Разработка « дерева синтеза », основанного на создании промежуточных молекул или молекул-предшественников, шаг за шагом в противоположном направлении (ретросинтез), то есть, начиная с целевой молекулы, представляет собой метод, который можно лучше понять, рассмотрев следующие общие принципы . указанного процесса.
1. Начните с окончательной структуры (MOb). Начиная с конечной структуры, молекулы-мишени, работайте в обратном направлении (ретросинтез), пока не будет получено легкодоступное сырье. Если исходное сырье указано в задаче синтеза, это ограничивает только количество возможных путей синтеза, которые необходимо решить.
2. Характеристика молекулы-мишени (MOb ). При изучении строения молекулы-мишени необходимо ответить на следующие вопросы:
к. Что это за соединение?
б. Какие функциональные группы он содержит?
в. Какова природа углеродного скелета?
д. Имеет ли молекула нормальную или разветвленную алкильную цепь?
и. Содержит ли он кольца и являются ли они циклоалкильными или ароматическими?
Ф. Обладает ли MOb фактической или потенциальной симметрией?
3. Функциональная группа . В связи с этим неплохо было бы также ответить на следующие вопросы:
к. Известны ли реакционная способность, чувствительность и нестабильность функциональных групп, которыми обладает MOb?
б. Какие общие методы доступны для его приготовления?
в. Какой из них применим к конкретной функциональной группе проблемной молекулы?
4. Стереохимические аспекты . Будет проанализировано в МОБ, желательно:
к. центры хиральности
б. Форма и конфигурация колец
в. Эффекты близости между группами
5. Карбонатный скелет . Основной проблемой в большинстве органических синтезов является построение углеродного скелета. Обмен функциональных групп (IGF) часто легко осуществить, например, кетон на спирт, альдегид на кислоту или спирт на бромид. Вопросы, которые задаются относительно построения звеньев СС, связаны с теми, которые уже поднимались относительно функциональной группы.
к. Применимы ли некоторые из доступных методов формирования функциональных групп для создания ссылок CC?
б. Совместим ли метод с конкретным углеродным скелетом молекулы-мишени? Если это не так.
в. Существует ли процедура формирования углеродной цепи, производящей конвертируемую функцию в требуемую?
6. Молекулы-предшественники (PM)
Анализ структуры молекулы-проблемы и рассмотрение вопросов, поставленных на этапах с 1) по 5), приведет к двум возможным типам молекул-предшественников. Один из них содержит функциональную группу, эквивалентную таковой конечной структуры.
Другой представляет собой соединение с меньшим количеством атомов углерода, чем молекула-мишень. Когда последние объединяются, достигается окончательная углеродная цепь и требуемая функциональность.
Генерация любого из этих типов молекул-предшественников должна привести к упрощению проблемы.
В общем, если проецируемый путь ведет к предвестникам, синтезировать которые труднее, чем сама проблема (цель), необходимо искать другой путь.
Рис. 1. ДЕРЕВО СИНТЕЗА
Генерация молекул-предшественников, до достигнув исходных материалов, порождает ряд структур, которые вместе образуют своеобразное дерево, рис.1. Отсюда и название синтетического метода.
Применение метода дерева синтеза
Предложите схему синтеза, начиная с простых и доступных материалов, для следующих молекул:
MOb 01 : 2,3-диметил-2-пентен.
Решение.
MOb.01 представляет собой несимметричный алкен, и помните, что лучшими субстратами или предшественниками алкенов являются спирты или алкилгалогениды, которые образуют соответствующий алкен в результате реакций отщепления.
Следовательно, хорошей молекулой-предшественником (или лучшим субстратом) для MOb 01 будет 2,3-диметил-3-пентанол, который при обработке концентрированной серной кислотой будет давать MOb 01.
Этот спирт мог быть получен из других молекул-предшественников, таких как 2-бутанон и реактив Гриньяра, бромид изопропилмагния, который получают из бромида изопропила с металлическим Mg.
Необходимый бромид получают из изопропилового спирта и трибромида фосфора.
