Retrosyntetická analýza

Retrosyntetická analýza je metoda sloužící k plánování organických syntéz. Spočívá v přeměně cílové molekuly na jednodušší prekurzory bez uvažování o reakcích a interakcích mezi reaktanty. Každý prekurzor se zkoumá stejným způsobem. Takovýto postup se opakuje, dokud se nedojde k jednodušše připravitelným nebo komerčně dostupným látkám a tyto látky se poté použijí k syntéze cílové molekuly. Pojem formálně zavedl Elias James Corey.[1][2][3]

Význam má retrosyntetická analýza především při navrhování syntéz, pomocí ní se dosahuje zjednodušení procesu; často lze totiž syntézu provést více různými způsoby. Retrosyntéza je vhodná pro hledání různých syntetických drah a jejich srovnávání.[4] V každé části analýzy se mohou prozkoumat databáze za účelem zjištění, zda je již daná sloučenina, jež má být použita jako stavební prvek, popsána. Pokud tomu tak je, pak může být krokem k dalším částem syntézy.

Pojmy

Rozpojení
Retrosyntetický krok, při kterém se rozštěpí vazby za vzniku dvou nebo více syntonů
Retron
Nejmenší molekulární podstruktura, která umožňuje určité přeměny
Retrosyntetický strom
Graf znázorňující několik nebo všechny možné retrosyntézy
Synton
Část molekuly, která se účastní daného syntetického kroku, odvozená od cílové molekuly. Na následujícím obrázku je zobrazen příklad syntonu a jeho syntetického ekvivalentu:
Cíl
Sloučenina, která má být vytvořena
Transformace
Opak syntetické reakce; tvorba výchozích materiálů z jednoho produktu

Příklad

Na následujícím obrázku je znázorněn příklad retrosyntézy:

Retrosyntetická analýza kyseliny fenyloctové

Při plánování přípravy kyseliny fenyloctové se objevují dva syntony, nukleofilní skupina -COOH a elektrofilní PhCH +
2 . Tyto syntony nemohou existovat samy o sobě, takže se nechají zreagovat jejich syntetické ekvivalenty; zde je kyanidový anion ekvivalentem syntonu −COOH a benzylbromid ekvivalentem benzylového syntonu.

Příprava kyseliny fenyloctové na základě retrosyntézy tak vypadá takto:

PhCH2Br + NaCN → PhCH2CN + NaBr
PhCH2CN + 2 H2O → PhCH2COOH + NH3

Kyselina fenyloctová byla vytvořena z benzylkyanidu,[5] získaného reakcí benzylbromidu s kyanidem sodným.[6]

Postupy

Změny funkčních skupin

Změnou funkčních skupin lze dosáhnou nižší komplexity.

Stereochemické přístupy

Řada cílů chemických syntéz má být vytvořena s určitou danou stereochemií. Stereochemickými přeměnami (jako jsou například Claisenův přesmyk a Micunobova reakce) lze odstranit nebo změnit chiralitu a tak snadněji dosáhnout cíle.

Strukturní postupy

Řízení syntézy směrem k požadovanému meziproduktu může analýzu výrazně zjednodušit.

Transformační postupy

Využívání transformací při retrosyntetických analýzách může vést k významnému zjednodušení celého postupu. Silné retrony se ovšem u komplexních molekul nacházejí jen vzácně a k jejich vytvoření jsou často potřeba další syntetické kroky.

Topologické přístupy

Určení místa jednoho nebo více rozštěpení vazby může vést k nalezení důležitých podstruktur nebo ke ztížení identifikace potřebných přesmykových reakcí.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Retrosynthetic analysis na anglické Wikipedii.

  1. ↑ E. J. Corey; X-M. Cheng. The Logic of Chemical Synthesis. [s.l.]: Wiley, 1995. Dostupné online. ISBN 978-0-471-11594-6. 
  2. ↑ E. J. Corey. Retrosynthetic Thinking – Essentials and Examples. Chemical Society Reviews. 1988, s. 111–133. DOI 10.1039/CS9881700111. 
  3. ↑ E. J. Corey. The Logic of Chemical Synthesis: Multistep Synthesis of Complex Carbogenic Molecules (Nobel Lecture). Angewandte Chemie International Edition in English. 1991, s. 455–465. Dostupné online. DOI 10.1002/anie.199104553. 
  4. ↑ James Law et al.: Route Designer: A Retrosynthetic Analysis Tool Utilizing Automated Retrosynthetic Rule Generation, Journal of Chemical Information and Modelling (ACS JCIM) Publication Date (Web): February 6, 2009; DOI:10.1021/ci800228y, http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ci800228y
  5. ↑ WILHELM WENNER. Phenylacetamide. Org. Synth.. 1963. Dostupné online. (anglicky) ; Coll. Vol.. S. 760. (anglicky) 
  6. ↑ ROGER ADAMS; A. F. THAL. Benzyl Cyanide. Org. Synth.. 1941. Dostupné online. (anglicky) ; Coll. Vol.. S. 107. (anglicky) 

Související články

Externí odkazy

Zdroj