有機化合物合成路線設計的相關分析

葉 勇，車曉偉

（中節能萬潤股份有限公司，山東 煙臺 264000）

在對有機物的結構進行分析的過程中，首先需要對主環的骨架與基本骨架進行劃分，對側鏈與功能基的情況進行劃分，并分清兩者之間相幾何的情況，便于更好的與相關部位進行結合；其次，需要站在主環的形成方法、基本的碳架組合方式上進行全面的分析和考慮。如果屬于吸收性的化合物，在此基礎上還需要對整個主體構型的實際所需進行全面的考慮。

1 有機化合物合成路線設計方法

對于有機合成路線的內容來講非常的復雜，路線設計的方法也非常多，而且在實際應用過程中也會出現一定的變化。根據多種特殊的結構物質合成方法，可以更好的完成相關有機化合物的合成路線設計［1］。有機物合成路線設計方法在實際應用過程中主要采用四種方法，方分別為：類型反應法、分子對稱法、追溯求源法、模擬類推法。追溯求源法，在實際應用過程中也會將其稱之為倒推法，或者是逆向合成分析法，該設計方法的主要思維程序如下：產品→中間產物→原料。以倒推法為研究對象深入開展相關的研究方法，主要是以機物的虎穴結構式為源頭嚴格按照有機物的定義進行操作，并在相關部位上采取有效的方式將其切斷，切斷程度以碎片形狀為基準，之后再將切斷的碎片合成起來。在合成的過程中一定要注意以下幾點：需要一步一步的向上進行推導，換句話來講，有機物中的最后一個結合點可以直接作為合成路線設計的主要條件，在此基礎上需要對前一步的中間體基于深入性的分析和研究，經過中間所發生的相關反應進而得到一定程度上的產物；之后再從中間體的結合點出發對前一步的中間體進行分析，并對可能發生的任何情況給予全面的判斷，判斷其主要是采用什么的反應來獲取新的產物。通過不斷反復前進，持續性的向前推進，直到達到最初的一步得到化工原料之后既可以完成操作。對于一個較大的分子，其切斷部位非常的多，切斷之后要以碎片為起始點，逐步采用向上的方法進行倒推可以設計各種類型的合成路線。

應用沃氏在“有機合成設計”中所用的術語包括以下幾種，切斷：主要表示為將其中的一個分子中的某一個鍵切斷，這樣一來分子就會直接分成兩種形式，其中一種形式是某種的中間體，另一種形式是某種原料，采用“?”來表示，即為整個化學反應的逆過程［2］。用“∫”表示某一個鍵被切斷。官能團轉移主要經過相聯系的化學反映，一個官能團直接轉化成另一種形成的官能團，并且將其進行切斷［3］。

在切斷的過程中，為了更好的選擇一個合適的位置進行切斷，需要對有機化學的相關內容和操作方式進行全面的掌握。只有熟練度達到一定的標準才可以找到準確的位置將其切斷，并且切斷的部位也就會隨之變得更多。尤其是在近幾年，科學技術得到了前所未有的發展，并且在多個方面中都得以廣發的應用。在基礎上也使有機合成法在此環境下得到了迅速的發展與進步，獲取更多新型的化學反應，這樣一來可以為切斷新的部位提供相關有利的數據支持。有機化合物中經常包含的結構有碳原-雜原子鍵的結構，如C—N，C—O，C—S鍵等。對于這一類的化學鍵來講，將其切斷之后非常利于形成一種比較容易的化學鍵，最常見的有C—C。因此，在整個研究的過程中需要先從碳原子-雜鍵進行入手，選擇一個合適的連接部位對合成路線進行全面的考慮和分析。

2 克霉唑的合成

深入性的研究發現，通過采用倒推法對整個工藝路線進行設計，在實際設計的過程中一旦存在的形成順序是由兩個連接部位形成，或者是兩個以上的連接部位形成的循環循序。換句話來講，就是每個結合點中的單元反應順序都可以在不同的條件下存在不同的安排和設置。在安排的過程中要從兩個方面入手，一方面，站在理論的角度上結合具體化的形成情況進行合理化的安排；另一方面，對于比較特殊的環境，可以通過采用實驗方式加強研究和分析，對相關化學鍵進行針對性的選定。例如：抗霉菌藥物克霉唑（Ⅰ），首先將C—N鍵切斷，切斷之后就可以得到二個中間體，其中一個使鄰氯苯基二苯基氯甲烷（Ⅱ），另一個是咪唑（Ⅲ）。見圖1。

圖1 抗霉菌藥物克霉唑的倒推分析

關鍵中間體（Ⅱ）的合成法在不同長度下表現的形式也各不相同，獲取鹵素的方法可以直接依據由羥基鹵代得到。前一步的中間體為第三醇，因為這樣可以在酯與格氏試劑的換將的條件下對其進行合理化的制作（圖2）。還有研究表明，采用酮與格氏試劑的作用也可以制作而成。

圖2 中間體Ⅱ的進一步倒推分析

采用這種方法進行制作，所獲取的產品的質量非常好，但是對于化合物（Ⅳ）來講，對于人體在某種情況下會對人們產生一些不良的過敏反應，對患者的機體造成嚴重的影響。由于這條路線設計中通過采用格式試劑可以起到顯著的效果，不需要設置相關的要求和標準，但是無水要求相對比較高，并且溶劑中所存在的乙醚容易出現易燃、易爆的現象，這樣就會誘發各種安全問題，容易影響各方面的安全性和穩定性。所以在工藝和設備上，都需要結合實際情況設置相應的安全措施和防護對策，但是這樣一來就會對整個的生產造成一定程度上的限制和阻礙。化合物（Ⅱ）在基礎上也可以在鹵烴與苯傅-克的反應下組合而成。

3 結語

通過對以上例子進行分析和研究可知，合成路線主要就是各種單元所反映出的一種合理應用效果和合理的排列情況。基于此，對于一個相對比較復雜的化學結構來講，在不同的部位上將其切斷，得到的合成路線也就各不相同，只有對整個化學結構的實際特點進行全面的掌握，結合具體情況設置相應的單元反應，從而設計出不一樣的合成路線。在此次研究中通過對以上有機物的合成方法進行了簡單的歸納和總結發現，對于有機物化合物的合成需要堅持真理，堅持實事求是的原則，并在整個路線設計的過程中要善于發現發生反應的整個規律性和變化的情況，確保其合成路線可以由難逐漸向簡單轉變，更好的完成合成路線的設計工作。