制药工艺学:新世纪第三版(全国中医药行业高等教育“十四五”规划教材)
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二、合成子

由相应的已知或可靠的反应进行转化所得的结构单元称为“合成子”(synthon),由合成子继续推导(用虚线“┄”表示)得到相应的试剂或中间体,有时合成子本身即是中间体。合成子是组成目标分子或中间体骨架的各个单元结构的活性形式,根据构建碳-碳键的需要,可以是离子形式,也可以是自由基形式或中性分子形式。前两者合成子是不稳定的,其实际存在的形式称其为“等价试剂”(equivalent reagent),而中性分子合成子和其等价试剂在形式上是完全相同的,主要指周环反应所需的合成子,见表2-1。

表2-1 碳骨架分拆举例

1.离子合成子 因大多数碳-碳键是通过离子型缩合反应形成,所以离子合成子是最常见的一种合成子形式。根据合成子的亲电或亲核性质,把合成子分为还原性或亲电性(接受电子的)和氧化性或亲核性(提供电子的)两种,前者称为“(a)合成子”,后者称为“(d)合成子”,并把(a)(d)写在合成子的中心碳原子上,它们的等价试剂可分别成为亲电和亲核试剂。若同一种分子上存在不同性质的合成子,则就可以通过分子内缩合反应而形成新的碳-碳键。

2.自由基合成子 自由基合成子是通过自由基反应而形成的碳-碳键所需的自由基活性形式,以(r)合成子表示。

3.周环反应合成子 在周环反应中形成碳-碳键所需的合成子,是实际存在的中性分子,以“(e)合成子”表示,如在电环化反应中二烯和亲二烯试剂均为“(e)合成子”。

合成子的形式取决于转化所需要的反应类型。由于药物分子的合成是从简单的小分子到复杂的大分子过程,所以碳骨架分拆(disconnection)是转化的主要形式。碳骨架分拆根据不同情况,得到的合成子包含了合成子的所有类型。我们试举一些实例来具体说明:

从表2-1可见,不稳定的(a)(d)(r)型合成子实际上是反应过程中所需要的具体结构单元,因此其所对应的试剂并不是唯一的,比如异裂第二个例子中的烯醇锂试剂完全可以替换成相应的烯醇硅烷醚,当然反应条件由于所用试剂的不同会相应地发生变化。