有机化合物合成路线设计的相关分析

叶 勇，车晓伟

（中节能万润股份有限公司，山东 烟台 264000）

在对有机物的结构进行分析的过程中，首先需要对主环的骨架与基本骨架进行划分，对侧链与功能基的情况进行划分，并分清两者之间相几何的情况，便于更好的与相关部位进行结合；其次，需要站在主环的形成方法、基本的碳架组合方式上进行全面的分析和考虑。如果属于吸收性的化合物，在此基础上还需要对整个主体构型的实际所需进行全面的考虑。

1 有机化合物合成路线设计方法

对于有机合成路线的内容来讲非常的复杂，路线设计的方法也非常多，而且在实际应用过程中也会出现一定的变化。根据多种特殊的结构物质合成方法，可以更好的完成相关有机化合物的合成路线设计［1］。有机物合成路线设计方法在实际应用过程中主要采用四种方法，方分别为：类型反应法、分子对称法、追溯求源法、模拟类推法。追溯求源法，在实际应用过程中也会将其称之为倒推法，或者是逆向合成分析法，该设计方法的主要思维程序如下：产品→中间产物→原料。以倒推法为研究对象深入开展相关的研究方法，主要是以机物的虎穴结构式为源头严格按照有机物的定义进行操作，并在相关部位上采取有效的方式将其切断，切断程度以碎片形状为基准，之后再将切断的碎片合成起来。在合成的过程中一定要注意以下几点：需要一步一步的向上进行推导，换句话来讲，有机物中的最后一个结合点可以直接作为合成路线设计的主要条件，在此基础上需要对前一步的中间体基于深入性的分析和研究，经过中间所发生的相关反应进而得到一定程度上的产物；之后再从中间体的结合点出发对前一步的中间体进行分析，并对可能发生的任何情况给予全面的判断，判断其主要是采用什么的反应来获取新的产物。通过不断反复前进，持续性的向前推进，直到达到最初的一步得到化工原料之后既可以完成操作。对于一个较大的分子，其切断部位非常的多，切断之后要以碎片为起始点，逐步采用向上的方法进行倒推可以设计各种类型的合成路线。

应用沃氏在“有机合成设计”中所用的术语包括以下几种，切断：主要表示为将其中的一个分子中的某一个键切断，这样一来分子就会直接分成两种形式，其中一种形式是某种的中间体，另一种形式是某种原料，采用“⇒”来表示，即为整个化学反应的逆过程［2］。用“∫”表示某一个键被切断。官能团转移主要经过相联系的化学反映，一个官能团直接转化成另一种形成的官能团，并且将其进行切断［3］。

在切断的过程中，为了更好的选择一个合适的位置进行切断，需要对有机化学的相关内容和操作方式进行全面的掌握。只有熟练度达到一定的标准才可以找到准确的位置将其切断，并且切断的部位也就会随之变得更多。尤其是在近几年，科学技术得到了前所未有的发展，并且在多个方面中都得以广发的应用。在基础上也使有机合成法在此环境下得到了迅速的发展与进步，获取更多新型的化学反应，这样一来可以为切断新的部位提供相关有利的数据支持。有机化合物中经常包含的结构有碳原-杂原子键的结构，如C—N，C—O，C—S键等。对于这一类的化学键来讲，将其切断之后非常利于形成一种比较容易的化学键，最常见的有C—C。因此，在整个研究的过程中需要先从碳原子-杂键进行入手，选择一个合适的连接部位对合成路线进行全面的考虑和分析。

2 克霉唑的合成

深入性的研究发现，通过采用倒推法对整个工艺路线进行设计，在实际设计的过程中一旦存在的形成顺序是由两个连接部位形成，或者是两个以上的连接部位形成的循环循序。换句话来讲，就是每个结合点中的单元反应顺序都可以在不同的条件下存在不同的安排和设置。在安排的过程中要从两个方面入手，一方面，站在理论的角度上结合具体化的形成情况进行合理化的安排；另一方面，对于比较特殊的环境，可以通过采用实验方式加强研究和分析，对相关化学键进行针对性的选定。例如：抗霉菌药物克霉唑（Ⅰ），首先将C—N键切断，切断之后就可以得到二个中间体，其中一个使邻氯苯基二苯基氯甲烷（Ⅱ），另一个是咪唑（Ⅲ）。见图1。

图1 抗霉菌药物克霉唑的倒推分析

关键中间体（Ⅱ）的合成法在不同长度下表现的形式也各不相同，获取卤素的方法可以直接依据由羟基卤代得到。前一步的中间体为第三醇，因为这样可以在酯与格氏试剂的换将的条件下对其进行合理化的制作（图2）。还有研究表明，采用酮与格氏试剂的作用也可以制作而成。

图2 中间体Ⅱ的进一步倒推分析

采用这种方法进行制作，所获取的产品的质量非常好，但是对于化合物（Ⅳ）来讲，对于人体在某种情况下会对人们产生一些不良的过敏反应，对患者的机体造成严重的影响。由于这条路线设计中通过采用格式试剂可以起到显著的效果，不需要设置相关的要求和标准，但是无水要求相对比较高，并且溶剂中所存在的乙醚容易出现易燃、易爆的现象，这样就会诱发各种安全问题，容易影响各方面的安全性和稳定性。所以在工艺和设备上，都需要结合实际情况设置相应的安全措施和防护对策，但是这样一来就会对整个的生产造成一定程度上的限制和阻碍。化合物（Ⅱ）在基础上也可以在卤烃与苯傅-克的反应下组合而成。

3 结语

通过对以上例子进行分析和研究可知，合成路线主要就是各种单元所反映出的一种合理应用效果和合理的排列情况。基于此，对于一个相对比较复杂的化学结构来讲，在不同的部位上将其切断，得到的合成路线也就各不相同，只有对整个化学结构的实际特点进行全面的掌握，结合具体情况设置相应的单元反应，从而设计出不一样的合成路线。在此次研究中通过对以上有机物的合成方法进行了简单的归纳和总结发现，对于有机物化合物的合成需要坚持真理，坚持实事求是的原则，并在整个路线设计的过程中要善于发现发生反应的整个规律性和变化的情况，确保其合成路线可以由难逐渐向简单转变，更好的完成合成路线的设计工作。