Retrosentetik analiz

Retrosentetik analiz, organik sentezlerin planlanmasındaki problemleri çözmek için kullanılan bir tekniktir. Bu, reaktiflerle herhangi bir potansiyel reaktivite/etkileşimden bağımsız olarak bir hedef molekülün daha basit öncü yapılara dönüştürülmesiyle elde edilir. Her bir öncü malzeme aynı yöntem kullanılarak incelenir. Bu prosedür, basit veya ticari olarak temin edilebilen yapılara ulaşılıncaya kadar tekrar edilir. Bu daha basit/ticari olarak temin edilebilen bileşikler, hedef molekülün bir sentezini oluşturmak için kullanılabilir. Elias James Corey bu kavramı The Logic of Chemical Synthesis kitabında resmileştirdi.
Retrosentetik analizin gücü, bir sentezin tasarımında ortaya çıkar. Retrosentetik analizin amacı yapısal basitleştirmedir. Genellikle, bir sentezin birden fazla olası sentetik yolu olacaktır. Retrosentez, farklı sentetik yolları keşfetmek ve bunları mantıklı ve anlaşılır bir şekilde karşılaştırmak için çok uygundur. Bir bileşenin literatürde zaten mevcut olup olmadığını belirlemek için analizin her aşamasında bir veri tabanına başvurulabilir. Bu durumda, bu bileşiğin daha fazla araştırılmasına gerek olmayacaktır. Bu bileşik varsa, bir senteze ulaşmak için geliştirilen sonraki adımlar için bir atlama noktası olabilir.
Tanımlar
Ayrılmaİki (veya daha fazla) synthon oluşturmak için bir bağın kırılmasını içeren retrosentetik bir adım.
RetronBelirli dönüşümleri mümkün kılan minimal bir moleküler altyapı.
Retrosentetik ağaçTek bir hedefin birkaç (veya tüm) olası retrosentezinin yönlendirilmiş asiklik grafiği.
SentonBu hedef molekülden türetilen, bir sentezin oluşumuna yardımcı olan bir bileşik parçası. Bir senton ve buna karşılık gelen ticari olarak temin edilebilen sentetik eşdeğeri aşağıda gösterilmiştir:
HedefArzu edilen son bileşik.
DönüştürmeSentetik bir reaksiyonun tersi; tek bir üründen başlangıç materyallerinin oluşumu.
Örnek
Bir örnek, retrosentetik analiz kavramının kolayca anlaşılmasına izin verecektir.
Fenilasetik asit sentezinin planlanmasında iki senton tanımlanır. Bir nükleofilik "-COOH" grubu ve bir elektrofilik "PhCH2+" grubu. Elbette, her iki senton da kendi başına mevcut değildir; sentonlara karşılık gelen sentetik eşdeğerler, istenen ürünü üretmek için reaksiyona sokulur. Bu durumda, siyanür anyonu −COOH sentonunun sentetik eşdeğeridir, benzil bromür ise benzil sentonu için sentetik eşdeğeridir.
Retrosentetik analiz ile belirlenen fenilasetik asit sentezi şu şekildedir:
PhCH2Br + NaCN - PhCH2CN + NaBr
PhCH2CN + 2 H2O - PhCH2COOH + NH3
Aslında, fenilasetik asit, benzil klorürün sodyum siyanür ile analog reaksiyonu ile hazırlanan benzil siyanürden sentezlenmiştir.
Stratejiler
Fonksiyonel grup stratejileri
Fonksiyonel grupların manipülasyonu, moleküler karmaşıklıkta önemli azalmalara yol açabilir.
Stereokimyasal stratejiler
Çok sayıda kimyasal hedefin farklı stereokimyasal talepleri vardır. Stereokimyasal dönüşümler (Claisen yeniden düzenlemesi ve Mitsunobu reaksiyonu gibi) istenen kiraliteyi kaldırabilir veya aktarabilir, böylece hedefi basitleştirir.
Yapı-hedef stratejileri
Bir sentezi istenen bir ara ürüne yönlendirmek, bir analizin odağını büyük ölçüde daraltabilir. Bu, çift yönlü arama tekniklerine izin verir.
Dönüşüme dayalı stratejiler
Dönüşümlerin retrosentetik analize uygulanması, moleküler karmaşıklıkta güçlü azalmalara yol açabilir. Ne yazık ki, güçlü dönüşüme dayalı retronlar, karmaşık moleküllerde nadiren bulunur ve varlıklarını oluşturmak için genellikle ek sentetik adımlara ihtiyaç vardır.
Topolojik stratejiler
Bir veya daha fazla anahtar bağ kopukluğunun belirlenmesi, anahtar yapıların tanımlanması için anahtar alt yapıların tanımlanmasına veya yeniden düzenleme dönüşümlerinin tanımlanmasının zor olmasına yol açabilir.
Halka yapılarını koruyan bağlantı kesilmeleri teşvik edilir.
7 üyeden daha büyük halkalar oluşturan bağlantı kesilmeleri önerilmez.
Bağlantısızlık, yaratıcılığı içerir.