
答案 第二种途径更为合理。其原因是在第一种途径中， 副反应多，所得产物中除 2,3-二氯丁烷外还有其他多种副 产品。
2.丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)可用于制造不饱和聚 酯树脂，也可作食品的酸性调味剂。某同学以 ClCH2CH==CHCH2Cl 为原料，设计了下列合成路线：
你认为上述设计存在什么缺陷？请你提出具体改进措施？
氧化得来，乙二
醇与乙醇的不同之处在于乙二醇有 2 个羟基(—OH)。此醇
羟基的引入可用 1,2-二氯乙烷
水解得到，而
1,2-二氯乙烷又可以用乙烯 CH2==CH2 与 Cl2 加成而得。
(4)逆推 2，乙醇的引入可用乙烯(CH2===CH2)水化法制 得，或氯乙烷水解。 上述分析可概括为
根据以上逆合成分析，可以确定合成草酸二乙酯的有机基 础原料为乙烯(CH2===CH2)，通过五步反应进行合成，写 出反应的化学方程式：

逆合成分析法教学课件

逆合成分析法教学课件



产率计算——多步反应一次计算
P.66 学与问
CH3
H2C= C—COOH
CH3 HSCH2CHCO—N
93.0%
A
81.7%
B
90.0%
85.6% COOH
C
总产率= 93.0%×81.7%×90.0%×85.6% =58.54%
（三）顺推、逆推结合法
解：
HBr Br NaOH H2O O C O O C F O OH [O] B C O HCN D OH CN H2O H+ OH COOH E
Å ¨H
2SO4


3、工业上用甲苯生产对-羟基苯甲酸乙酯（一种常用的化 妆品防霉剂），其生产过程如下（反应条件及某些反 应物、产物未全部注明）：
Cl2
500℃
CH2—CH—CH3 ∣ ∣ Cl Cl CH2=CHCH2Cl
试以丙烯为主要原料合成硝化甘油，写出各步 化学方程式，并注明反应类型。 思路：用逆推法


CH2ONO2
∣
∣
浓H2SO4
HNO3
CH2OH
∣ ∣
CHONO2 CH2ONO2
CHOH CH2OH
NaOH,H2O
CH2Cl-CHCl-CH2Cl
Cl2,500℃
Cl2,CCl4
CH2=CH-CH2Cl
Cl2
CH2=CH
Cl2 光照 Cl2
CH2Cl-CHCl-CH3 CH2=CH-CH3 CH3-CH2-CH3
H2
催化剂
CH2=CH-CH3
例如：乙烯合成乙二 酸(草酸)二乙酯
O
C— OC2H5 C— OC2H5
4

课件3：3.4.2逆合成分析法

课件3：3.4.2逆合成分析法
呈现出一些特殊现象，这是有机化学推断的重要依据之一。 ①能使溴水褪色的有机物通常含有碳碳双键(C══C)、碳
碳三键(C≡C)或醛基(—CHO) ②能使高锰酸钾酸性溶液褪色的有机物通常含有碳碳双键
(C══C)、碳碳三键(C≡C)、醛基(—CHO)或是苯的同系物 ③能发生加成反应的有机物通常含碳碳双键(C══C)、碳碳
④当反应条件为稀酸并加热时，通常为酯或淀粉的水解反 应
⑤当反应条件为催化剂并有氧气时，通常是醇氧化为醛或 醛氧化为酸
⑥当反应条件为催化剂存在下的加氢反应肘，通常为碳碳 双键、碳碳三键、苯环或醛基的加成反应
⑦当反应条件为光照且与卤素反应时，通常是卤素单质与 烷烃或苯环烷烃基取代基上的氢的取代反应，而当条件为 存在催化剂且与卤素反应时，通常为苯环上的氢原子直接 被取代
O C—OC2H2 C—OC2H2 O
O C—OH C—OH O2C2H5OH(2)羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中间体应该是乙二
醇。
O
C—OH
CH2—OH
C—OH
CH2—OH
O (3)乙二醇的前一步中间体是1，2-二氯乙烷，1，2-二氯乙
烷可通过乙烯的加成反应而得到
CH2—OH
CH2—Cl
三键(C≡C)、醛基或苯环，其中醛基和苯环只能与氢气加成
④能发生银镜反应或能与新制备的Cu(OH)2悬浊液反应 的有机物含有醛基(—CHO) ⑤能与钠反应放出氢气的有机物必含羟基或羧基； ⑥能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2或使石蕊试 液变红的有机物必含羧基； ⑦能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃； ⑧能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、糖或蛋白质；
（C6H8O4Cl2），由此推断甲的结构简式为（ A ）

有机合成——逆合成分析法 PPT

有机合成——逆合成分析法 PPT

90.3% 81.7% 90.0% 85.6%
A
B
C
(1) 请计算该合成路线的总产率.
（卡托普利）
总产率=
(2) 9每3.一0%步×产8率1.都7%较×高9，0.0总%产×率85却.6较%低=，58分.5析4%原因。
合成步骤多是导致产率较低的重要原因之一。
思考与交流： 环氧乙烷的工业生产中,经典的氯代乙醇法为
现代工业方法为: 请同学们交流研讨：哪条合成路径更科学?
反应步骤少，产率高。 原子利用率高。 原料无毒、无污染。
逆向合成分析法的应用(以乙二酸二乙酯的合成
为例)
基础原料
中间体
中间体
目标化合物
属于酯类
氧化反应
水解反应
+
酯化反应
乙二酸二乙酯 （目标产物）
CH3CH2OH
加成反应
【基础原料】
【思考】（1）简述用乙烯做起始原料的理由？ （2）写出每一步反应的化学方程式。请相互交流评价。
有机合成——逆合成分析法
知识回顾：
有机合成路线
副产物
基础原料
中间体
辅助原料
辅助原料
副产物 中间体 辅助原料
目标化合物
进行有机合成的知识准备
烃及烃的衍生物之间的相互转化关系
H2O加成（水 消去化（）-H2O）
炔 H2加成烯 H2加成烷 X2取代 卤代烃 水解 醇 氧化
HX取
还原
醛
氧化
羧 酸
HX、X2 加成
（1）用“逆合成分析法”找到中间体、辅助原料和基础原料， 并用流程图表示。
（2）设计正向合成路线，写出方程式并相互交流评价。
【小结】逆合成分析法的一般思路：

有机合成-逆合成分析

有机合成-逆合成分析

X2 R-C=CH
XX X2 R-C—CH
⑤ R-C CH
XX
XX
HX
R-C=CH2
HX
X R-C—CH3
2. 双键或三键的形成 X
X
① R-CH-CH-R/ XH
② R-CH-CH-R/ OH H
NaOH 乙醇
R-CH=CH-R/
+ HX
H2SO4 ~170℃
R-CH=CH-R/
+ H2O
③ R-CH-CH-R/
R-CH-CH2 O
④ 硫酸二甲酯合成酚醚
R-CH-CH2 O
-OH + (CH3)2SO2
-O-CH3
6. 其它一些反应
① C=O
-CH2-
克莱门森还原法:
O
Zn-Hg
=
R-C-R/
HCl
R-CH2-R/
沃尔夫-黄鸣龙还原法:
=
O R-C-R/
H2N-NH2，NaOH 二缩乙二醇
R-CH2-R/
逆合成分析过程包括： 1 识别目标分子： 2 对目标分子进行逆向分析； 3 制定合成路线
常用术语
切断：一种分析法，这种方法是将分子中的一个键切断使 目标分子转变成为一种可能的原料；
官能团变换（Functional Group Interconversion，缩写为 FGI） ： 把一个官能团转换写成另一个官能团，以使切 断成为可能的一种方法。
CN dis
CN
+
CHO con CHO
O
C NH rearr
OH N
逆合成分析切断技巧：
(1) 优先考虑碳骨架的形成 (2) 优先在杂原子处切断 (3) 添加辅助官能团后再切断 (4) 将TM推到适当阶段再切断 (5) 利用分子的对称性
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O
R
1
O
C
−
H R
CH
O R
2
R1 R2
O
练习
O
Br O O
O
O
OH
O
二、1,3-二官能团化合物
1、β-羟基羰基化合物
OH O R R' R R'
OH R R'
O R R'
+ −
OH O
O R
O R
OH OEt R R'
O
+ −
O OEt
O
R R'
R'
R'
BrZn OEt R'
R'
R
R'
R'
练习
OH COOEt
O
O
+
O
O OEt ONa
O O + OEt O
O−
四、添加辅助官能团后再切断
COOH
O
COOH
O
O O O +
五、将目标分子回推到适当阶段再切断
O
OH
2 O
HO
六、利用分子的对称性来考虑切断
O O
O +
HO HO
HC CH
2 HCHO + NaC
CNa
HO
O
OH
Br
+
HC
CH
11.2 常见有机化合物的逆合成分析举例
Fe HCl NH2 Br2 Br Br NH 2
Br
H3PO2
Br NaNO2 Br H2SO4
N2+HSO 4− Br
Br
NH 2
HNO3 H2SO 4 NO 2
Br
OH− H 2O
NH 2 Fe HCl (CH 3CO)2O
NHCOCH 3 Br2
NHCOCH3
Br
O
NaOCH3 HCOOCH3 O Br − CHO O CHO
2、γ-羟基羰基化合物 O R 1 R OH
R ：⎯R,⎯OEt
1
O
+
R1
R OH
−
O R1
O
R
练习
O OH
COOEt
O
O O
四、1,5-二官能团化合物
O
+
O
−
a
R2
R1
O
a
b
O R2
b
R1
O
+ −
O R2
R1
O R1 Y
O R2
O R1
Y
O R2
练习
Ph
O
O Ph O OH
O
Ph
O
五、1,6-二官能团化合物
O R O R'
R R'
COOH HOOC
练习
O Ph COOH
COOH COOH
OH
O H O OMe
MeOOC
练 习
OH COOH COOH
O CO2Et O
COOH
O O
OH
HO Ph N
OCH 3
CO 2CH 3
O
O
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1.3 有机合成路线设计的其它技巧 一、导向基的使用
Br Br
HNO 3 H2SO4 NO2
OH (CH3)2C=CH2, H2SO4 OH Cl2, FeCl3 C(CH3)3 Cl OH Cl 蒸气通过275-350oC Cl Attapulgus白土 OH Cl
C(CH3)3
OH CO2, KHCO3 OH 57-60 %
OH Br2, CH3COOH Br
o OH 30-35 C, 57-63 % COOH
H CN O O− OH Ph − CN H
O CN Ph OΗ
O
Ph
H CN
O
Ph
OH Ph OH
O H Ph
+
Ph
Ph
− Ph O
Ph
O− H CN
Ph
H
通过α-氰醚 进行极性颠倒
OSiMe3 OSiMe3 Me3SiCN LDA − Cl R H R H ZnI2 R CN CN OSiMe3 O + H 3O OSiMe3 R R CN R H CN O
O
OH−
二、保护基的使用
1、活泼C—H键的保护
C CH C CH
Br
COOH
C2H5MgBr C CMgBr
Me 3SiCl C CSiMe3 Mg, THF Br C CSiMe3 1) CO2 2) H 3O+ MgBr
1) OH2) H 3O+ C CSiMe3
Br
COOH
2、芳环某些位置的占据
O
OH R
+
O
OH
δ+ δ
+
O
OH
+
R O
δ
OH
+
− OH O
− O
O
−
O R
O
?
OH
+
CN
O
? −C≡CH
O
δ+
+
OH
δ+
Ph O
δ
+
Ph
Ph
− O
Ph
δ+
− O
?
O
?
1、醛羰基碳的极性颠倒
O Ph
− −
通过α-氰醇 进行极性颠倒
O CN Ph − CN− Ph HO CN Ph O− Ph
−
Ph OH
COOMe
COOMe +
Br2 or NBS
切断的类型： 从键的类型看，有单键的切断、双键的切断 从机理上看，有离子型切断、自由基型切断、协同切断 从切断的键的数目看，有一键切断、多键切断
二、合成子（synthon）
合成子：目标分子中的化学键被切断后产生的结构 单元，可以是正离子、负离子、自由基或 中性分子
OH H2O, 回流,24h Br OH 90-92 % COOH
OH OH
CH3 H2SO4
CH3 Cl2, FeCl3 SO3H
CH3 Cl 稀H SO 2 4 150 oC SO3H
CH3 Cl
三、反应性差异的利用
止痛药扑热息痛（Paracetamol）的合成
OH OH 稀HNO3 H2, Pd NO2 OH (CH3CO)2O NH2 NHCOCH3 OH
+
O+
Hg2+ H
O
−
+ R'
H3O + Hg2+ R' O R
O
R
R
R
2、羰基α-碳的极性颠倒
O R CH2− R O X2 CH3 R CH2 X R CH2+ O O
O H CH2− H
O CH3
X2 H
O CH2 X
EtO OEt H CH2 X H
O CH2+
练习
O
期末考试题型介绍
一、单项选择题
练习
Ph
OH
O
COOH
COOH
Cl
Cl
CH3
除草剂 2,4-滴
3、α-氨基酸
NH2
NH2
+ −
NH2 R COOH
R
Cl COOH
R
COOH
O R
R
NH R
COOH
CN
−
H R COOH
练习
COOH NH2
4、α-羟基酮
OH R1 R
2
OH
Br
OH
+ −
R R1 R2 O
R R1 R2 O
R1 R2
CH H CH2 R
R R R R
R R
R R
CH2 R
CH2Br R
+
−
R
RMgBr
R
R
CH H
R
−
CH2
+
R
CH2 Br
R
R C R R or CH BrMg R
R R C R C R
R R
+
−C
Ph3P
C R
R
R R O
练习
Ph
Ph
三、酮
主要切断： 羰基碳与α-碳之间 α-碳与β-碳之间 β-碳与γ-碳之间
O FGA
O
+
Cl
3、官能团消除（functional group removal，简写 FGR）
O Br FGR O
O Cl + CuLi CH2 2
4、连接（connection, 简写 con） 连接：把目标分子中两个适当的碳原子连接起来，使之 形成新的化学键，获得便于进一步拆分的合成子
HOOC COOH con. HOOC COOH
NC R
−
RMgBr
O
O R
2R
CN
+
CH2R
O HO R
HO
O EtO
HO
−
+CH
NaCN RCH2Br
O OEt
RCH2Br O
O
+
HO
R
HO
O
−R
EtO
R2CuLi
练习
COOH
Ph COOH
抗风湿药物 Brufen