逆合成分析法

一般来说，合成有机化合物的过程如下：

[目标化合物][中间体][中间体][基础原料][副产物][副产物][辅助原料][辅助原料][辅助原料] [?][?][?]

逆合成分析法与之相反，是从合成产物的分子结构入手，将分子中的某个键切断（也可以对切断后的小分子再切断），使分子转变为一种可能得到的原料。

逆合成分析法还有一种理解，就是按与实际合成相反的顺序，从合成产物反向推理，直到找到原料。如下示意图：

[目标化合物][中间体][中间体][基础原料][?][?][?]

基本思路如下：

[观察目标分子结构][目标分子的碳架特征，以及官能团的种类和位置][目标分子的碳架构建，以及官能团引入和转][以绿色合成思想为指导][由目标分子逆推分子并设计合成路线][对不同的合成路径进行优选]

1. 断酯基或肽键

许多合成产物属于酯或多肽，有的甚至是高分子。如果发现合成产物中有酯基或肽键，在逆向合成时，一般做法是先从酯基或肽键处切断，再根据具体情况将切断后的小分子变成原料。

例1 写出合成下列物质的原料。

（1）CH3COOCH2CH2=CH2

（2）HOOCCOOCH2CH2OH

（3）CH3（CH2）CONHCHCCOOHCH2C6H5

解析 （1）合成CH3COOCH2CH=CH2时切断位置是CH3CO OCH2CH=CH2，从而变成乙酸和丙烯醇。

（2）合成HOOCCOOCH2CH2OH时的切断位置是HOOCCO OCH2CH2OH，从而变成乙二酸和乙二醇。

（3）合成CH2（NH2）CONHCH（COOH）CH2C6H5时切断位置是CH2（NH2）CO NHCH（COOH）CH2C6H5，从而变成了甘氨酸和苯丙氨酸。

2. 用好题给信息

由于我们的合成手段还很有限，所以合成题一般都会给出新信息，要求我们有足够的学习和应用能力。对于这类题，一定要从结构上找出合成产物（或其切断后的小分子）与信息的联系。

例2 已知两个醛分子在一定条件下可以发生如下反应：

[R―CH2―CH=O+R′―CH―CHO] [OH-] [H] [H]

[R―CH2―CH―C―CHO] [-H2O][][RCH2CH=C―CHO][R′] [R′] [OH H]

巴豆酸（CH3-CH=CH-COOH）主要用于制合成树脂或作增塑剂。现应用乙烯和其他无机原料合成巴豆酸。根据以上信息，请写出各步反应的化学方程式，并指出反应的类型。

解析 观察巴豆酸（CH3-CH=CH-COOH）中有一个羧基和一个碳碳双键，题给信息的产物结构与之相似，仅是醛基与羧基的区别。于是，可设计如下路线：

CH2=CH2C2H5OHCH3CHO[CH3CHCH2CHO][OH] CH3-CH=CH-CHO巴豆酸

仔细分析会发现上述路线有问题，因为工业上用氧气将CH3―CH=CH―CHO的醛基氧化成羧基时，碳碳双键也将被氧化。所以，设计如下合成路线：

CH2=CH2C2H5OHCH3CHO[CH3CHCH2CHO][OH] [CH3CCH2COOH][O] [CH3CHCH2COOH][OH] 巴豆酸

3. 基团先上后消

较复杂的合成题还涉及到基团的保护、基团的定位、基团的消去等，从产物入手逆向思考往往也不那么顺利，需要我们结合题给信息、所学知识大胆尝试，多方位考虑。

例3 用乙炔和适当的无机试剂为原料，合成 [Br] [Br][Br] 。

已知信息有：

[NH2][+3Br2（水）] [NH2][+3HBr][Br] [Br][Br]

[NH2][+HCl+HNO3] [N2Cl][+H2O][H+] [N2Cl][+H3PO2+H2O] [] [+N2+HCl+H3PO3]

解析 观察得知，原料是碳链化合物，产品是芳环化合物，而且带有处于间位的3个溴原子。从乙炔得到苯是很容易的，然后由苯制间三溴苯，看起来只有一步之遥，可是，直接溴代却又得不到。怎么办？只有充分利用信息，先上一个基团（氨基），由它的定位效应在苯环上的三个邻位溴原子，再想办法将氨基消掉。联系已知信息设计出如下合成路线：

乙炔苯硝基苯苯胺 [Br] [Br][Br][NH2] [Br] [Br][Br][N2Cl] [Br] [Br][Br]

1. 由环己醇制取己二酸己二酯，最简单的流程途径顺序正确的是（ ）

①取代反应 ②加成反应 ③氧化反应 ④还原反应 ⑤消去反应 ⑥酯化反应 ⑦中和反应 ⑧缩聚反应

A.③②⑤⑥ B.⑤③④⑥

C.⑤②③⑥ D.⑤③④⑦

2. 已知： [+] []，如果要合成 所用的原始原料可以是（ ）或（ ）

3. 对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成，已知苯环上的硝基可被还原为氨基， ―NO2 [Fe，HCl] ―NH2，产物苯胺还原性强，易被氧化。则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是（ ）

A.甲苯 [硝化]X [氧化甲基]Y [还原硝基]对氨基苯甲酸

B.甲苯 [氧化甲基]X [硝化]Y [还原硝基]对氨基苯甲酸

C.甲苯 [还原硝基]X [氧化甲基]Y [硝化]对氨基苯甲酸

D.甲苯 [硝化]X [还原硝基]Y [氧化甲基]对氨基苯甲酸

1. B 【解析】 该过程的流程为：

[环己醇][消去][氧化][环己烯] [己二醛][氧化] [己二酸][己二醇] [己二酸][己二酯] [H2加成]

2. 【解析】 如果以虚线 断裂可得起始原料 、 ，即2，3-二甲基-l，3-丁二烯和丙炔；如果以虚线 断裂可得起始原料 、 ，即2-甲基-l，3-丁二烯和2-丁炔。

3. A 【解析】 由甲苯制取产物时，需发生硝化反应引入硝基，再还原得到氨基，将甲基氧化才得到羧基；但氨基易被氧化，故在硝基被还原前，应先将甲基氧化为羧基，因此，整个合成过程是先进行硝化反应，再将甲基氧化为羧基，最后将硝基还原为氨基。