Содержание
-
Тот, кто не смотрит впередоказывается позадиД. Герберт
-
Лекция №4
-
Ретросинтетический анализ
-
Серия блестящих синтезов, выполненных в группе Кори В своей Нобелевской лекции Кори специально подчеркнул, что “ключом к успеху множества многостадийных синтезов, которые были осуществлены в нашей лаборатории за последние годы, было изобретение новой методологии”
-
Включает анализ особенностей структуры ЦМ и последующие манипуляции со структурами в направлении, обратном синтезу
-
Основные понятия ретросинтетического анализа
Целевая молекула – TM (target molecule) или ЦМ Молекулярная сложностьВ основе ретросинтетического анализа лежит идея постепенного уменьшения молекулярной сложности
-
Проводят последовательное упрощение структуры ТМ в соответствии с определенными правилами до тех пор, пока не будет получено доступное соединение, либо такое соединение, способ синтеза которого известен
-
Пример ретросинтетического анализа
-
Основные понятия ретросинтетического анализа
Мысленно проводимые реакции, обратные реакциям синтеза, называются трансформами (Tf)(Трансформации – переход от соединения к ближайшему предшественнику) Для того чтобы отличить трансформ от реальной реакции, используют двойную стрелку
-
Пример Цветные двойные стрелки – трансформации Изменяющиеся связи выделены цветом
-
Основные понятия ретросинтетического анализа
Наиболее часто в анализе встречаются следующие типы трансформов: РасчленениеD (disconnection): расчленение цепи - CHD(chain disconnection)расчленение цикла - RGD(ring disconnection) отщепление функциональной группы - FGD (functional group disconnection)отщепление ответвления - APD (appendage disconnection)
-
Термин "расчленение" означает мысленно проводимый разрыв связей, дающий последовательно более простые молекулы-предшественники, но всегда таким путем, чтобы эти связи могли быть вновь созданы известными или разумными химическими реакциями
-
Наиболее часто в анализе встречаются следующие типы трансформов: CочленениеR (reconnection): сочленение в цикл - RR (ring reconnection)
-
Наиболее часто в анализе встречаются следующие типы трансформов: Введение функциональной группы - FGA (functional group addition)
-
Наиболее часто в анализе встречаются следующие типы трансформов: Замена одной функциональной группы на другую - FGI(functional group interconvertion)
-
Наиболее часто в анализе встречаются следующие типы трансформов: Перегруппировка - Rt(rearrangement)
-
Наиболее часто в анализе встречаются следующие типы трансформов: Tf гидрирования Tf Дильса-Альдера и др.
-
Ретросинтетический анализ
Мы шаг за шагом изменяем ТМ в соответствии с известными нам реакциями, пока не придем к доступному соединению На каждом шаге следует проверять, существует ли реальная реакция (в направлении синтеза), соответствующая данному трансформу
-
Пример ретросинтетического анализа
-
Ретросинтетический анализ
После анализа можно написать схему синтеза
-
Пример анализа
-
План синтеза
-
Ретросинтетический анализ
К одному и тому же соединению можно прийти различными синтетическими путями - в общем случае анализ данной ТМ разветвляется
-
Полученные варианты разбиения молекулы анализируется далее В результате получается "дерево синтетических интермедиатов" или "дерево синтеза"
-
Пример анализа
-
Правила анализа
Связь, которую разрываем, должна создаваться малой последовательностью реакций, а лучше - одной реакцией Разорванные связи должны создаваться реакциями, включающими ионные интермедиаты (в редких случаях - рекомбинацией радикальных частиц)
-
Пример анализа
частицы (4d), (5a), (4a) и (5d) называются синтонами
-
Основные понятия ретросинтетического анализа
Синтон– фрагменты остова в ЦМ, которые создаются в результате синтеза и присутствуют в реагентеИдеализированный фрагмент (катион, анион, радикал, карбен), возникающий в результате трансформа расчленение (D) Синтетический эквивалент– реальный реагент, который содержит синтон
-
Ретросинтетический анализ
Одна из задач ретросинтетического анализа - найти реальные реагенты, соответствующие синтонам
-
Синтоны и реагенты
-
План синтеза
Исключают не реализуемые варианты из рассмотрения Остальные варианты анализируют дальше Выбирают наиболее оптимальный путь
-
Синтоны
а-синтоны - с акцепторным атомом, имеющим положительный заряд d-синтоны - с донорным атомом, заряженным отрицательно атомы С в углеродной цепи подразделяются на атомы а- и d-типа
-
Если углеродная цепь представляет собой полностью сопряженную систему, в ней наблюдается альтернирование донорных и акцепторных атомов
-
Такое же альтернирование акцепторных и донорных центров имеется и в насыщенной углеродной цепи с акцепторным атомом на конце
-
Синтоны, получающиеся при расчленении такой цепи, могут получить заряды, соответствующие этой "естественной" полярности ("естественные", или "логичные" синтоны)
-
Если же заряды синтонов не соответствуют "естественному" альтернированию донорных и акцепторных атомов в углеродной цепи, говорят о синтонах с обращенной полярностью ("umpoled synthons")
-
Принципы планирования синтеза из заданного исходного соединения
Определите положение остова исходного соединения в ТМ Проведите расчленение связи, которая дает максимальное упрощение структуры, лучше всего "малым укусом" (small bite) разбить молекулу на два крупных «осколка»
-
Припишите продуктам расчленения заряды - при этом получатся синтоны Найдите реагенты, соответствующие этим синтонам Выберите наилучшую комбинацию синтонов с учетом соответствующих им реагентов
-
Повторите процедуру до тех пор, пока не найдете способы построения всех интересующих Вас С-С связей Обратите ретросинтетическую процедуру и напишите схему синтеза
-
Ретросинтетический анализ
Как правило, известна лишь структура молекулы целевого соединения (ТМ) В этом случае в начале анализа не известно, к каким исходным соединениям мы придем Ясно лишь, что эти исходные соединения должны быть доступными
-
Решение можно найти с помощью последовательных расчленений ТМ Очень важен правильный выбор расчленений и соответствующих трансформов Предпочтение следует отдавать таким трансформам, которые дают максимальное упрощение структуры молекулы
-
Конвергентные схемы синтеза
-
Ретросинтетический анализ
«Мощные реакции» - в одну стадию приводят к значительному усложнению молекулы (циклизация, существенная реорганизация молекулы, мало реакционноспособные функциональные группы могут превратиться в высоко реакционноспособные) О подобных мощных реакциях следует всегда помнить при конструировании дерева синтеза
-
Карбоциклическая реакция Дильса-Альдера
-
Гетеро-реакция Дильса-Альдера
-
Аннелирование по Робинсону
-
Парциальное восстановление по Берчу
-
Катионная -циклизация
-
Внутримолекулярная радикальная -циклизация
-
Альдольная конденсация
-
Ацилоиновая конденсация, приводящая к карбоциклам
-
Внутримолекулярное нуклеофильное замещение, приводящее к циклизации
-
Внутримолекулярное ацилирование по Фриделю-Крафтсу
-
Катионные перегруппировки
-
Конденсация Манниха
-
Еновая реакция
-
Синтез индолов по Фишеру
-
Синтез пирролов по Кнорру
-
Сигматропная перегруппировка Кляйзена
-
Сигматропная окси-перегруппировка Коупа
-
Олефинирование по Виттигу
-
Ретросинтетический анализ
Важный вопрос, который возникает в ходе ретросинтетического анализа: в каком месте молекулы лучше всего провести расчленение? На следующей лекции
-
С Международным женским днем!
-
Контрольно задание №4
Получите синтоны расчленением целевой молекулы и предложите реагенты, соответствующие этим синтонам
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.