[科普中國(guó)]-合成子

通過(guò)已知合成方法（或合成操作）能夠與有機(jī)分子相連接的化學(xué)結(jié)構(gòu)單元。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的合成子有如甲基陰離子，而復(fù)雜的可如甾體的烯醇負(fù)離子。通過(guò)對(duì)合成子的分析可以把各種有機(jī)反應(yīng)分類，并應(yīng)用于有機(jī)化合物合成路線的設(shè)計(jì)。合成子是有機(jī)合成設(shè)計(jì)的基本概念之一，常常是逆合成分析的關(guān)鍵。

釋義合成子是有機(jī)合成設(shè)計(jì)的基本概念之一。要很好地應(yīng)用逆合成分析理論，首先需要了解一些相關(guān)的基本概念和術(shù)語(yǔ)。逆合成分析是一種邏輯推理的分析過(guò)程。它將目標(biāo)分子按照一定的規(guī)律通過(guò)切斷或轉(zhuǎn)換推導(dǎo)出目標(biāo)分子的合成子或與合成子相對(duì)應(yīng)的試劑。逆合成分析用雙箭頭表示。其一般式可表達(dá)為：

在分子中的化學(xué)鍵進(jìn)行切斷時(shí)所產(chǎn)生的分子碎片稱為合成子或叫合成元。合成子可以是正、負(fù)離子，也可以是電中性的。

根據(jù)Corey的定義：凡是能用已知的或者合理的合成操作，將有機(jī)分子連接起來(lái)的結(jié)構(gòu)單元都稱為合成子。所謂結(jié)構(gòu)單元，實(shí)際上是指在對(duì)目標(biāo)分子（待合成的化合物，用TM表示）進(jìn)行結(jié)構(gòu)剖析時(shí)，分子中的化學(xué)鍵被斷開(kāi)而生成的分子碎片。通過(guò)這些碎片能看出它們與某一簡(jiǎn)單分子的聯(lián)系，從而容易導(dǎo)出可能的起始原料和合成路線。例如含有11個(gè)共軛雙鍵的β-胡蘿卜素，可以視為β-紫羅蘭酮衍生物的二聚體。這樣可將其兩端的第二個(gè)雙鍵斷開(kāi)（用一根波紋線穿過(guò)該鍵表示斷開(kāi)），可以得到有兩個(gè)取代環(huán)己烯基鏈的分子碎片，此即合成β-胡蘿卜素的合成子。

合成子分類正離子合成子稱為受體合成子（acceptor synthon），簡(jiǎn)稱a，負(fù)離子稱為供體合成子（donor synthon），簡(jiǎn)稱d。如下圖所示切斷中產(chǎn)生的兩個(gè)片段均為合成子，它們分別是受體合成子和供體合成子。

異裂切斷可以得到給電子合成子和接受電子的合成子。如圖所示舉例以及獲得的合成等價(jià)物。合成子是分子在切斷時(shí)產(chǎn)生的片段，它們往往是活性中間體或?qū)嶋H上并不存在的結(jié)構(gòu)片段。在合成時(shí)，真正使用的是與合成子相對(duì)應(yīng)的試劑，稱為合成等價(jià)物。

均裂切斷可以得到兩個(gè)電中性的自由基合成子（合成元），電中性的中性原子可以簡(jiǎn)寫為r。

電環(huán)化切斷產(chǎn)生兩個(gè)電中性的合成元，簡(jiǎn)寫為e。如下圖所示的D-A反應(yīng)的逆合成分析產(chǎn)生的兩個(gè)中性合成元。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李廉 - 副教授 - 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)