3、等價分子(EQ)：尋找合成子的等價分子，是學(xué)習(xí)和掌握合成子法的第二個關(guān)鍵。下表給出常見合成子的等價分子。

2、合成子(Synthon)：合成子是切斷得到的分子碎片。根據(jù)共價鍵斷裂的方式-均裂和異裂，合成子可以是自由基型，也可以是離子型。但由于切斷是人為的操作，并非真實的過程，因此合成子并非真實存在實體，只是合成子方法的一種概念或操作手段而已。

均裂　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　異裂

但要注意：盡管合成子并非真實存在，但形成這個共價鍵的反應(yīng)類型卻由合成子所決定：自由基型合成子代表自由基反應(yīng)，離子型合成子代表離子型反應(yīng)(親電反應(yīng)或親核反應(yīng))。由于離子型反應(yīng)是常用的合成反應(yīng)，所以合成子一般采用離子型。

合成子法是針對目的分子(TM)的合成進行原料和路線分析的一種可以具體操作的方法，它主要由切斷、合成子、等價分子、官能團轉(zhuǎn)換、官能團保護等具體步驟。

1、切斷位置的選擇：

　　　 原則上任何位置都可以切斷，但為了獲得最佳合成路線，需要對切斷位置做出選擇。切斷位置的選擇規(guī)律是合成子法最重要的內(nèi)容。

　　　　 切斷位置選擇的基本規(guī)律：

　　　 (1)雙鍵優(yōu)先切斷-最后生成，避免保護；

　　　 (2)雜原子優(yōu)先切斷-變成兩個TM；

　　 　(3)靠中央切斷-獲得最短的合成路線；

　　　 (4)利用對稱性切斷-簡化原料種類；

　　　 (5)靠支鏈、側(cè)鏈切斷-獲得形狀簡單的原料；

　更細致的規(guī)律在單、雙官能團化合物中介紹。

5、鹵代烴-有機合成的“橋梁”

重要的合成方法都以鹵代烴為原料或者中間體。熟悉各種鹵代烴的制備，是有機合成的基礎(chǔ)！

(1)一鹵代烴的制備:

以烯烴為原料：

以ROH為原料：

以酸為原料：

(2)二鹵代烴：

同碳二鹵代烴(偕二鹵):

鄰二鹵代烴：以烯烴為原料：

1,3-二鹵代烴：

1,4-二鹵代烴：

(3)鹵乙烯型或芳香族鹵代烴：只限于Grignard試劑

以烯烴為原料：

以芳烴為原料：直接鹵代-符合定位規(guī)則

通過重氮鹽-制備不符合定位規(guī)則的芳香族鹵代烴

第二節(jié)、有機合成路線設(shè)計-合成子法

5、EM和EAA合成法-甲基酮和酸的合成

EM(丙二酸二乙酯)和EAA(乙酰乙酸乙酯)都屬于Z-CH-Z’型含活潑亞甲基的化合物，具有共同的特點：

①在堿性條件下是優(yōu)秀的親核試劑，可以參與親核取代和親核合成反應(yīng)：

②EM和EAA型化合物水解之后，分別得到丙二酸和乙酰乙酸型化合物，這兩類化合物具有共同的特征：對熱不穩(wěn)定，受熱易分解脫羧，分別生成酸和甲基酮：

原料分析的基本模型：

討論：①試劑EtONa / EtOH(用其它的RONa和ROH可逆導(dǎo)致酯交換發(fā)生)。

②作為親核取代，除鹵代烴外，RX也可以是酰鹵、a-氯代酸酯和a-氯代醛酮：

鹵代烴：烯丙型 > CH₃X > 伯RX > 仲RX

而氯乙烯、氯苯，叔RX，橋頭RX等類型的鹵代物及所有的RF都不能使用(為什么？)。

酰鹵：可以在分子中引入�；鵕CO-，從而生成二酮或酮酸；a-鹵代酸酯可以再分子中引入羧甲基。

③作為親核加成，EM和EAA可以與醛酮縮合，在分子中引入C=C，生成a,b-不飽和酸和a,b-不飽和醛酮：

a,b-不飽和酸

a,b-不飽和酮(醛)

④作為Micheal加成，EM和EAA可以與a,b-不飽和醛酮和酯在b-位縮合，生成二元酸、二元酮和酮酸等雙官能團化合物：

1,5-二酮

合成舉例1、

原料分析：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 TM

合成路線：

合成舉例2、

原料分析：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 TM

合成路線：

合成舉例3、

原料分析：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　

合成路線：

3、Grignard試劑-醇的合成

Grignard試劑(格氏試劑)是有機化學(xué)史上第一個金屬有機試劑(V.Grignard獲得1912年諾貝爾化學(xué)獎)，主要用于合成各種個樣的醇，也是典型的串聯(lián)反應(yīng)體系。如果考慮到：醇羥基可以轉(zhuǎn)化為任何其它的官能團，那么Grignard試劑可以用于任何單官能團化合物的合成。如：

RCH₂OH　 ®　 RCH₂X　 ®　 RCHO®　 RCOOX；　　　 R₂CHOH　 ®　 R₂C=O

RCH₂OH　 ®　 R’CH=CH₂　 ®　 RCH₃

Grignard試劑的制備和性質(zhì)

格氏試劑是優(yōu)良的親核試劑，可以參入親核加成和親核取代反應(yīng)。

一般情況下，乙醚回流(33°C)的條件就可以滿足反應(yīng)的需要，對于不活潑的鹵代烴(如鹵乙烯型、鹵苯型)，則需要更高的反應(yīng)溫度，可以選用正丁醚或者四氫呋喃(THF，>80°C)。

制備Grignard試劑使用的溶劑，必須無水、無醇、無過氧化物，通常稱為絕對乙醚，需要專門處理。

生成的Grignard試劑實際上是RMgX乙醚配合物的乙醚溶液，分子的存在形式還不十分確

2、Williammson反應(yīng)-醚的合成

醚的合成有兩種方法：

但這種方法只適用于低級單醚(R=R≤C₆)，既不適用于高級單醚-收率低，也不適用于混醚-生成混合物。而Williammson反應(yīng)沒有此類限制：

這實際上是典型的親核取代反應(yīng)，除了受到RX活性的制約之外，還必然受到消除反應(yīng)的制約。一般認為：氯乙烯型(CH₂=CHX和C₆H₅X類)和橋頭類氯代烴由于活性太差，不能發(fā)生Williammson反應(yīng)；而叔鹵代烷在堿性(RONa是強堿)條件下，幾乎完全發(fā)生消除反應(yīng)，所以不能用于Williammson反應(yīng)；其它鹵代烷的選擇也要考慮消除反應(yīng)和取代活性的兩種因素，對原料做出適當(dāng)?shù)倪x擇。

選擇R’X的順序是: 芐基鹵 > 烯丙型 > CH₃X > 伯鹵代烷 > 仲鹵代烷

而叔鹵代烷、CH₂=CHX、C₆H₅X、橋頭鹵不能選作Williammson反應(yīng)的原料。

合成舉例1、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

原料分析： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　TM

合成路線：

在有機化學(xué)中，有些反應(yīng)對有機合成特別重要，應(yīng)當(dāng)給予足夠的重視。

1、Wittig反應(yīng)-烯烴的合成

原料：含有a-H的鹵代烷-烯丙型、伯、仲、a-鹵代酸酯等；

醛酮-醛的活性大于酮。

試劑：三苯基膦(C₆H₅)₃P反應(yīng)后變成三苯基氧磷(C₆H₅)₃P=O，催化加氫脫水以后又

變成三苯基瞵，可以反復(fù)使用并不消耗。目的產(chǎn)物烯烴由鹵代烷和醛酮的碳鏈構(gòu)成。

堿B^－既可以用強堿(如RONa)，也可以用弱堿(如R₂NH)。

選擇性：Wittig試劑只能與醛酮的C=O縮合(醛的活性大于酮)，不能與羧酸及其衍生物中的C=O縮合；Wittig反應(yīng)主要受熱力學(xué)控制，因此生成的烯烴以反式為主。

串聯(lián)反應(yīng)及其特點：一條合成路線常常包括若干步反應(yīng)，如果每步反應(yīng)都不需要分離純化，那么整個合成路線可以在同一個反應(yīng)器中連續(xù)進。這種不需要分離純化、可以在同一個反應(yīng)器中連續(xù)進行的若干個反應(yīng)的組合稱為串聯(lián)反應(yīng)。

串聯(lián)反應(yīng)的優(yōu)點非常突出：①省去每步反應(yīng)分離純化的消耗(時間、精力、試劑、溶劑、能量等)，導(dǎo)致總收率和經(jīng)濟效益的大幅度提高；②絕大部分有機反應(yīng)都會直接導(dǎo)致混合體系(主要產(chǎn)物、副產(chǎn)物、未消耗殆盡的原料和試劑、溶劑、催化劑等)，怎樣把需要的化合物分離純化出來往往是十分困難的，尤其當(dāng)主副產(chǎn)物是同分異構(gòu)體、理化性質(zhì)差別很小的情況下，分離純化則更為困難。因此有機合成的困難往往并不來自反應(yīng)，而來自分離純化，如果找不到適當(dāng)?shù)姆蛛x純化方法，不僅會導(dǎo)致收率和效益大幅度降低，有時甚至?xí)��?dǎo)致整個合成路線的失敗。正是由于這種原因，串聯(lián)反應(yīng)越來越受到化學(xué)化工界的關(guān)注和重視，成為有機合成和有機化工領(lǐng)域中發(fā)展的熱點。

原料分析模型：

合成舉例1、

原料分析：

合成路線:(請完成)

有機合成以合成新的化合物為主要目標(biāo)。它是有機化學(xué)為經(jīng)濟建設(shè)和科技發(fā)展服務(wù)最直接的途徑，也是有機化學(xué)教學(xué)過程中，學(xué)習(xí)和掌握有機化合物的基本性質(zhì)和基本反應(yīng)、培養(yǎng)教育對象的創(chuàng)新能力的重要手段。因此它在有機化學(xué)領(lǐng)域中占有最重要的地位，在整個化學(xué)學(xué)科中，也是最活躍、發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。

有機合成的

主要任務(wù)：用原料的碳鏈作為建筑材料，構(gòu)建目的分子的碳鏈(大樓的主體)；

次要任務(wù)：其一是：官能團的轉(zhuǎn)換(沒有的需要導(dǎo)入，多余的需要消去，不合適的需要變換)。所以把它看作是次要任務(wù)，是因為從基本反應(yīng)出發(fā)，所有的官能團之間都存在適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換路線(可以一步完成，也可能需要幾步完成)，因此從理念上必須堅信：所有的官能團之間都可以相互轉(zhuǎn)換！只有樹立這種理念，才能把所有碳鏈相同(碳原子數(shù)目和碳鏈形狀相同)的分子看作是等價的，這對于學(xué)習(xí)和掌握有機合成的基本思路是十分關(guān)鍵的！如：C₆H₅COOH 、C₆H₅COOR’ 、C₆H₅COX 、C₆H₅CHO 、C₆H₅CH₂OH 、C₆H₅CH₂X C₆H₅CH₂NH₂ 的碳鏈都與C₆H₅CH₃相同，因此它們之間的關(guān)系只是官能團的轉(zhuǎn)換。遇到這種情況，必須立即想到它們都可以用甲苯C₆H₅CH₃轉(zhuǎn)化而來。

其二是：官能團保護。官能團保護在兩種情況下需要使用：①易于破壞但又需要保留的官能團；②控制多官能團化合物的化學(xué)反應(yīng)選擇性。所以把它看作是次要任務(wù)，是因為官能團保護都有固定的方法和保護范圍(或條件)。

官能團保護常常需要與反應(yīng)選擇性結(jié)合考慮，因此首先要熟悉選擇性的有關(guān)概念。反應(yīng)的選擇性分為三個層次，每個層次又分為三個級別：

層次　　　　　　　　　 　級別

化學(xué)選擇性　　　　　　　 專一性

反應(yīng)的選擇性　　 　區(qū)域選擇性　　　　　　　 選擇性

 立體選擇性　　　　　　　 非選擇性

只有生化反應(yīng)才在三個層次上都具有專一性。生化反應(yīng)所具有的高速、溫和和專一性是化學(xué)反應(yīng)的最高鏡界，也是化學(xué)化工追求的最終目標(biāo)。當(dāng)然，生化反應(yīng)的這些特點，都與酶(生化反應(yīng)的催化劑)相關(guān)，因此，模擬酶的催化功能成為近代化學(xué)領(lǐng)域中研究的一個熱點。

6、Cope重排和Claisen重排

Cope重排：屬于1,5-二烯分子骨架的重排

例如：

Claisen重排： C-O之間的s-單鍵的遷移，包括：

烯丙基乙烯醚的重排：

烯丙基芳基醚的重排：

如果鄰位被占，烯丙基將通過2次遷移，遷移至對位，恢復(fù)原來的形狀：

例如：

Cope重排和Claisen重排都屬于3,3-s-遷移，過渡態(tài)為六元環(huán)，按FMO理論討論如下：