有機(jī)化合物合成路線設(shè)計的相關(guān)分析

葉 勇，車曉偉

（中節(jié)能萬潤股份有限公司，山東 煙臺 264000）

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

1 有機(jī)化合物合成路線設(shè)計方法

對于有機(jī)合成路線的內(nèi)容來講非常的復(fù)雜，路線設(shè)計的方法也非常多，而且在實際應(yīng)用過程中也會出現(xiàn)一定的變化。根據(jù)多種特殊的結(jié)構(gòu)物質(zhì)合成方法，可以更好的完成相關(guān)有機(jī)化合物的合成路線設(shè)計［1］。有機(jī)物合成路線設(shè)計方法在實際應(yīng)用過程中主要采用四種方法，方分別為：類型反應(yīng)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(yīng)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(shè)計方法的主要思維程序如下：產(chǎn)品→中間產(chǎn)物→原料。以倒推法為研究對象深入開展相關(guān)的研究方法，主要是以機(jī)物的虎穴結(jié)構(gòu)式為源頭嚴(yán)格按照有機(jī)物的定義進(jìn)行操作，并在相關(guān)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(zhǔn)，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(jìn)行推導(dǎo)，換句話來講，有機(jī)物中的最后一個結(jié)合點可以直接作為合成路線設(shè)計的主要條件，在此基礎(chǔ)上需要對前一步的中間體基于深入性的分析和研究，經(jīng)過中間所發(fā)生的相關(guān)反應(yīng)進(jìn)而得到一定程度上的產(chǎn)物；之后再從中間體的結(jié)合點出發(fā)對前一步的中間體進(jìn)行分析，并對可能發(fā)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(yīng)來獲取新的產(chǎn)物。通過不斷反復(fù)前進(jìn)，持續(xù)性的向前推進(jìn)，直到達(dá)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(jìn)行倒推可以設(shè)計各種類型的合成路線。

應(yīng)用沃氏在“有機(jī)合成設(shè)計”中所用的術(shù)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(xué)反應(yīng)的逆過程［2］。用“∫”表示某一個鍵被切斷。官能團(tuán)轉(zhuǎn)移主要經(jīng)過相聯(lián)系的化學(xué)反映，一個官能團(tuán)直接轉(zhuǎn)化成另一種形成的官能團(tuán)，并且將其進(jìn)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(jìn)行切斷，需要對有機(jī)化學(xué)的相關(guān)內(nèi)容和操作方式進(jìn)行全面的掌握。只有熟練度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)才可以找到準(zhǔn)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(xué)技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，并且在多個方面中都得以廣發(fā)的應(yīng)用。在基礎(chǔ)上也使有機(jī)合成法在此環(huán)境下得到了迅速的發(fā)展與進(jìn)步，獲取更多新型的化學(xué)反應(yīng)，這樣一來可以為切斷新的部位提供相關(guān)有利的數(shù)據(jù)支持。有機(jī)化合物中經(jīng)常包含的結(jié)構(gòu)有碳原-雜原子鍵的結(jié)構(gòu)，如C—N，C—O，C—S鍵等。對于這一類的化學(xué)鍵來講，將其切斷之后非常利于形成一種比較容易的化學(xué)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(jìn)行入手，選擇一個合適的連接部位對合成路線進(jìn)行全面的考慮和分析。

2 克霉唑的合成

深入性的研究發(fā)現(xiàn)，通過采用倒推法對整個工藝路線進(jìn)行設(shè)計，在實際設(shè)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(huán)循序。換句話來講，就是每個結(jié)合點中的單元反應(yīng)順序都可以在不同的條件下存在不同的安排和設(shè)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(jié)合具體化的形成情況進(jìn)行合理化的安排；另一方面，對于比較特殊的環(huán)境，可以通過采用實驗方式加強(qiáng)研究和分析，對相關(guān)化學(xué)鍵進(jìn)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(guān)鍵中間體（Ⅱ）的合成法在不同長度下表現(xiàn)的形式也各不相同，獲取鹵素的方法可以直接依據(jù)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(jìn)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(jìn)一步倒推分析

采用這種方法進(jìn)行制作，所獲取的產(chǎn)品的質(zhì)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(chǎn)生一些不良的過敏反應(yīng)，對患者的機(jī)體造成嚴(yán)重的影響。由于這條路線設(shè)計中通過采用格式試劑可以起到顯著的效果，不需要設(shè)置相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，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(xiàn)易燃、易爆的現(xiàn)象，這樣就會誘發(fā)各種安全問題，容易影響各方面的安全性和穩(wěn)定性。所以在工藝和設(shè)備上，都需要結(jié)合實際情況設(shè)置相應(yīng)的安全措施和防護(hù)對策，但是這樣一來就會對整個的生產(chǎn)造成一定程度上的限制和阻礙。化合物（Ⅱ）在基礎(chǔ)上也可以在鹵烴與苯傅-克的反應(yīng)下組合而成。

3 結(jié)語

通過對以上例子進(jìn)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(yīng)用效果和合理的排列情況。基于此，對于一個相對比較復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)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(xué)結(jié)構(gòu)的實際特點進(jìn)行全面的掌握，結(jié)合具體情況設(shè)置相應(yīng)的單元反應(yīng)，從而設(shè)計出不一樣的合成路線。在此次研究中通過對以上有機(jī)物的合成方法進(jìn)行了簡單的歸納和總結(jié)發(fā)現(xiàn)，對于有機(jī)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(shè)計的過程中要善于發(fā)現(xiàn)發(fā)生反應(yīng)的整個規(guī)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(zhuǎn)變，更好的完成合成路線的設(shè)計工作。