Stereochemical Considering In Planning Synthesis

Analisis dimulai dengan suatu pemeriksaan untuk menentukan jika ada metode yang dapat menyederhanakan molekul. Penyederhanaan akan memperpendek sintesis dan analisis retrosintetik diperkirakan akan mengikuri jalur tersebut. salah satu contoh penerapan aturan pendekatan strategi ikatan.

Analisis retrosintetik (retrosintesis) adalah teknik untuk merencanakan sintesis, terutama molekul organik yang kompleks, dimana molekul target kompleks (TM) direduksi menjadi urutan struktur yang semakin sederhana di sepanjang jalur yang pada akhirnya mengarah pada identifikasi yang sederhana atau bahan awal yang tersedia secara komersial (SM) dari mana a sintesis kimia kemudian dapat dikembangkan.

Analisis retrosintetik didasarkan pada reaksi yang diketahui (misalnya Reaksi Wittig, oksidasi, reduksi dll. Rencana sintetis dihasilkan dari analisis retrosintetik akan menjadi peta jalan untuk memandu sintesis target molekul.

Kekuatan analisis retrosintesis menjadi bukti dalam rancangan sintesis. Sasaran analisis retrosintesis adalah penyederhanaan struktur kimia. Seringkali, suatu sintesis akan memiliki lebih dari satu jalur sintesis yang mungkin. Retrosintesis cocok untuk mengungkap berbagai kemungkinan jalur sintesis yang berbeda dan membandingkannya berdasarkan logika dan panjang jalur. Perlu suatu basis data untuk setiap tahapan analisis, untuk menentukan komponen mana yang telah tersedia dalam literatur. Jika hal ini terjadi, tidak perlu eksplorasi lanjutan terhadap senyawa tersebut.

Sintesis adalah proses konstruksi yang melibatkan konversi molekul sederhana atau tersedia secara komersial menjadi kompleks molekul menggunakan reagen spesifik yang terkait dengan yang diketahui reaksi dalam skema retrosintetik.

Sintesis dapat dikelompokkan menjadi dua kategori besar :

Sintesis Linear

Dalam sintesis linier, molekul target disintesis melalui suatu serangkaian transformasi linear.

Sintesis Konvergen

Dalam sintesis konvergen, fragmen kunci dari molekul target disintesis secara terpisah atau independen dan kemudian disatukan pada tahap selanjutnya dalam sintesis untuk membuat molekul target.

Planning Synthesis

Ketika mengevaluasi berbagai skema retrosintetik dari molekul target, penting untuk mengenali fitur strategis dari molekul yang harus diperhatikan oleh sintesis.

Pertimbangkan sintesis kimiawi dari Muscalure untuk menghargai bagaimana dua rencana retrosintetik cocok, tetapi yang paling penting, perhatikan penggunaan reagen spesifik yang mengubah intermediet dalam skema retrosintetik pada molekul target.

Membandingkan dua jalur sintetis menunjukkan bahwa sementara rute Wittig adalah konvergen, stereokimia dari ikatan ganda tidak dikontrol secara stereospecifically.

Jalur linear reduksi parsial stereospesifik dari alkuna terminal adalah rute yang lebih disukai ke Muscalure.

Analisis retrosintetik dan perencanaan sintetis membutuhkan pelatihan (pengetahuan tentang kimia) dan pengalaman (aplikasi praktis dari kimia).

Pengetahuan knowledgebase yang lebih luas adalah dalam kimia organik, semakin banyak pilihan yang tersedia bagi seseorang untuk mengembangkan berbagai rute sintetis ke molekul target. Salah satu jalur retrosintetik ini dapat berubah menjadi lebih praktis dan dapat dieksekusi daripada yang lain.

Rencana sintetik yang baik harus mempertimbangkan mempertimbangkan keuntungan dari sintesis konvergen, jika memungkinkan, melalui sintesis linier.

Strategies in Synthetic Planning

1.      Berjuang Untuk Sukses Dan Manajemen Biaya Yang Baik

Dalam merencanakan sintesis menghasilkan sejumlah besar jalur retrosintetik ke molekul target : Periksa jalur retrosintetik ini untuk mengidentifikasi di antara mereka rute sintetik optimal yang reagennya tersedia dan murah.

2.      Konvergensi Vs Sintesis Linear

Ketika mempertimbangkan pemutusan dalam analisis retrosintetik dari molekul target yang kompleks, cobalah (jika mungkin) untuk membagi molekul menjadi dua bagian pada ikatan yang nyaman. Ini akan memungkinkan perumusan sintesis konvergen dengan beberapa mini-sintesis yang mengarah ke molekul target.

3.      Bidik Pemutusan Yang Mengarah Pada Penyederhanaan Terbesar Dari Molekul Target

Mengingat pilihan pemutusan mungkin, yang terletak di titik-titik cabang atau pada cincin lebih strategis karena mereka biasanya memberikan fragmen rantai lurus yang lebih cenderung tersedia secara komersial atau hanya disiapkan.

4.      Identifikasi Dan Manfaatkan Simetri Yang Melekat Dalam Suatu Molekul Target

Memanfaatkan simetri di TM atau intermedietnya dapat secara dramatis menyederhanakan retrosintesisnya. Ini juga dapat memberikan kesempatan untuk mengidentifikasi jalur konvergen dalam sintesis.

5.      Perkenalkan Gugus Fungsi Reaktif Pada Tahap Akhir Sintesis

Seringkali sulit untuk secara selektif bereaksi pada kelompok fungsional yang kurang reaktif ketika fungsi yang lebih reaktif hadir dalam molekul yang sama. Kelompok-kelompok fungsional reaktif seperti itu biasanya termasuk yang pertama terputus selama analisis retrosintetik.

Analisis retrosintetik asam 2,4-dichlorophenoxyacetic (2,4-D), herbisida umum untuk kontrol gulma berdaun lebar, ditunjukkan di bawah ini :

Sintesis Dari Weed-Killer, 2,4-D

Berdasarkan rencana retrosintesis sebelumnya, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) dapat disintesis seperti yang ditunjukkan di bawah ini :

Sintesis Alternatif Pembunuh Gulma, 2,4-D

Sintesis 2,4-D juga dapat didekati berdasarkan pada alternatif retrosintetik dan rencana sintetik yang disorot di bawah ini :

6.      Selama Analisis Retrosintesis Memperkenalkan Kelompok Fungsional Tambahan, Jika Perlu, Untuk Memfasilitasi Pemutusan Lebih Lanjut: Strategi Fungsional Penambahan Kelompok (FGA)

Strategi penambahan kelompok fungsional dalam analisis retrosintetik melibatkan pengenalan kelompok fungsional tambahan di lokasi strategis dalam retron, jika perlu, untuk memandu pemutusan lebih lanjut berdasarkan reaksi pembuatan ikatan kuat yang diketahui.

Penambahan grup fungsional mis. ikatan ganda atau gugus karbonil dapat berfungsi untuk mengarahkan reaktivitas ke lokasi spesifik dari suatu molekul yang secara signifikan menyederhanakan sintesis.

Strategi Penambahan Kelompok Fungsional

Sebagai contoh, seseorang dapat memperkenalkan gugus karbonil dalam molekul target sikloheksana tersubstitusi yang dapat membantu memandu pengenalan substituen melalui alkilasi enolat.

7.      Gunakan Kelompok Pelindung Jika Tidak Bisa Dihindari

Mengingat bahwa penggunaan kelompok pelindung menambah jumlah langkah sintesis, gunakan hanya ketika benar-benar diperlukan.

Stereochemical Strategies

Sejumlah pereaksi kimia memiliki kebutuhan stereokimia yang berbeda. Transformasi stereokimia (seperti penataan ulang Claisen dan reaksi Misunobu) dapat menghilangkan atau memindahkan kekhiralan yang diinginkan sehingga menyederhanakan target.

Strategi berbasis-stereokimia terdiri atas penghapusan stereosentris dan stereorelasi yang terkendali.

Stereokontrol seperti itu dapat muncul dari kontrol struktur substrat atau dari kontrol mekanisme transformasi.

Dalam kasus yang kemudian, retron dari transformasi tertentu mengandung informasi stereokimia kritis (absolut atau relatif) pada satu atau lebih stereocenters.

Stereocomplexity tergantung pada jumlah elemen stereogenik yang ada dalam sebuah molekul dan lokasi spasial dan topologi mereka relatif satu sama lain.

Unsur stereogenik adalah fokus stereoisomerisme (pusat stereogenik, sumbu, atau bidang) dalam molekul seperti itu bahwa pertukaran dua ligan (yaitu 1 dan 2) yang melekat pada atom dalam molekul seperti itu mengarah ke stereisomer.

Dari sudut pandang sintetis, pengenalan pusat-pusat stereogenik baru ke dalam TGT biasanya dicapai dengan menggunakan dua proses yang berbeda secara mendasar :

Paling sering melalui penambahan satu atau wajah stereoheterotopic (enantio- atau diastereotopic) lainnya dari ikatan rangkap, tetapi juga dengan modifikasi selektif atau penggantian ligan stereoheterotopic.

Dari sudut pandang retrosintetik, penghapusan selektif unsur-unsur stereogenik tergantung pada ketersediaan transformasi stereosimplifikasi, pembentukan retron yang diperlukan dan kehadiran lingkungan spasial yang menguntungkan di prekursor yang dihasilkan oleh aplikasi transformasi tersebut. Stereokontrol pada transformasi stereosimplifikasi dapat diandalkan :

1.      Mekanisme

2.      Substrat atau reagen struktur bias (efek sterik / stereoelectronic harus dipertimbangkan)

PERTANYAAN  :

1. Sintesis dibagi menjadi dua kategori besar yaitu sintesis linear dan konvergen, Apa perbedaan pada kategori tersebut ?

2. Mengapa stereokimia harus dipertimbangkan ? Dan dari mana asal stereokimia tersebut ?