三、转换方式的选择及应用

在目标分子的合成中,常常会涉及许多不同类型的反应。其中一些反应用于构建分子骨架、立体中心或生成主要官能团。在目标分子的逆合成分析中,能够对目标分子起到简化作用的转换方式叫作“导向转换方式的反(逆)合成研究”(transform-guided retrosynthesis search)。对于特定目标分子,其逆合成分析可以是多步的,但每一步都需要有一个简化方式,这种简化方式称为“目标转换”(T-goal)。因此,研究转换方式策略的任务就是通过研究、比较、筛选,最终选择和确定T-goal,从而实现对目标分子的简化。表2-6列出了一些典型转换反应及其构建的结构单元。

表2-6 一些转换方式及应用

例如,目标分子中含有六元环结构,通常的目标转换方式为Diels-Alder反应和[2+4]加成反应:

这里要考虑的是2,3-双键建立的难易程度;二烯体的C2-C3键和亲二烯体C5-C6的对称性或潜在对称性;适当的Diels-Alder反应转换类型;二烯体和亲二烯体中有利的或不利的不对称取代、电子活性;取代基的立体效应;1,4-、1,6-、4,5-、5,6-位的立体关系、环的连接和过渡单元及其不利的不饱和度、杂原子等的不同影响……以确定恰当的Diels-Alder反应转换类型,确保反应的顺利进行。

反合成子概念的提出及相关策略的应用,极大地降低了有机合成设计的难度。随着有机合成学科和技术的不断发展,将会有越来越多的反合成子被提出和确定,这将极大地完善相应的数据库,并使计算机辅助路线设计越来越具有实用性。