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    化学合成美国MDL公司的化学合成数据库

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      化学合成美国MDL 公司的化学合成数据库, 化学合成 1.工艺路线设计 设计合成路线时,必须建立一种能实现的最佳反应或步骤,通过该反应或步骤 把大大小的分 子碎片结合在一起形成目标分子骨架,并引入官能团。 芳香族化合物的合成: 合成苯环上带有一个基团的芳香族化合物,最常用的起始原料就是苯,方法要 点是考虑把某 种集团连接到苯环上的最适宜程序。有效方案为 通过芳香族取代反应引入基团。 通过芳香族重氮盐的取代反应引入集团。 通过活泼卤代芳烃的亲核取代反应引入基团。 合成苯环上带有两个基团的化合物时,既要考虑向苯环上引入每个基团的有效 程序,又要考 虑如何实现这两个基团在苯环上的位置要求。 脂肪族化合物的合成 拟定脂肪族化合物的合成方案,可按照下述三个步骤进行: 首先,有目标分子逆向推导,确定一个具有和目标分子相同碳骨架,并且是容易转变成目标 分子的关键中间体A,A 通常是醇或烯烃。其次,由A 逆向推导,确定A 的前驱 中间体B、C„„。 如果目标分子由两个官能团,则必须利用那些能组成所要求的碳骨架,而且可 以把两个官能团 导入应有位置的反应。 转变成目标分子。至于应用那些反应来实现这一转变,在确定关键中间体时,即应有所考 虑。如果实现这一转变需要三步以上反应,一般要重新考虑选择一个更合适的 关键中间体. 找出由C、B、生成A的反应。为了得到合理的C、B,有时需要对碳骨架增加或 减少一两个碳原 结构拆分当我们圈定了一个目标分子后,通过文献查阅,在了解理化参数和基本合成方 法后,首先要 对目标分子按照目标分子的结构特点进行拆分, 结构拆分实际上就是用化学反应的逆过程来推理合成制备的原料分子结构;结 构的推断要以 分子的化学性质为基础。熟练的结构拆分要求掌握丰富的基本反应类型和扎实 的理论基础。结 构拆分一般可遵循下述原则进行: 目标分子都有一个结构核心,即母体;通常认为:母体为结构化合物中,化学性质稳定的、 来源广泛的基本原料,并且母体应具备能够方便地制备出衍生物,以利于对其 进行接近目标分 子的结构改造。如苯环等。 确定母体结构后,对目标分子中与母体相连的“基”或“键”进行“断键”分析,再试图给 “断键”后的母体分子片断上植入合适的活性官能团,形成母体衍生物。 按照化学性质和基本反应理论,从目标分子中靠近母体“断键”后的价键原子开始,逐个进 行试探拆分,拆分时应尽可能包含目标分子中的官能团,并对拆分后的分子片 断进行整合,使 之成为简单的完整分子。 对拆分后整合的完整小分子,按照一定的化学反应理论,适当更替小分子的活性结构——官 能团,用理论验证合成反应的可行性。从而确定该合成工艺方案和主原料。 工艺条件一个完整的试验计划,不仅要有合理的合成路线设计,还必须对工艺路线的实 施条件进行优 化选择和处理,通常要考虑的因素为: 配料比(反应物浓度) 随着反应物浓度的提高,反应平衡将有利于向目标物方向移动;事实上,我们 为了降低生产 成本,一般选择较为经济的原料使之过量,而促进昂贵的原料有较高的转化率。 但是,必须同 时考虑到目标分子的纯化条件,即过量的原料部分不应该给目标产品的分离纯 化造成困难。 更多的时候,可以选取控制加料速度的连续滴加方式加入物料,以此来扩大配 料间的浓度比 反应温度通常情况下,反应温度采用混合物料的回流温度、或低沸点目标分子的沸点温 度、或低熔点 原料的熔融温度,但反应温度必须低于各反应物、各目标物分子遭受化学伤害 的敏感温度,如 热分解! 辅助原料 溶剂:当主原料成分为固体,或某一种原料为固体,而不能很好溶解在其他所 使用的原料中 ,而且熔点又超出了液体物料的沸点时,应选择一种或几种溶剂,尽可能使反 应物、目标物成 为均相体系。常用的溶剂为水、乙醇、丙酮、酯、DMF、二氧六环等。选择的原 则为:必须化 学惰性、对系统内各物料溶解性能良好、沸点合适、容易分离、价格便宜。 必要时,可以添加相转移催化剂,来改善体系中的醇溶物和水溶物的交互溶解。 相转移催化 剂都具有一定的表面活性,各种季胺盐、表面活性剂均可按照催化剂的条件选 催化剂当化学反应平衡时,反应物的转化率太低,应对反应机理(动力学条件、热力 学条件)、化 学性质、结构特点诸因素进行分析,可选择诸如路易斯酸、路易斯碱、稀有金 属等作为催化剂 ,来加快反应速度,提高转化率。 调节反应体系的PH 值,往往时非常有效的措施。 注意事项 工艺条件的确定应尽可能温和,同时必须考虑工业转化的可实现性、经济性。 官能团保护在进行有机合成时,可能出现一种情况:所用的实际虽然能使分子中某一部分 按照我们的愿 望进行转变,但是它也会使分子中另一部分的官能团起反应,生成不是我们所 要的化合物,怎 样来避免呢? 一是选用只能进行期望的反应的试剂而不进行其它反应,然而常常不能如愿。 二是进行官能团保护,反应完毕后再将它复原,这种方法行之有效经常被采用。 如羰基通过缩醛或缩酮保护,最后将缩醛或缩酮水解。