逆向合成法

逆向合成法(retrosynthetic analysis)是指在設計合成路線時,從目標分子出發,從後往前倒,推出目標分子的前體,並同樣找出前體的前體,如此繼續一直到達簡單的起始原料為止。實際上逆向合成法是合成目標分子的逆過程。

基本介紹

  • 中文名:逆向合成法
  • 外文名:retrosynthetic analysis
  • 提出者:E.J.Corey
  • 提出時間:1964年
推導過程,常用術語,

推導過程

逆向合成法在倒推過程中,通過對目標分子的結構分析,將其複雜的結構逐漸簡單化,只要每步逆推合理,就可以得到一條合適的合成路線。這種思維過程可表示為:目標分子前體═〉前體═〉……═〉前體═〉起始原料。“═〉”表示前者源於後者。前體又稱中間體,它是從起始原料到目標分子所經歷的所有中間化合物。前體與起始原料在商業上的區別在於前者買不到或價格過高,而後者往往是價廉易得的化合物。一般來講,五個碳以下的單官能團化合物及單取代的芳烴,以及通過石油及天然氣製得的化工原料(如乙烯丙烯甲苯丁烯二甲苯甲烷等)都是可以買到的。
從目標分子到起始原料,經過的途徑主要有兩條:一條涉及碳胳的變化(碳數增加、減少或改變碳胳),即碳碳鍵的切斷或形成;二是官能團的轉換。顯然,從目標分子出發,運用倒推法通常可以得到數條合理的合成路線,其最佳路線的確定需設計者依據自己的經驗和實踐。這就需要設計者具有較強的綜合能力,其中包括熟練掌握有機化學的基本反應,對反應的運用及組合能力強。以及對化學品市場有充分的了解等。

常用術語

①目標分子:打算合成的分子,通常用TM表示。
②切斷:一種分析法。這種方法想像選擇一個合適的位置將分子的鍵切斷,使分子轉變為兩個不同的部分。用“→”和畫一條曲線穿過被切斷的鍵來表示。
③官能團轉換:藉助於取代、加成、消除、氧化或還原反應,把一個官能團轉換成另一個官能團,使得切斷成為一個可能的方法,這是一個化學反應的逆過程,用FGI表示。
④合成子:在切斷時所得到的概念性的分子碎片,通常為一個正離子或負離子。它們可以是相應反應中的一個中間體,也可以不是。
⑤合成等價物:一種能起合成子作用的試劑。合成子通常因為其本身的不太穩定而不能直接使用。
⑥試劑:實際使用的代表合成子的化合物,例如MeI是合成子Me+的試劑。它能在所計畫的合成中起反應,以便給出中間體或目標分子。它是合成子的合成等價物。
⑦切斷或FGI的符號“═〉”:表示通過一定的化學反應,可以從後者得到前者,它與有機反應中表示正向反應的符號“→”所表示的意思恰好相反。

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