La elaboración de un “árbol de síntesis” a base de
generar moléculas intermedias o precursoras, paso a paso en dirección
antitética (retrosíntesis), es decir a partir de la molécula objetivo,
constituye un método que puede comprenderse mejor al considerar los siguientes principios
generales de dicho proceso.
1.Comenzar con la estructura final (MOb). Partiendo de la
estructura final, la molécula objetivo, se trabaja hacia atrás (retrosíntesis)
hasta lograr materias primas fácilmente accesibles. Si la materia prima de
partida está especificada en el problema de síntesis, esto tan sólo limita el
número de posibles rutas sintéticas a ser encaradas.
2.Caracterización de la molécula objetivo (MOb). Al examinar la
estructura de la molécula objetivo, es necesario responder las siguientes
interrogantes:
a.¿Qué tipo de compuesto es?
b.¿Qué grupo (s) funcional (es) contiene?
c.¿Cuál es la naturaleza del esqueleto carbonado?
d.¿Tiene la molécula una cadena alquílica normal o con
ramificaciones?
e.¿Contiene anillos y son éstos cicloalquílicos o
aromáticos?.
f.¿La MOb
tiene simetría real o potencial?
3.El Grupo Funcional.Sobre el particular será también bueno responder a las siguientes
interrogantes:
a.¿Es conocida la reactividad, sensibilidad e inestabilidad
de los grupos funcionales que posee la
MOb?
b.¿Qué métodos generales se tiene disponibles para su
preparación?
c.¿Cuál de ellos es aplicable al grupo funcional específico
de la molécula problema?
4.Aspectos estereoquímicos. Se analizará en
la MOb,
preferentemente:
a.Centros de quiralidad
b.Conformación y configuración de anillos
c.Efectos de proximidad entre grupos
5.El esqueleto carbonado. El principal
problema en la mayoría de las síntesis orgánicas es la construcción del
esqueleto carbonado. El intercambio de grupos funcionales (IGFs) a menudo es
simple de hacer, como por ejemplo, cetona a alcohol, aldehído a ácido ó alcohol
a bromuro.Las preguntas que se hace con
respecto a la construcción de enlaces C-C se relacionan con las que ya se han
planteado a propósito del grupo funcional.
a.¿Algunos de los métodos disponibles para formar grupos
funcionales, son aplicables para generar enlaces C-C?.. Si es así.
b.¿Es compatible el método con el esqueleto carbonado
específico de la molécula objetivo?. Si no lo es.
c.¿Hay un procedimiento para formar una cadena carbonada que
produzca una función convertible en la requerida?
6.Moléculas Precursoras (MP)
El
análisis de la estructura de la molécula problema y la consideración de las
preguntas planteadas en las etapas 1) a 5), dará origen a dos posibles tipos de
moléculas precursoras. Uno de ellos contiene un grupo funcional equivalente al
de la estructura final.
El
otro es un compuesto con menos átomos de carbono que la molécula objetivo.
Cuando se juntan estos últimos, se logra la cadena carbonada final y la
funcionalidad requerida.
La generación de cualquiera de estos tipos de molécula
precursora, debe resultar una simplificación del problema.
En general, si una ruta proyectada conduce a precursores
más difíciles de sintetizar que el problema mismo (objetivo) debe buscarse otro
camino
Fig. 1.
ARBOL DE SÍNTESIS
La generación de moléculas precursoras, hastallegar a los materiales de partida, genera
una serie de estructuras, que en conjunto forman una especie de árbol, fig.1.
De ahí proviene el nombre del método sintético.
Aplicación del Método del Árbol de Síntesis
Proponer un diseño de síntesis, partiendo de materiales
simples y asequibles, para las siguientes moléculas:
MOb 01: 2,3 -dimetil-2- penteno.
Solución.
La MOb.01, es un alqueno
no simétrico y recuérdese que los mejores sustratos o precursores de los
alquenos son los alcoholes o haluros de alquilo, que por reacciones de
eliminación forman el alqueno correspondiente.
Por lo
tanto una buena molécula precursora (o mejor sustrato) de la MOb 01, será el
2,3-dimetil-3-pentanol, que tratado con ácido sulfúrico concentrado, producirá la MOb 01.
Este
alcohol pudo haber sido preparado a partir de otras moléculas precursoras como
son la 2-butanona y un reactivo de Grignard, bromuro de isopropil magnesio, que
se obtiene a partir del bromuro de isopropilo con Mg metálico.
El
bromuro requerido, se prepara a partir del alcohol isopropílico y tribromuro de
fósforo.
