Szerves szintézis - kémiai enciklopédia

Szerves szintézis. org listájában. kémia. egy rumos tekinthető módon és művészeti technikákat. létrehozásához org. Conn. a laborban. Ind. skála. Széles körben alkalmazható a laboratóriumban. körülmények között (Ch. arr. számára issledovat. céljából) és Ipari (lásd. A legtöbb szerves szintézis. A vékony szerves szintézis).

A sikeres fejlődése szerves szintézis után kezdődött a fejlesztés az elmélet a kémiai. szerkezete (lásd. Szerves kémia) és a felhalmozási információkat a kémiai. kommunikációs szigetek org. Conn. (2. emelet. 19.). Ettől az időponttól kezdve a szerves szintézis, mint a DOS. forrása az új org. Conn. játszik Fundam. kialakulásában szerepet org. kémia mint tudomány, és annak továbbfejlesztése, amely egyre bővülő tárgyak is vizsgálták. Kifejlesztése szerves szintézis 20. különösen az utóbbi évtizedekben jellemző, egyre nagyobb figyelmet fordít a szintézis a természettel. Conn. és ezek analógjai, jelenti. Módszertani konszolidáció. bázis (létrehozása megbízható szintetikus. módszerek), az elején a létrehozását egyéni parkolás. szerves szintézis elmélet. Megvalósítás bonyolult szintézist p. Conn. (Pl. A klorofill. B12. Biopolymers), létrehozva anyagok szokatlan kötési-meg (pl. T. Úgynevezett. Szerves fém) azt mutatja, hogy a modern szerves szintézis virtuálisan létezik megoldhatatlan problémákat.

Jellemzően, szintézisét a cím comp. végzett viszonylag egyszerű és olcsó (m. e. által gyártott ipari-Stu) a kiindulási-ben. Jellemzően, a szintézis a komplex-útvonal a kiindulási comp. a cél van osztva több lépést (lépéseket), amelyek mindegyike van kialakítva egy vagy két kötést (fragmensek) molekulák vagy jövőbeni előkészítése a kialakulását az ilyen kötések.

Végrehajtása szerves szintézis során megoldására két DOS. kérdések: 1) kifejlesztése általános szintézis tervet, azaz a Jó választás. kiindulási comp. és a lépések sorozata vezet a legrövidebb út, hogy a megcélzott termék (szintézis stratégia); 2) kiválasztásával (vagy új) Szintetikus. módszerek biztosítása kidolgozásának lehetőségét, a szükséges kapcsolatot egy bizonyos helyen gyűjtött molekula (szintézis stratégia).

Az alapja taktikák szerves szintézis képeznek különböző szintetikus. módszerek, amelyek mindegyike képvisel egy szabványos egy vagy több. R-TIONS és módszerek a termék kinyerését, to- lehetőséget nyújtanak létrehozunk egy adott típusú diszkontinuitás vagy a kapcsolat (vagy a csatlakozások) szintéziséhez szükséges a cím szerinti vegyület. Fontos jellemzői egy hatékony szintetikus. módszer - közösség (gyenge eredményétől függően az adott struktúrák a kiindulási comp.), a szelektivitás (részvétel DOS p-TIONS módszer csak bizonyos funkciókat csoportok ..), és magas termelési hozamot. Egy tipikus példa a hatékony szintetikus. módszer a Wittig szintézise olefinek (p-CIÓ 1-3) alkil-halogenidek és karbonil comp.:

DOS. szerves szintetikus módszerekkel lehet három csoportba sorolhatók: 1) kialakítás, képződéséhez vezet az új C-C kötések, hozzárendeljük a-ryh-building jövőben molekulaváz (például p-TION Grignard p-TION Friedel-Crafts ciklo-addíció). ; 2) pusztító, ami a törés egyes C-C kötések eltávolítása céljából egyik vagy másik csoportját egy olyan molekula után játszott szerepet a szintézis (például dekarboxilezést perjodátos oxidáció a diol) ..; 3) módszerek transzformálására funct. csoportokat. Ez utóbbi fontos a bevezetése a kiindulási molekula vagy promo Žut. Conn. Extrák. csoportok és azok védelmét (lásd. A védő csoportok), amelyek végrehajtásához szükséges más konstruktív p-CIÓ, és megkötésére. Szintézis-szakaszok bevezetésére a kívánt funkciót. csoport a kívánt vegyületet.

Módszerek A transzformációs függvény. csoportok (pl. alakítjuk. alkoholok halogenidekké, éterek és észterek. karbonil comp., és ezek inverz transzformáció) jól megtervezett. Ez arra utal, hogy a szintetikus. funkció megegyezik. csoportok és fragmensek a teljes molekula. ha azok könnyen átalakíthatók. Pl. a szintézis A szubsztituált benzil-alkoholt (4 és 5), alkil-aril (4 és 6) juttatunk be egy olyan molekula, az acil-maradékok arén (4) Szintetikus. -gidroksialkilnogo síkja megegyezik a bevezetése vagy alkil-maradék, egy karbonil-csoport, mint pro-mezhut. ketont könnyen m. b. alkohollá redukáljuk, (5) vagy CH2 -LINK a (6):

szintetikus elv. egyenértékűség lehetővé teszi gyakorlatilag az összes meglévő arzenáljának p-tonként összeszerelése a célszerkezet szinte függetlenül az adott eloszlás (vagy hiánya) az abban funct. -csoport; pl. kapacitása a szénlánc alkilezésével mono-szubsztituált acetilidek lehet tekinteni, mint egy szintézis eljárás cisz-olefinek könnyen nyert diszubsztituált acetilének részleges hidrogénezéssel.

Figyelembe véve a kérdés Szintetikus. Ekvivalencia bevezetéséhez vezetett a szerves szintézis koncepció „Synthon” alatt a szem bevonása valós vagy valótlan (virtuális) részecskéket összekötő-ryh szubsztrát megfelel a bevezetése bele egy bizonyos (általában meglehetősen nagy és széles körben elterjedt az Org. Comp.) Csoport. Sinton-elvont fogalom, amely leírja a szimbolikus. ennek eredményeként SUCCESSION Szintetikus. műveleteket. Ahhoz, hogy megfelelően kell egy adott reagens (reagens) részt vesz a tényleges p-CIÓ. Így például. rögzített nyelv synthon p-TION (7) vezető karbonsav k ott megfelelnek valós p-TION (8 és 9), a k-ryh Szintetikus. egyenértékű synthon - COOH kiáll CN - (írásbeli - COOH - CN), R + Synthon -al-kilgalogenid vagy alkilsulfonat (R + RX):

A fogalom a syntones körben alkalmazott megoldások tapintatos. és strategich. problémák retroszintetikus elemzést. Ez előnyös, ha a szétszerelés (reakcióvázlatokban szimbólum) célmolekula úgy, hogy ez vezetett Naib. „Felismerhető” (azaz a jól megalapozott és gyakran használt) Sinton. Így például. retrosintetich célravezető módja. Elemzés karbonsav k-m lehet szétszerelés (a) ami a szintonok a fentiekben tárgyaltuk. vagy szétszerelés (b) vezető Sinton I. és II:

Reagensek. egyenértékű synthon I és II, illetve szolgálhat. metalloorg. Conn. III és CO2. és p valós TIONS megfelelő ilyen szétszerelés, p-CIÓ 10 és 11:

Segítségével Sinton megközelítés a keresési Optim. szintetikus utakat lehetővé teszi eszközökkel. Ahogy formalizált (csökken egy sor vonatkozó bizonyos szabályok) megválasztása a szerves szintézis útvonal, alapul a fenti Ch. arr. A személyes tapasztalat és intuíció a kutató. Sinton megközelítés lehetővé teszi néha jön tisztán logikai. egy heurisztikus döntéseket. karaktert. Ez utóbbi miatt Ch. arr. segítségével „kapcsolt” szintonok. egy k-ryh be a molekulába fragmenst jellemzi szokatlan, paradox, tekintve a szokásos fogalmak Org. kémia. polaritás vagy szerkezet. Ennek egyik példája a retrosintetich. analízise az aldehid (12), ami a elektrofil. synthon R +. Szintetikus. ekvivalens to- hagyományos és "paradox" Sinton - CH = O. Az utolsó m. B. alkalmazásával valósítják meg a szintetikus. egyenértékű metilén-ditioatsetalya (IV), a befogadás-cerned sorozata p-zások (13) lehetővé teszi a generációs szénhidráttartalmú anion (V) és megkapjuk a kívánt aldehidet:

T. arr. szekvenciája p-zások (13) egyenértékű az eredeti paradox eltávolítása (12).

Együtt a hagyomány. Szintetikus. technikák összeszerelhető egyszeres kötés van a molekulában. technikák fontos szerepet játszanak a to-ryh p-CIÓ vagy sorrendje p-TIONS biztosítja a kialakulását több. kötvények és egyúttal a nagy összeállítások mólón. tartalmazza, mint pl. a Robinson gyűrűzárási (lásd. Robinson -Manniha reakció). Mivel az ilyen típusú eljárások alkalmazásakor teszi, hogy megoldja a nem csak a saját tapintatos. feladatokat, hanem a kérdések az épület egy holisztikus kulcsfontosságú eleme a végső termék szerkezetét, ezek általában besorolt ​​stratégiai.

Amikor kialakítása, komplex szerves szintézis stratégiák használni több. december megközelítéseket. A logikus. Naib tekintetében. legegyszerűbb közülük egymás után. retrosintetich. szétszerelés hivatkozások szerepelnek a célmolekula úgy, hogy végül eléri a megfelelő kiindulási anyagokból. Minden lépés egy szétszerelés kell vezetnie egy felismerhető szintézisegységek. annak érdekében, hogy a művelet irányának megfordítására (csatlakozó szerelvény megfelelő valódi szintézis) nyújtott hatékony szintetikus. módszer. Mert többé vagy kevésbé összetett org. molekulák írhat sok retrosintetich. rendszerek ezen elv alapján. Ugyanez igaz a legtöbb közbenső. Conn. retrosintetich jelentkezhet minden egyes lépést. elemzést. Ennek eredményeként épített „fa” megoldások, a választott Optim. az utat a rum igényel mély elemzést. A tanulmány az elméleti. irányított szintetikus szerves bázisok, különösen a létrehozását nyírás módszerek Naim. Összetett keresés és Naib. gyümölcsöző. Ezekben a vizsgálatokban a kulcskérdés a fogalom stratégia, a kommunikáció, azaz Egy ilyen kapcsolat, a bontás a raj, célszerű kezdeni retrosintetich. analízis (a cél, és intermedier. Comm.). Fogalmazott számos alapelvet strategich választás. kommunikáció, formalizált olyan mértékben, hogy azok alapján lehetőséget teremt a számítógépes programok végrehajtásához retrosintetich. analízis m. nevezett. számítógép szintézist. Ez a megközelítés azonban számos hátránya van. Ezek közül az egyik az a tény, hogy a molekula ebben az esetben minősül az összeg a kovalens kötések. azaz kivéve a sajátos velejárója a betonszerkezet egészére.

Gondos elemzés a specifitásának ilyen (második pályatervezéssel szerves szintézis) is, bizonyos esetekben nem várt felismerésen heurisztikus. megoldások, amelyek a magas szintézis hatékonyságát. Egy példa az ilyen megoldások háromszáz-diyny szintézist p. tsiklopentanoidov származékok (14) által végzett Mr. Meta és A. Reddy 1981-ben:

A harmadik alapelv a tervezés, hogy válasszon egy, vagy egy másik strategich. p-CIÓ, mint a legfontosabb lépés a szintézis (pl. belső építési megcélzott comp. szénváz) a placentán. retrosintetich. „Fit” a cél szerkezetet a termék a p-CIÓ. Annak ellenére, hogy egy ilyen utat rendszerint párosítva felvételét számos komplement szintézis rendszer. lépések (bevezetés, megszüntetése vagy védelmi funkciókat. csoport), akkor gyakran biztosít nagyon hatékony rendszerek általában, mert lehetővé teszi, hogy két lépésben oldja meg a DOS. strategich. szintézis probléma. Tehát, a legrövidebb a jelenleg ismert szteroid szintézis (R. Funk kifejlesztette és K. Folgardt 1980-ban), a feladat létrehozása policiklusos. csontváz van megoldva három strategich. p-TIONS végre egy reakcióban. hajó izolálása nélkül közbenső. Termék (15. reakcióvázlat):

A „fájdalom pont” többlépcsős szintézis - alacsony a termék hozama. Amikor az átlagos kimeneti lépésben összhozam Y be n szakaszában Yn = Y n.

Ezért fontos a tervezés komplex szintézis minimalizálják a lépések számát, és válassza Naib. sintegich hatékony. módszerek végrehajtására.

Et al. módja, hogy növelje a teljes hozam - a használata úgynevezett .. Konvergens szintézist rendszerek. Ha tradicionális. szerelvény megközelítése Ai komplex molekula fragmenseket végezzük egymást követően. szövődménye a kezdeti szubsztrát összhangban „lineáris” áramkör (16):

Ellentétben egy ilyen módszer, konvergens párhuzamos szintézis rendszerekben bennfoglaltatik és a szerelvényt konszolidált mol. blokkok és megkötésére. célmolekula szerelvény két fő áramköri blokkok típusú (17):

Egy ilyen függőség rendszer teljesen konvergens összkitermelése a lépések számát adja. okozó jelentősen gyengébb, függőség Yn fokozatok számát (lásd. táblázatot is.).

DEPENDENCIA A hozam (% -ban) a lépések száma (átlagos audió végfokozat 80%)

A konvergens áramkörök is más előnnyel lineáris :. lehetősége szétválasztása hasonló funkciókat. csoportok különböző áramköri ágak, így erősen egyszerűsített feladata, hogy biztosítsa a szelektivitás p-zások (lásd Regioselektivnost és regiospecifitásuk.); a képesség, hogy egyszerre tanulni december ága az áramkör, valamint a szükséges változtatásokat egyes részein az áramkör megszakítása nélkül az általános strategich. design. Megvalósíthatósági konvergens szintetikus úton alapul a p-TIONS, amely lehetővé teszi szerelés molekulák nagy blokkokat, hogy együtt syntonic megközelítéssel, ezért. Ahogy fejlődés eredményezett szerves szintézis (klorofill-szintézist. B12. Polinukleotidok és mtsai.) És transzlációját számos fizikai szintézis pusztán ipari (pl. Stereoidnyh hormonok szintézisét és a prosztaglandinok).

Irod Chizhov O. S. Chyzhov O. racionális tervezés komplex szerves szintézis, M. 1986, Bochkov AF Smith A. In Organic Synthesis, M. 1987 AF Hordó.