Bab 1Strategi sintetis

1.1 Pengantar sintesis organikSintesis organik adalah pembangunan senyawa organik kompleks dari senyawa-senyawa awal yang sederhana oleh serangkaian reaksi kimia. Senyawa-senyawa yang disintesis di alam disebut produk alami. Alam menyediakan sejumlah besar senyawa organik dan banyak dari ini memiliki sifat kimiawi dan farmasi yang menarik. Contoh produk alami adalah meliputi kolesterol (1.1), steroid ditemukan palingbanyak dalam jaringan tubuh; limonene (1.2), sebuah terpene yang ditemukan dalam minyak lemon dan jeruk; kafein (1,3), purin ditemukan dalam daun teh dan biji kopi; dan morfin (1.4), sebuah alkaloid yang ditemukan dalam opium.

Sintesis molekul organik adalah aspek yang paling penting dari kimia organik. Ada dua bidang utama penelitian di bidang sintesis organik, yakni sintesis total dan metodologi. Sebuah sintesis total adalah sintesis kimia lengkap molekul organik kompleks dari prekursor sederhana, tersedia secara komersial atau alami. Metodologi penelitian biasanya melibatkan tiga tahapan utama, yaitu penemuan, optimasi dan studi tentang ruang lingkup dan keterbatasan. Beberapa kelompok penelitian dapat melakukan total sintesis untuk menampilkan metodologi baru dan dengan demikian menunjukkan penerapan untuk sintesis senyawa kompleks lainnya.Senyawa yang akan yang disintesis mungkin memiliki kerangka karbon kecil seperti vanili (1,5) (pemberi rasa vanili) atau memiliki kerangka kerja karbon yang lebih kompleks seperti penisilin G (1,6) (antibiotik) dan taxol (1,7) (digunakan untuk pengobatan jenis kanker tertentu). Namun, tiga tantangan yang harus dipenuhi dalam merancang sintesis untuk senyawa tertentu: (1) kerangka atom karbon atau kerangka yang ditemukan di kompleks yang dikehendaki harus dirakit; (2) kelompok fungsional yang menjadi ciri senyawa yang diinginkan harus diperkenalkan atau diubah dari kelompok lain di lokasi yang tepat; dan (3) jika pusat stereogenik yang hadir, mereka harus ditetapkan dengan cara yang tepat.

Dengan demikian, dalam rangka memahami sintesis molekul kompleks, kita perlu memahami ikatan karbon-karbon yang membentuk reaksi, kelompok fungsional interkonversi dan aspek stereokimia. Ikatan karbon-karbon yang membentuk reaksi adalah alat yang paling penting untuk pembangunan molekul organik. Reaksi di mana satu kelompok fungsional diubah menjadi lain dikenal sebagai kelompok interkonversi fungsional. Pengaturan spasial dari substituen dapat memiliki dampak yang signifikan pada reaktivitas dan interaksi terhadap molekul lain. Banyak obat kiral harus dilakukan dengan kemurnian enantiomer yang tinggi karena enantiomer lain mungkin tidak aktif atau memiliki efek samping. Dengan demikian, ada kebutuhan untuk mengembangkan metode untuk mensintesis senyawa organik sebagai salah satu enantiomer murni dan penggunaan teknik ini disebut sebagai sintesis asimetris (bagian 1.5). Oleh karena itu, reaksi pembentukan ikatan-ikatan karbon, sintesis asimetris, desain ligan kiral baru, reaksi ramah lingkungan dan atom sintesis ekonomis adalah tujuan utama penelitian masa kini.

1.2 Analisis Retrosintesis (pendekatan diskoneksi)EJ corey1,2 membawa pendekatan yang lebih formal untuk desain sintesis, dikenal sebagai analisis retrosynthetic. Analisis sintesis secara terbalik disebut analysisor retrosynthetic atau secara alternatif disebut pendekatan diskoneksi. Analisis Retrosynthetic atau retrosynthesis adalah teknik untuk memecahkan masalah dalam perencanaan sintesis, terutama yang disajikan oleh struktur yang kompleks. Dalam pendekatan ini, sintesis direncanakan mundur mulai dari produk yang relatif kompleks untuk tersedia bahan awal sederhana (Skema 1.1). Pendekatan ini memerlukan pembangunan kerangka karbon dari molekul target, menempatkan kelompok fungsional dan kontrol yang tepat dari stereokimia.

Skema 1.1 analisis retrosintetik dari taxol

Table 1.1 Sintetik versus analisis retrosynthetic.Direction(arah)sintetikRetrosintetik

Step (langkah)Reaction (reaksi)Transformasi atau reaksi-retro

Panah yang digunakan dalam penggambaran grafis.=

Struktur awalReactant (reaktan)target

Struktur hasilProduct (produk)Precursor (pelopor)

Substruktur yang diperlukan untuk operasi.Fungsi yang bereaksiRetron

Terminologi yang digunakan dalam analisis sintetis dan retrosynthetic ditunjukkan pada Tabel 1.1. Sebuah transformasi dalam kasus imbangan retrosynthetic reaksi Wittig adalah sebagai berikut:

Dengan cara yang sama, analisis retrosynthetic dari reaksi Diels-Alder digambarkan di bawah ini:

Langkah retrosynthetic melibatkan pemecahan ikatan (s) untuk membentuk dua (atau lebih) synthonsis disebut sebagai pemutusan (diskoneksi). Sebuah Synthon adalah fragmen ideal, biasanya kation, anion atau radikal, akibat pemutusan. Satu harus memilih pemutusan yang sesuai dengan reaksi yang unggul.Gugus fungsional interconversions proses transformasi dari satu kelompok fungsional yang lain untuk membantu perencanaan sintetis dan untuk memungkinkan pemutusan sesuai dengan yang sesuai reaksi. Dalam merencanakan strategi sintetik, selain merancang cara ..