逆合成

逆合成

逆合成是一個物理名詞。逆合成分析,也稱作逆合成法、反合成分析,是解決有機合成路線的重要方法,也是有機合成路線設計的最簡單、最基本的方法。

基本介紹

  • 中文名:逆合成
  • 外文名: retrosynthesis
  • 用途:化學合成
簡述,概述,歷史,作用,方法,切斷技巧,分析步驟,相關資料,逆合成孔徑雷達,套用,

簡述

概述

逆合成法,從反應產物推導出反應物的方法。一種科學的逆向思維方法--逆合成法。 逆合成法是指:在設計合成路線時,"反其道而行之",即由產物逐步逆推到原料。

歷史

1964年Corey創立了逆合成法,有機合成設計這項主要靠經驗完成的工作,可以通過比較嚴格的邏輯推理來完成,為有機化學工作者進行有機合成的設計提供了一個非常有用的工具。

作用

這一分析方法的提出,有效促進了計算機輔助有機合成的發展。計算機設計合成路線與實驗室的實驗過程正好相反,實驗室合成是從原料到產品,而計算機設計的則是從產品目標分子尋找原料合成子稱反向尋查法,通過多次的反向尋查找出構成的合成子。

方法

逆合成分析法從合成產物的分子結構入手,採用"切斷一種化學鍵"分析法,這種方法就是將分子的一個鍵切斷,使分子轉變為一種可能得到的的原料的方法。合成子是在切斷化學鍵時得到的分子碎片,通常是個離子。這樣就獲得了不太複雜的可以在合成過程中加以裝配的結構單元。其中,最主要的便是切斷(Disconnection)和合成子(Sython)兩個概念。
分子切斷應該遵循的原則:
A. 優先思考骨架的形成
一般情況下,在設計合成路線時,目標分子通常是結構比較複雜的分子,合成的任務往往包含骨架和官能團兩方面的變化。在解決問題時,應該優先思考骨架的形成,因為官能團也是連線在骨架上的。
B.進而聯想官能團的形成
由於新骨架的反應總是發生在官能團上,或是受官能團的影響而產生的活潑部位上,所以在優先思考骨架的形成同時,進而要聯想官能團的存在和變化。
C.頭腦清醒,把握重點
無論採取何種方法設計合成路線,每前進一步,都要清楚地把握重點-反應前後結構的變化,較長的路線才不至於混亂。切不可在合成中亂添或亂去碳骨架中的原子。

切斷技巧

在進行逆合成分析時,常常採用四種切斷技巧
1.要在回推的適當階段才將分子切斷
首先目標分子是由碎片製成了它的“前身”(precursor),並不是直接由碎片製成。其前身又經歷了官能團的變化,才成為目標分子。所以,在回推時應先將目標分子變回那個前身,然後再進行分子的切斷。這個“前身”就是要推導的那個“適當階段。
2.嘗試在不同部位拆開
對目標分子進行逆合成分析時,有時看出在分子的多個部位都可以拆開,經過認真分析、比較,就會發現從分子的某一部位拆開要比其它部位拆開更加優越。甚至會遇到這種情況:合適的拆開部位只有一個,看似可以在其它部位拆開,但會導致合成的失敗。
3. 分析問題看整體,處理前步想後步
在判斷分子的拆開部位時,無論是目標分子或中間體,都要從整體和全局來看,每拆開一步,就包括一步反應,這步反應是否會引起其它部位的副反應?甚至其它部位是否會遭到破壞?如果發生,應當採取什麼措施,應該如何避免?同時,拆開前步就應想著為下一步奠定拆開的基礎。
4.加入官能團幫助拆開
對於比較複雜的大分子,應當廣開思路,探求多種拆開法,以便擇優選用。有時即使是不太複雜的分子,直接拆開很困難;或者是複雜分子拆開了幾步後再往下拆開很困難,但是如果在某部位添加一個適當的官能團,就會有助於順利地往下拆開。

分析步驟

逆合成分析步驟
1 、根據分子的結構特點對某一化學鍵切斷產生合成子;
2、找出對應於合成子的試劑或合成等效體;
3、按照逆合成分析寫出合成路線及各步的反應條件。

相關資料

逆合成孔徑雷達

拿其與合成孔徑雷達對比:
首先:“合成孔徑雷達[Synthetic-Aperture-Radar]”和“逆合成孔徑雷達[Inverse-Synthetic-Aperture-Radar]”,就是相對運動問題,關鍵在於後期數據處理,與雷達天線本身無關。
第二、“合成[Synthetic]”就是對“雷達波反射情況”進行數據化,然後進行後期計算,原義是“人工合成”。
第三、“孔徑”就是“雷達波反射情況”,也就是靜態情況下,一次反射回來的雷達電磁波,實際上就把“雷達信號接收天線”比喻稱為“洞、視窗、孔徑[Aperture]”
第四、“合成孔徑”,就是一次接收一個信號,每一次都類似“一個人從圓形洞口看到一個畫面”,或者“照相機從一個圓形鏡頭拍到一個畫面”,把這些不同“圓形畫面”稱為“孔徑”然後合成計算成一個大的“畫面”,這就是“合成孔徑”。
第五,之所以出現一次一個畫面,然後多次成像,就因為“運動”,也是“觀察者”和“被觀察者”之間的“相對運動”。
第六、觀察者,運動;被觀察者,相對靜止。就稱“觀察者[雷達]”為“合成孔徑雷達”。
第七、觀察者,相對靜止;被觀察者,運動。就稱“觀察者[雷達]”為“逆合成孔徑雷達”。
第八、所謂“運動”“靜止”是一次成像的單一狀態下,雷達與被觀察者之間的相對運動。
第九、逆合成孔徑雷達,頂多是原地轉動,對於某一個被觀測者,在特定觀測位置,“逆合成孔徑雷達”還是“相對靜止”。
第十、合成孔徑的原理,就是利用“電磁波”反射速度相同,反射時間受到距離的影響,就是被觀察物體的體積形狀的影響變化,這樣可以分辨物體“三維”形狀。
第十一、被觀察的物體,它們的形狀必須大到足以“讓人察覺到不同位置反射波的時間有區別”,才可以根據反射波耗費的時間,推算物體的各點距離角度,知道物體的形狀大小。但是,電磁波的速度是“光速”,一般情況下,物體反射波可以用來比較的“差值”很小,不足以比較出物體的形狀大小。
第十二、如果觀察者、被觀察者都是相對靜止,距離不變,根本就無法準確測量“小”物體的大小尺寸形狀,只能測量物體本身的距離。
第十三、如果觀察者、被觀察者之間,有一方運動、一方靜止,那么可以測量到的“反射波時間數據”每次都不一樣,而且還有“不同角度的數據”,可以重複多次,這樣兩、兩之間數據不相同,大量數據混合計算,交叉排除“誤差”,“合成孔徑雷達”就可以得到極為“精確”的物體影像資料。由於波長不同的電磁波,可以穿入物體,甚至連物體本身的化學、物質成分都可以顯示。
第十四、逆合成孔徑雷達,與上述一樣,重複一次,就是“逆合成孔徑雷達”本身原地不動,針對相對運動物體進行觀測。

套用

合成孔徑雷達:用於衛星、航空、大洋觀測地形、地貌、地質。
逆合成孔徑雷達,用於氣象、軍事觀測運動物體,如大氣運動、雲層、飛機、飛彈等等。
在實際運用中,合成孔徑雷達和逆合成孔徑雷達,可以通過其他種類的雷達,進行校驗,從而達到自身可以與被觀察物體作“相對運動”或“相向運動”,但是必須有速度差,換個說法就是“距離必須有變化”。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們