逆合成分析，由 E.J. Corey（1990 年诺贝尔奖）是一种规划有机合成的系统方法。化学家从目标分子开始逆向工作，通过策略性的断开来揭示更简单的前体结构。每次断开都对应于正向的已知化学反应。该过程持续进行，直至所有片段均可商购或易于制备起始材料。合成子是代表反应形式的理想化片段（通常是带电物质）；合成等效物是实验室中实际使用的试剂。

断开连接和功能组相互转换

一组 C-X 断开移除一个官能团以简化分子。例如，醇可以通过还原追溯到羰基化合物；烷基氯通过氯化可追溯到醇。两组 C-X 断开涉及官能团之间的关系，例如 1,2-、1,3-、1,4- 和 1,5- 双官能模式。 1,3-二羰基基序表明克莱森缩合断开； 1,5-二羰基表明发生迈克尔加成，然后发生醇醛缩合反应。官能团互变（FGI）将一种官能团转变为另一种官能团，而不改变碳骨架，从而提供了替代的合成途径。

保护群体策略

保护基团暂时掩盖反应性官能团，以防止分子中另一个位点转化过程中的干扰。通常使用相应的氯硅烷和咪唑将醇保护为甲硅烷基醚（TMS、TBS、TIPS）；使用氟化物 (TBAF) 或弱酸实现脱保护。使用乙二醇和对甲苯磺酸将羰基保护为缩醛或缩酮；脱保护需要酸水溶液。在正交脱保护条件下，胺被保护为氨基甲酸酯（Boc、Cbz、Fmoc）。理想的保护基团以高收率引入，对计划的反应条件稳定，并且选择性地去除而不影响其他官能团。

收敛与线性综合

线性合成从原料到产物逐步进行：A→B→C→D→E→F。每一步都会成倍地降低总产率；每步产率为 80% 的十步线性合成仅给出 10.7% 的总产率。收敛合成独立组装片段并在序列后期将它们连接起来，从而显着提高产量。例如，两个五步片段（每个片段的产量为 80%）在最后一步中连接，产量为 0.8⁵ × 0.8⁵ × 0.8 = 13.4%，而线性序列的产量为 0.811 = 8.6%。收敛方法是复杂分子合成的首选策略。

合成中的选择性

化学选择性需要区分不同的官能团，例如，在酯存在的情况下使用 NaBH₄ 还原酮。区域选择性控制分子中的哪个位置发生反应，例如芳环的邻位、间位或对位的亲电取代。立体选择性包括非对映选择性（优先形成一种非对映异构体）和对映选择性（优先形成一种对映异构体，通过手性助剂、手性催化剂或酶拆分实现）。选择性的控制通常是复杂分子合成中的核心挑战。

战略中的关键命名反应

由于其可靠性和立体化学可预测性，一些反应成为逆合成计划的主要内容。羟醛反应在立体化学控制下构建 1,3-二醇和 β-羟基羰基基序（埃文斯助剂）。维蒂希反应为烯烃提供了确定的双键位置。 Diels-Alder 反应一步组装具有多达四个立构中心的六元环。钯催化的交叉偶联（Suzuki、Heck、Negishi、Sonogashira）在温和条件下形成具有高官能团耐受性的 C-C 键。计算机辅助逆合成（例如，LHASA 程序，最近 Bartosz Grzybowski 和 IBM 的工作）使用已知反应的数据库来自动提出合成路线。