stringtranslate.com

Ретросинтетический анализ

Ретросинтетический анализ — это метод решения проблем при планировании органических синтезов . Это достигается путем преобразования целевой молекулы в более простые структуры-предшественники независимо от потенциальной реакционной способности/взаимодействия с реагентами. Каждый материал-предшественник исследуется с использованием одного и того же метода. Эта процедура повторяется до тех пор, пока не будут получены простые или коммерчески доступные структуры. Эти более простые/коммерчески доступные соединения могут быть использованы для формирования синтеза целевой молекулы. Э. Дж. Кори формализовал эту концепцию в своей книге «Логика химического синтеза» . [1] [2] [3]

Сила ретросинтетического анализа становится очевидной при разработке синтеза. Целью ретросинтетического анализа является структурное упрощение. Часто синтез будет иметь более одного возможного синтетического пути. Ретросинтез хорошо подходит для обнаружения различных синтетических путей и сравнения их логическим и простым способом. [4] На каждом этапе анализа можно обращаться к базе данных, чтобы определить, существует ли компонент в литературе. В этом случае не потребуется дальнейшего изучения этого соединения. Если это соединение существует, оно может стать отправной точкой для дальнейших шагов, разработанных для достижения синтеза.

Определения

Отключение
Ретросинтетический этап, включающий разрыв связи с образованием двух (или более) синтонов .
Ретрон
Минимальная молекулярная субструктура, обеспечивающая определенные преобразования.
Ретросинтетическое дерево
Направленный ациклический граф нескольких (или всех) возможных ретросинтезов одной цели.
Синтон
Фрагмент соединения, который помогает в формировании синтеза, полученного из этой целевой молекулы. Синтон и соответствующий коммерчески доступный синтетический эквивалент показаны ниже:
Цель
Желаемое конечное соединение.
Трансформировать
Обратная реакция синтеза: образование исходных материалов из одного продукта.

Пример

Ниже представлен ретросинтетический анализ фенилуксусной кислоты :

Ретросинтетический анализ фенилуксусной кислоты

При планировании синтеза идентифицируются два синтона. Нуклеофильная группа "-COOH" и электрофильная группа "PhCH 2 + ". Оба синтона не существуют в том виде, в котором они написаны; синтетические эквиваленты, соответствующие синтонам, реагируют для получения желаемого продукта. В этом случае цианид-анион является синтетическим эквивалентом для синтона − COOH, в то время как бензилбромид является синтетическим эквивалентом для бензилсинтона.

Синтез фенилуксусной кислоты, определенный с помощью ретросинтетического анализа, выглядит следующим образом:

PhCH 2 Br + NaCN → PhCH 2 CN + NaBr
PhCH2CN + 2H2O → PhCH2COOH + NH3​

Фактически, фенилуксусная кислота была синтезирована из бензилцианида [5] , который в свою очередь был получен аналогичной реакцией бензилбромида с цианидом натрия [6] .

Стратегии

Функциональные групповые стратегии

Манипулирование функциональными группами может привести к значительному снижению молекулярной сложности.

Стереохимические стратегии

Многочисленные химические мишени имеют различные стереохимические требования. Стереохимические преобразования (такие как перегруппировка Кляйзена и реакция Мицунобу ) могут удалять или переносить желаемую хиральность, тем самым упрощая мишень.

Стратегии структурно-целевого назначения

Направление синтеза на желаемый промежуточный продукт может значительно сузить фокус анализа. Это позволяет использовать двунаправленные методы поиска.

Стратегии, основанные на трансформации

Применение преобразований к ретросинтетическому анализу может привести к значительному снижению молекулярной сложности. К сожалению, мощные ретроны на основе преобразований редко присутствуют в сложных молекулах, и для установления их присутствия часто требуются дополнительные синтетические шаги.

Топологические стратегии

Идентификация одного или нескольких разрывов ключевых связей может привести к идентификации ключевых подструктур или трудно идентифицируемых перегруппировочных преобразований с целью идентификации ключевых структур.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ EJ Corey, XM. Cheng (1995). Логика химического синтеза . Нью-Йорк: Wiley. ISBN 978-0-471-11594-6.
  2. ^ EJ Corey (1988). «Ретросинтетическое мышление – основы и примеры». Chem. Soc. Rev. 17 : 111–133. doi :10.1039/CS9881700111.
  3. ^ EJ Corey (1991). «Логика химического синтеза: многоступенчатый синтез сложных карбогенных молекул (Нобелевская лекция)» (переиздание) . Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 30 (5): 455–465. doi :10.1002/anie.199104553.
  4. ^ Джеймс Ло и др.: «Route Designer: A Retrosynthetic Analysis Tool Utilizing Automated Retrosynthetic Rule Generation», Журнал химической информации и моделирования (ACS JCIM) Дата публикации (веб): 6 февраля 2009 г.; doi : 10.1021/ci800228y, http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ci800228y
  5. ^ Вильгельм Веннер (1963). "Фенилацетамид". Органические синтезы; Собрание томов , т. 4, стр. 760.
  6. ^ Роджер Адамс; А. Ф. Тал (1941). "Бензилцианид". Органические синтезы{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ); Собрание томов , т. 1, стр. 107.

Внешние ссылки

В Викицитатнике есть цитаты, связанные с ретросинтетическим анализом .