有機合成控制方法與策略

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,*,第六章 有機合成控制方法與策略,合成復雜分子時，經(jīng)常會遇到在底物分子的特定位置上進行特定的反應的問題，即控制問題。因此，常采用下述三種策略：,選擇性反應的利用,導向基,(,活化基、鈍化基、阻斷基和保護基,),的應用,潛在官能團及應用,選擇性合成反應的利用,化學選擇性,(,Chemoselectivity,),-,不同官能團的選擇性,-,處于不同化學環(huán)境下的相同官能團的選擇性,-,處于相同化學環(huán)境下的相同官能團的選擇性,不同官能團的選擇性,化學環(huán)境不同的相同官能團的選擇性,化學環(huán)境相當?shù)南嗤倌軋F的選擇性,選擇性合成反應的利用,區(qū)域選擇性,(,regioselectivity,),-,酮的區(qū)域選擇性反應,-,Diels,-Alder,反應的區(qū)域選擇性,-,不飽和羰基化合物的區(qū)域選擇性,-,環(huán)氧化合物的區(qū)域選擇性開環(huán),-,芳環(huán)的區(qū)域選擇性親電取代,區(qū)域選擇性,區(qū)域選擇性是指試劑對底物分子內(nèi)兩種不同,部位,(site),的進攻，從而產(chǎn)生不同產(chǎn)物的選擇,情況。,例如，羰基的兩個,a,-,位，烯丙基的,1,3-,位，,不對稱環(huán)氧乙烷的兩側(cè)，,a,b,-,不飽和羰基化合,物的,1,2-,和,1,4-,加成反應等。,酮的區(qū)域選擇性反應,Diels,-Alder,反應的區(qū)域選擇性,不飽和羰基化合物的區(qū)域選擇性,a,b,-,不飽和醛和酰氯傾向于,1,2-,加成，而,酮和羧酸酯多數(shù)傾向于共軛加成。強堿性,試劑傾向于,1,2-,加成，如,RLi,而弱堿性試劑,如烷基銅鋰傾向于共軛加成。,a,b,-,不飽和酮的雙鍵也可以選擇性地還原。,環(huán)氧化合物的區(qū)域選擇性開環(huán),芳環(huán)的區(qū)域選擇性親電取代,選擇性合成反應的利用,立體選擇性與專一性,(,stereoselectivity,and,stereospecificity,),-,烯鍵的立體選擇性反應,-,炔鍵的立體選擇性加成,-,Diels,-Alder,反應的立體選擇性,-2+2,環(huán)加成反應的立體選擇性,烯鍵的立體選擇性反應,炔鍵的立體選擇性加成,Diels,-Alder,反應的立體選擇性,2+2,環(huán)加成反應的立體選擇性,有機合成中導向基的應用,導向基是指在反應前引入某種控制基團，來促使原先無法進行選擇性反應的官能團進行選擇性反應，待反應完成后再加以除去的基團。,由于導向基的使用存在引入和除去兩個步驟，這會使合成路線增長。因此，這種方法不得已才采用。,活化導向基的應用,鈍化導向基的應用,阻斷基的應用,保護基的應用,潛在官能團及應用,潛在,(latent),官能團是指本身反應活性低、但可以按適當反應轉(zhuǎn)化為目標官能團,(goal),的基團。,使用潛在官能團可以避開導向基的使用。,潛在官能團應具備下列條件：,-,原料易得,-,反應性低，對盡可能多的試劑保持穩(wěn)定,-,能在文和條件下，經(jīng)選擇性或?qū)Ｒ恍苑磻?示為目標基團,-,可作為一個以上目標官能團的潛在著,烯烴作為潛在官能團,開鏈烯烴經(jīng)氧化后會產(chǎn)生兩分子羰基化合物，,常會引起分離困難，所以末端烯烴和環(huán)烯烴作為,潛在官能團有更多的應用。,環(huán)烯烴作為潛在官能團,羰基作為潛在官能團,雜環(huán)作為潛在官能團,硅基團作為潛在官能團,重排反應的利用,利用重排反應能合成其它反應難以合成的結(jié)構(gòu)單元。常見的重排反應有：,Pinacol,重排反應,Hoffmann,重排反應,Beckmann,重排反應,Pinacol,重排反應,Hoffmann,重排反應,Beckmann,重排反應,合成路線的優(yōu)化,要有合理的反應機理,合成路線簡潔,優(yōu)異的化學、區(qū)域和立體選擇性,合成效率高,反應條件溫和或易操作,原料易得,盡可能符合綠色合成原則,合成效率,直線式,匯聚式,反應次序的合理安排,產(chǎn)率低的反應盡可能安排在前面,難度大的反應要安排在合成路線的早期,價格高的原料盡可能安排在后期,反應次序的安排應考慮前面的反應是否有利于后續(xù)反應的進行。如實例,反應條件與實驗操作,一個合理的合成路線，一方面要看合成的產(chǎn),率高低，另一方面還要看工藝的穩(wěn)定性，合,成條件是否易控或工業(yè)上是否可行，以及后,處理是否方便。此外，安全性和環(huán)保等問題,也必須加以考慮。,計算機輔助有機合成設(shè)計,PASCOP,程序,(1978),EROS,程序,(1978),MASSO,程序,(1978),SST,程序,(1984),QED,程序,(1986),LHASA,程序,(1989),USTC,程序,(90),