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。
6.1 逆合成分析法
6.1.1 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：
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：
图6-1 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：
原料
( 产物 )
目标分子
官能团转换另外的目标分子
逆合成转变
前体(合成子)
逆合成转变
前体的前体
原料
目 标 分 子A D E
F B
G H
J
C
O L M N
多路线逆合成分析示意图
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C 6H 5COC-HCOOCH 3，(e)可以修饰为 。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：
若将上述反应中的亲电体、亲核体提出来，反应简化为
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（donor synthon ）,简称为d 合成子；带正电的称为接受合成子（acceptor synthon ）,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臵将合成子进行编号分类。
2CH 2COOCH 3
C 6H 5COCHCOOCH 3
(a) C 6H 5 (b) C 6H 5CO (c) COOCH 3 (d) C 6H 5COCHCOOCH 3 (g) OCH 3CH 3OCOCH 2
CH 2
3
(e) CH 2CH 2COOCH 3
(f)C M +C X C C +MX
+
C MgX O
C
C OH
COOEt
C OEt O
O
COOEt
C +C
C
C
：C C O
C +C O ：COOEt
C O O
COOEt
CH 2CH 2COOCH 3
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 -碳原子C2是反应中心，我们称它为a2或d2合成子。如果 -碳原子C3是反应部位，则相应地称为a3或d3合成子等等。官能团中电负性的杂原子也能与电子接受体合成子形成共价键，这种情况称为d0合成子。没有官能团的烷基合成子称为烷基化合成子。
常见合成子和等价试剂
2．逆合成转变
逆合成转变是产生合成子的基本方法。这一方法是将目标分子通过一系列转变操作加以简化，每一步逆合成转变都要求分子中存在一种关键性的子结构单元，只有这种结构单元存在或可以产生这种子结构时，才能有效地使分子简化，Corey 将这种结构称为逆合成子(retron)。
C
C
C C
C
C
X 1
2
3
4
5
X=杂原子FG=官能团
a
b
O
+
H O
H
上式中的双箭头表示逆合成转变，和化学反应中的单箭头含义不同常用的逆合成转变法是切断法(disconnection缩写dis)。它是将目标分子简化最基本的方法。切断后的碎片便成了各种合成子或等价试剂。究竟怎样切断，切断成何种合成子，则要根据化合物的结构，可能形成此键的化学反应以及合成路线的可行性来决定。一个合理的切断应以相应地合成反应为依据，否则，这种切断就不是有效切断。
2．逆合成转变
逆合成分析法虽然涉及以上各方面，但并不意味着每一个目标分子的,逆合成分析过程都涉及各个过程。
例如，2-丁醇的两种切断
OH H
(a)
+
C2H5(d)CH3CHO C2H5MgBr
a
a
dis
CH3(d)
CH3CH2CHO
CH3MgBr OH
OH
(a)
b
disb
+
第一种切断得到的原料来源方便，故称为较优路线。
对于叔醇的切断
虽然，disb 的逆合成路线比disa 短，原料也比较容易得到。 6.1.2逆合成分析方法介绍
将目标分子经过一系列逆合成操作使之简化，最终得出与市售原料结构相同的分子。如何进行逆合成操作？这里介绍根据目标分子的结构特征，用与其相应的理论、知识和反应进行逆合成操作的一般方法，掌握这些方法对初学者是佷重要的。
1.逆合成分析法的一般策略 1) 在不同部位将分子切断
分子切断部位的选择是否合适，对合成的成败有决定性影响。当分子有一个以上可供切断的部位时，更多的情况是在某一部位切断比在其他部位优越，甚至改在其他部位切断会导致合成的失败。因此，必须尝试在不同部位将分子切断，以便从中选择最合理的合成路线。例如：
【例1】对 （3,4-甲二氧苯基苄基甲酮）的逆合成分析（以下简称分析）。
OH
Me
Me
a b d i s a d i s b
Me
MeMgI
Me OH
FGI
OH
M e
a '
b '
Me
Me O Me
Me
OH FGI
Br
FGI
OH
+
O O
O a
b
disa
O O
CH 2
O
+
O O
Br
O
+
烷基溴 路线(a)
O
O
O
O
苯环被活化
酰氯比烷基卤活泼 路线(b)
在醇钠存在下，烷基卤脱去卤化氢，其倾向是仲烷基卤大于伯烷基卤，因此应选择b 处切断。
2)在逆合成转变中将分子切断
有些目标分子并不是直接由合成子构成，合成子构成的只是它的前体，而这
例 3 对 分析
O
【】
O
a
b disa
disb
O
X
+
+ONa O X +
+
个前体在形成后，又经历了不包括分子骨架增大的多种变化才成为目标分子，因此，应先将目标分子变回到那个前体，然后进行切断。例如：
3)加入基团帮助切断
有些目标分子要加入某些基团（或官能团）才能切断，从而找出正确的合成路线。 合成:
例 4 对CH 3CHCH 2CH 2OH
分析
【】CH 3CHCH 2CH 2OH
CH 3CH
CH 2CHO
CH 3CH
OH CH 2CHO
CH 3
CHO
CH 3CHO
++
例 5
对H 3C C
CH 33C
O
CH 3
分析
】【O
OH OH
O
2
例 6【】对分析
MgX
HO
OH
+
O
+
FGA
234
2O
O
②
②
在进行逆合成转变时，可以省去亲核体和亲电体过程，对逆合成转变进一步简化。
CH 3
3CH 3
CH 3
3CH 3
CH 33
CH 3
O
CH 3CH 3
O
+CH 3I
H
CH 3
CH 3
COOH
CH 3
CH 3COOH
O
CH 3
CH 3
O O O
+FGI
FGA
dis
FGA
dis
CH 3
3O O
O
+3CH 33
O
CO 2H
W-K 还原
CH 3
3
CO 2H
34
CH 3
CH 3O CH 3CH 3O
CH 3
还原
CH 33OH
CH CH 3
3CH 3CH 3I 2h
o
C
CH 3
CH 3
CH 3
Me
3CO
在目标分子中引入羟基帮助切断：
【】例 7 对
CH 3
CH 3
CH 3
分析
例 8 对
Ph
分析
【】Ph
Ph
OH Ph
OH
Ph OH
H 2
O
_Ph Ph
+
Ph OH
H 2
O
_Ph
Ph
(无
生成)
合成: 在目标分子中引入酯基帮助切断。例如，N-甲基哌啶酮的切断：
利用Michael 反应进行合成。 4)在杂原子两侧切断
碳原子与杂原子形成的键是极性共价键，一般可由亲电体和亲核体之间的反应形成，对分子框架的建立及官能团的引入也可起指导作用，所以目标分子中有杂原子时，可考虑选用这一策略。 例如:
Ph
OH
BrMg
Ph
O +Ph
H 2O
_ Me 2CO
H 2O
OH
Br
Ph
Mg, Et 2O,①③例 9 对
分析
N
O H 3C 】【CH 3NH 2+
CO 2Et CO 2Et
N
O
H 3C N
O
H 3C CO 2Et
N
H 3C CO 2Et
CO 2Et
【】例11 对
分析
CH 2CH 2CH 2CH CH 2O CH 2CH 2CH 2CH CH 2
O
C O
OH
CH 2CH 2CH 2CH CH 2
Br
+O O
【】例12
对分析
O
O
O +
HO
HO
HO HO
HO
HO
2HCHO +H C C H
HO HO
HO
HO
2HCHO H C C H
Na, 液氨，
o
C 190~220Na C C Na H 2, Pd/C 4O
O
CH 3
CH 3
OCH 2CHCH 3 HCl 2
【】例13
对
分析
合成有以下两种方法： 方法一
此法较成熟，但氯丙酮为催泪剂，操作不方便。 方法二
CH 3
CH 3
OCH 2CHCH 3 HCl 2
CH 3CH 3CH 2CHCH 3
O +CH 3
CH 3OH CH 2CHCH 3
O
CH 3
CH 3
OCH 2CCH 3NOH CH 3CH 3
CH 2CCH 3
O +CH 3
CH 3
OH ClCH 2CCH 3CH 3
CH 3
OCH 2CCH 3CH 3CH 3CH 2CCH 3
O +CH 3
CH 3
OH ClCH 2CCH 3NH 2OH
Na, EtOH or LiAlH 4
CH 3
CH 3
CH 2CHCH 3
O NH 2
CH 3CH
3
CH 2CHCH O +CH 3
CH 3OH CH 2CHCH O
CH 3
CH 3
CH 2CHCH 3
O 2
33
CH 2CHCH 3
NNa O O
CH 3
CH 3
CH 2O CHCH 3N
O
O
NH 2NH 22
_【】例14 对(取代芳胺) 分析
N(CH 2CH 2CH 3)2
NO 2
O 2N
CF 3
N(CH 2CH 2CH 3)2
NO 2
O 2N
3
FGI
Cl
NO 2
O 2N
3
Cl
CF 3
HN(CH 2CH 2CH 3)2
+
Cl
3
FGI
Cl
3FGI
Cl
3
3
dis
dis
目标分子中苯环上有三个吸电子基团，其氨基可由卤代苯的亲核取代反应引入。在对氯三氟甲基苯中氯原子是第一类定位基，三氟甲基是强间位定位基，硝基可顺利引入既定位臵。经卤素交换反应可将—CCl3转变为—CF3，而—CCl3可以从—CH3的彻底卤代得到。甲基和三氯甲基是两类不同性质的定位基，因此要在甲基阶段引入对位氯原子。 合成：
5)围绕官能团处切断
官能团是分子最活跃的地方。 合成：
Cl
33
23
Cl
3
2
3
SbF 3
Cl
3
Cl
NO 2
O 2N 3
324
N(CH 2CH 2CH 3)2
NO 2
O 2N
3
COOH
【】例15 对分析
COOH
Br
OH
C
O
+Cl
O
FGI
FGI
FGI
dis
O
+
C
Cl O
FGA
dis
6)变不对称分子为对称分子
某些目标分子表面看起来是不对称的，实际上是潜在的对称分子。例如：
(CH 3)2CHCH 2
CCH 2CH 2CH(CH 3)2
O
C C CH 2CH(CH 3)2
H C C H
1 NaNH 224
(CH 3)2
CHCH 2
7）利用分子的对称性进行切断
一些目标分子常含有一定的对称因素，如对称面、对称中心等。
在逆合成分
C
O
【】例16 对
HO
+
O Br
Br
+
O HO
CH 3CHO +Br
Br
HO
Br
PBr 3
Mg, Et 2O
Mg, Et 2O ①32
(CH 3)2CHCH 2CCH 2CH 2CH(CH 3)2O
(CH 3)2CHCH 2
C C CH 2CH(CH 3)2
C C
+
2CH 2CH(CH 3)2C H
C
O C C +HOH
C CH
OH
析过程中，注意利用这些因素可以使问题简化。例如，对颠茄酮的合成，考虑其对称因素，在对其进行逆合成分析时成对地切断有一些对称键，可得如下结果
这正是Robinson 的合成方法。
Corey 在合成番木瓜碱时就利用了这一策略。番木瓜碱是一种具有药理活性的大环内酯类生物碱，利用其分子的对称性切断后得到两个完全相同的前体——番木瓜酸[5]。由番木瓜酸合成番木瓜碱是佷方便的，成对切断示意如下：
鹰爪豆碱的分子也具有对称性，如果在中心的亚甲基上引入羰，然后在两侧对称地利用反Mannich 切断，便可将分子高度简化，反应过程表示如下：
这样便退出了三种基本原料：哌啶、甲醛和丙酮，其合成反应都是经典的标准反应，一般是容易实现的。
从表面上看，普梅雷尔酮（Pummerer’s ketone ）分子中并不存在对称因素，但经切断后得到的两个自由基均出自同一前体
NMe
O
NMe
O
COOH
COOH
逆Mannich
CHO
CHO
+
N H
H Me +COOH
C COOH O
HN
NH Me Me
O
O
番木瓜碱
N
H
(CH 2)7COOH
HO
Me
2番木瓜酸
O
O
N
N
H H 鹰爪豆碱
N
N H H
O N
O N
N
O N
N H
H N
CH 2O
CH 2O O ++
普梅雷尔酮
OH
3
2
O
H 3C
3
O
2．几种重要类型目标化合物的简化
1) β –羟基羰基化合物和α, β –不饱和化合物的切断
β-羟基羰基化合物可用醇醛型缩合反应来制备。只要注意其形成前后分子结构的变化，就可以得出切断的方法。例如：
β –羟基醛酮切断有如下规律： 1)切断α, β键；
2)切断β –C 上的氧-氢键，OH 中的氢变为α –C 上的氢； 3) β –C 和它上的OH 中的氧变为羰基。
β-羟基醛（或酮）易脱水生成α, β –
不饱和醛（或酮）
。这种易于脱水的特性与β –羟基醛（或酮）分子中的α–氢原子具有活泼性，以及脱水后形成π-π共轭体系密切相关。
.对这类化合物有如下切断规律：1)切断α, β –烯键；2) α –C 上加两个氢；3) β –C 上变为羰基
【】
例 17CHO
O
H
α
H
O H
O +
β
O O
O
Ph
Ph O H +Ph
Ph
O
O 合成：
C 6H 5CHO
CN
[O]
C 6H 5CH
CC 6H 5C 6H 5C CC 6H 5
O
O
O
HO Ph Ph
O
+
Ph
Ph
O
O B
α
β
O +H 2C C
O
C
C
O
【】
例 18O O 2N
α
βO 2N
H
+CH 3CHO
2) 1,3-二羰基化合物的切断
1,3-二羰基化合物的制备，通常是用克莱森(Claisen)缩合反应。根据该缩合反应的特点，可以做如下切断。 酯分子内缩合叫狄克曼(Dieckmann)环化
不同酯间的缩合产物同样能够用切断法对分子简化。例如
C 6H 5CH
CHCOCH
CHC 6H 5 2 C 6H 5CHO + CH 3COCH 3
C 6H 5CH
2 C 6H 5CHO + CH 3COCH 3
10%NaOH, 20~25o
CHCOCH
CHC 6H 5+2H
2O
合成：O
CH
CHCO 2H
O
CHO +CH 3CO 2H
O
CH
CHCO 2H CHO +H 2C(CO 2H)2
吡啶，, 2h 91%~92%
100o C + H 2O + CO 2
合成：
O
O
COOH
OH OH
OHC
+ CH 3CO 2H
OHC
+ CH 2O
【】
例19H C(CO H)O OHC
K 2CO 3
OHC
NH 3, C 2H 5OH,o CH 2O 【】例20H 2
C CO
H
C CO 2C 2H 5CH 3
2 CH 3CH 2CO 2C 2H 5
H 3C CH 3
O CO 2C 2H 5
CH 3
CO 2C 2H 5
CO 2C 2H 5【】
例21b
a
H 3C
CH CO 2C 2H 5
CO 2C 2H 5【】
例22
切断a 法 合成 切断b 法 合成
a
H 3
C
CH
CO 2C 2H 5CO 2C 2H 5H 2C
CO 2C 2H 5
CO 2C 2H 5
CH 3Br +
b
H 3
C
CH CO 2C 2H 5
CO 2C 2H 5
CH 3CH 2CO 2C 2H 5CO 2C 2H 52C 2H 5
+
a,b
Ph
CH CO 2C 2
H 5
CO 2C 2H 5
【】
例23PhCH 2CO 2C 2H 5CO 2C 2H 5CO 2C 2H 5
+
Ph
CH CO 2C 2H 5
CO 2C 2H 5
C 6H 5CH
2CO 2C 2H 5 +CO 2C 2H 5CO 2C 2H 5C 2H 5ONa
C 6H 5CHCO 2C 2H 5
2C 2H
5
+C 2H 5OH
C 6H 5CHCO 2C 2H 52C 2H 5+CO
80%~85%
PhCH 2CO 2C 2H 5+Ph
CH
CO 2C 2H 5
CO 2C 2H 5C 2H 5O
C
OC 2H 5
O
PhCH 2CO 2C 2H 5+C 2H 5O C
OC 2H 5
O
C 2H 5ONa
Ph
CH CO 2C 2H 5CO 2C 2H 5
+C 2H 5OH
86%
O
O C 2H 5O 2C
C 2H 5O 2C
4,5-二氧代环戊烷--1,3-二羧酸二乙酯
【】
例24
切断
合成：丙酮不能与草酸缩合，但草酸二乙酯却能与丙酮发生Claisen 反应,反应如下
3)1,5-二羰基化合物的切断
Michael 缩合，也称Michael 反应，是合成1,5-二羰基化合物的重要反应，是含有活泼氢化合物在α, β –不饱和羰基化合物上的共轭加成反应。可用通式表示如下
O O C 2H 5O 2C
C 2H 5O 2CO 2C 2H 52C 2H 5
CO 2C 2H 5
2C 2H 5
+
O
O
CO 2H
HO 2C
最初从草本植物白屈菜中分离出来的白屈菜酸
【】
例25O
O
CO 2H HO 2C
O
CO 2H
HO 2C HO OH CH 3COCH 3HO 2C
O
HO 2C
OH
O
++O O
2H HO 2C
O
+OC 2H 5
C 2H 5O 2
C
O
2C 2H 5
OC 2H 5
O
H 3C
CH 3O +
C 2H 5ONa
O O H 2O C 2H 5O 2C CO 2C 2H 576%~79%
C C C O H C
+共轭加成
C C C C
OH C CH C
加成物
O
O Ph
Ph CHO
+
O Ph
Ph
CHO
123
4
5
EtO
【例27】 合成5，5-二甲基-1，3-环己二酮 切断 合成
【例28】 合成（10-甲基- 1,9,3,4-六氢-2-萘酮）
合成
【例29】 合成1，4-二苯基-2，6-二氧代哌啶-3-羧酸乙酯。
Ph
CHO
O
Ph
O Ph
Ph CHO CH 3CHO Ph Ph
O
12345
a
b
+
+
d i s
a
d i s b
H 3C H 3C
O
H 3C H 3C
O
O CH 3O
Et
CH 3COOC 2H 5CH 3
H 3C H 3C
+
CH 3
H 3C
CH 3O
COOC 2H 5COOC 2H 5
25O
O C 2H 5O 2C
H 3C
H 3C Na +
+
25H 3C H 3C
O
H 3C H 3C
OH OH
67%~85%
①32
2CH 3
O
CH 3O
O CH 3O
CH 3
CH 3
O
O
H 3C
+CH 3
O
CH 3O
NaH
(C 2H 5)2O
CH 3O Na
+
O CH 3
252O
O CH 3
CH 3
N Ph
CO 2C 2H 5
Ph
O
O
4）1,4和1,6-二官能团化合物
合成1,4-二官能团化合物一般采用α-溴代羰基化合物与烯醇类负离子的亲核取代反应，据此，我们就可以对1,4-二官能团化合物进行逆合成分析。
由于溴乙酸乙酯中α–碳上的氢比环己酮中的 -碳上的氢具有更强的酸性，在醇钠的作用下，溴乙酸乙酯负离子优先形成，它作为亲核试剂进攻环己酮上的羰基碳原子进行Darzen 反应，形成α，β-环氧酸酯，这不是我们所希望发生的反应。一个有效的合成目标物的方法是将环己酮变为烯胺，进而合成所需的目标化合物。
N Ph
CO 2C 2H 5
NH 2Ph
CO 2C 2H 5Ph
H 5C 2O 2C
CO 2C 2H 5+2Et
Ph +
CO 2Et CO 2Et
PhCHO + CH 3CO 2Et
O
O
①②N 2Et Ph
Ph
CO 2EtO 2C
CO 2Et
2Et
Ph
PhCHO 22EtOH 等
22
EtO
O
OEt O
R
R O R
O R
R
O
【】
例30对
简化并合成
O
OEt
O
O
OEt O
O
OEt
Br
+
饱和环状内酯类化合物可以转换为1,4-二官能团化合物，在该化合物分子中引入叁键对其拆分。例如：
γ-羟基丁酸极易自动环合成内酯。
γ-羟基羰基化合物可以进行如下拆分：
取代5-烯-2-酮是1,4-二官能团化合物，它的逆合成分析和合成可以如下进行：
NR 2
OEt O
2O
OEt
O
O
O
O
O X
O
+O
H N
N
O
O
O
+
+
H 3O
②OH -
O
R
O
R
OH
CO 2H
CO 2H
HO
R FGI
FGA
RCHO HC CH CO 2
++HC CH
2
NaNH 2, NH 3(液)①H
HO
R BuLi
①CO 2H
HO
R O
OH
O
O
+
3O
NR 2
O
O
OH
R 2NH, H +
O
NR 2
R 2NH, H +
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。 6.1 逆合成分析法 6.1.1 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： 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： 图6-1 多路线逆合成分析示意图 原料 ( 产物 ) 目标分子 官能团转换另外的目标分子 逆合成转变 前体(合成子) 逆合成转变 前体的前体 原料 目 标 分 子A D E F B G H J C O L M N 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： 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 C 6H 5COC-HCOOCH 3，(e)可以修饰为 。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： 若将上述反应中的亲电体、亲核体提出来，反应简化为 CH 2CH 2COOCH 3 C 6H 5COCHCOOCH 3 (a) C 6H 5 (b) C 6H 5CO (c) COOCH 3 (d) C 6H 5COCHCOOCH 3 (g) OCH 3CH 3OCOCH 2 CH 2 3 (e) CH 2CH 2COOCH 3 (f)C M +C X C C +MX + C MgX O C C OH COOEt C OEt O O COOEt C +C C C ：C C O C +C O ：CH 2CH 2COOCH 3
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。 6.1 逆合成分析法[1,2] 6.1.1逆合成分析法概念 有机合成是利用一种或数种结构较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。这一过程可用如下表示 原料中间物( 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，再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相同结构为止。其整个过程可表示如下 目标分子官能团转换 另外的目标分子 逆合成转变 前 体(合成子) 逆合成转变 前体的前体原料 对于结构复杂的化合物，可能有多个前体及多个前体的前体，因此产生多条逆合成路线(图6-1) 目标分子 A D E F B G H K J C O L M N 多路线逆合成分析示意图 图6-1 多路线逆合成分析示意图 图中A、B、C可以是目标分子的一级前体或另外的目标结构，E、F、G等为二级前体，其余类推。
1．合成子 根据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 CH 2CH 2COOCH 3 C 6H 5COCH COOCH 3 (a) C 6H 5 (b) C 6H 5C O (c) C O O C H 3 (d) C 6H 5C O C H C O O C H 3 (g) OCH 3CH 3OCOCH 2 CH 2 CHCOOCH 3 (e) CH 2CH 2COOCH 3 (f) 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C 6H 5COC - HCOOCH 3，(e)可以修饰为CH 2 CH 2COOCH 3。识别这些有效合成子 是特别重要的，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-杂原子键及环状结构等，从而建立起分子骨架。例如： C M +C X C C +MX + C MgX O C C OH COOEt C OEt O O COOEt 若把上述反应中的亲电、亲核体提出来，上述反应便简化为： C +C C C ： C O C + C ： COOEt C O O COOEt 再把上述式子反向，我们便得到将目标分子简化为亲电体、亲核体基本结构单
逆合成分析法 李仕才 [学习目标定位] 熟知有机合成遵循的基本规律，学会设计合理的有机合成路线和逆合成分析方法，学会有机合成推断题的解答方法。 基础知识梳理 一、有机合成路线的设计 1．常见有机物的转化关系 若以乙醇为原料合成乙二酸(HOOC—COOH)，则依次发生反应的类型是消去反应、加成反应、水解(或取代)反应、氧化反应、氧化反应。 2．有机合成路线设计思路 (1)设计有机合成路线时，首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪些官能团，与哪些知识信息有关。 (2)其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键。 (3)最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择最佳的合成方案。
常见的有机合成路线归纳 (1)一元化合物合成路线：R —CH===CH 2――→HX 卤代烃――――――→NaOH 水溶液△一元醇――→[O]一元醛――→[O] 一元羧酸――――――――→醇、浓H 2SO 4，△酯 (2)二元化合物合成路线：CH 2===CH 2――→X 2CH 2X —CH 2X ――――――→NaOH 水溶液△CH 2OH —CH 2OH ――→[O]OHC —CHO ――→[O]HOOC —COOH ――→一定条件链酯、环酯、聚酯 (3)芳香化合物合成路线 ① ――――――→NaOH 水溶液 △ ② ――→Cl 2 光照 ―――――→NaOH 水溶液 △ ――――――→醇，浓硫酸，△ 芳香酯 例1 已知： 请运用已学过的知识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式(不必写出反应条件)。 答案 (1)CH 2===CH 2＋H 2O ―→CH 3CH 2OH (2)2CH 3CH 2OH ＋O 2―→2CH 3CHO ＋2H 2O (3)2CH 3CHO ―→ (4) ――→△ CH 3CH===CHCHO ＋H 2O (5)CH 3CH===CHCHO ＋2H 2―→CH 3CH 2CH 2CH 2OH 例2 环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到：