Die Ausarbeitung eines „ Synthesebaums “ auf der Grundlage der schrittweisen Erzeugung von Zwischen- oder Vorläufermolekülen in entgegengesetzter Richtung (Retrosynthese), d. h. ausgehend vom Zielmolekül, stellt eine Methode dar, die besser verstanden werden kann, wenn die folgenden allgemeinen Prinzipien berücksichtigt werden dieses Prozesses.

1.        Beginnen Sie mit der endgültigen Struktur (MOb). Ausgehend von der Endstruktur, dem Zielmolekül, wird rückwärts gearbeitet (Retrosynthese), bis leicht zugängliche Rohstoffe erhalten werden. Wenn der Ausgangsrohstoff in der Syntheseaufgabe spezifiziert ist, schränkt dies nur die Anzahl der möglichen Synthesewege ein, die angegangen werden können.

2.        Charakterisierung des Zielmoleküls (MOb ). Bei der Untersuchung der Struktur des Zielmoleküls müssen folgende Fragen beantwortet werden:

Zu.        Was ist das für eine Verbindung?

B.        Welche funktionelle(n) Gruppe(n) enthält es?

C.        Was ist die Natur des Kohlenstoffskeletts?

D.        Hat das Molekül eine normale oder verzweigte Alkylkette?

Und.        Enthält es Ringe und sind sie Cycloalkyl oder aromatisch?

F.          Hat das MOb eine tatsächliche oder potentielle Symmetrie?

3.        Die Funktionsgruppe .   In diesem Zusammenhang ist es auch gut, die folgenden Fragen zu beantworten:

Zu.        Ist die Reaktivität, Empfindlichkeit und Instabilität der funktionellen Gruppen, die das MOb besitzt, bekannt?

B.        Welche allgemeinen Methoden stehen zu seiner Herstellung zur Verfügung?

C.        Welche davon ist auf die spezifische funktionelle Gruppe des Problemmoleküls anwendbar?

4.        Stereochemische Aspekte . Es wird im MOb analysiert, vorzugsweise:

Zu.        Chiralitätszentren

B.        Formen und Gestalten von Ringen

C.        Nachbarschaftseffekte zwischen Gruppen

5.        Das Carbonat-Skelett . Das Hauptproblem bei den meisten organischen Synthesen ist der Aufbau des Kohlenstoffgerüsts. Der Austausch funktioneller Gruppen (IGFs) ist oft einfach durchzuführen, z. B. Keton zu Alkohol, Aldehyd zu Säure oder Alkohol zu Bromid.   Die Fragen, die bezüglich des Aufbaus von CC-Links gestellt werden, lehnen sich an diejenigen an, die bereits bezüglich der Funktionsgruppe gestellt wurden.

Zu.        Sind einige der verfügbaren Methoden zum Bilden funktioneller Gruppen anwendbar, um CC-Links zu erzeugen?

B.        Ist die Methode mit dem spezifischen Kohlenstoffgerüst des Zielmoleküls kompatibel? Wenn es das nicht ist.

C.        Gibt es ein Verfahren zur Bildung einer Kohlenstoffkette, die eine in die erforderliche umwandelbare Funktion erzeugt?

6.        Vorläufermoleküle (PM)

Aus der Analyse der Struktur des Problemmoleküls und der Betrachtung der in den Schritten 1) bis 5) gestellten Fragestellungen ergeben sich zwei mögliche Arten von Vorläufermolekülen. Einer von ihnen enthält eine funktionelle Gruppe, die der der endgültigen Struktur entspricht.

Das andere ist eine Verbindung mit weniger Kohlenstoffatomen als das Zielmolekül. Wenn letztere zusammengebracht werden, werden die endgültige Kohlenstoffkette und die erforderliche Funktionalität erreicht.

Die Erzeugung irgendeines dieser Arten von Vorläufermolekülen sollte zu einer Vereinfachung des Problems führen.

Wenn ein projizierter Weg zu Vorläufern führt, die schwieriger zu synthetisieren sind als das Problem selbst (Ziel), muss im Allgemeinen ein anderer Weg gesucht werden.

Abb. 1. BAUM DER SYNTHESE

Die Erzeugung von Vorläufermolekülen, bis zu   Das Erreichen der Ausgangsmaterialien erzeugt eine Reihe von Strukturen, die zusammen eine Art Baum bilden, Abb.1. Daher stammt auch der Name der Synthesemethode.  

Anwendung der Synthesebaummethode

Schlagen Sie ausgehend von einfachen und erschwinglichen Materialien ein Synthesedesign für die folgenden Moleküle vor:

MOb 01 : 2,3-Dimethyl-2-penten.

Lösung.

MOb.01 ist ein unsymmetrisches Alken und denken Sie daran, dass die besten Substrate oder Vorstufen für Alkene Alkohole oder Alkylhalogenide sind, die das entsprechende Alken durch Eliminierungsreaktionen bilden.

Daher ist 2,3-Dimethyl-3-pentanol ein gutes Vorläufermolekül (oder besseres Substrat) für MOb 01, das mit konzentrierter Schwefelsäure behandelt MOb 01 produziert.

Dieser Alkohol könnte aus anderen Vorläufermolekülen wie 2-Butanon und einem Grignard-Reagens, Isopropylmagnesiumbromid, hergestellt worden sein, das aus Isopropylbromid mit metallischem Mg erhalten wird.

Das benötigte Bromid wird aus Isopropylalkohol und Phosphortribromid hergestellt.