Retrosentetik analiz

Retrosentetik analiz, organik sentezlerin planlanmasındaki problemleri çözmek için kullanılan bir tekniktir. Bu, reaktiflerle herhangi bir potansiyel reaktivite/etkileşimden bağımsız olarak bir hedef molekülün daha basit öncü yapılara dönüştürülmesiyle elde edilir. Her bir öncü malzeme aynı yöntem kullanılarak incelenir. Bu prosedür, basit veya ticari olarak temin edilebilen yapılara ulaşılıncaya kadar tekrar edilir. Bu daha basit/ticari olarak temin edilebilen bileşikler, hedef molekülün bir sentezini oluşturmak için kullanılabilir. Elias James Corey bu kavramı The Logic of Chemical Synthesis kitabında resmîleştirdi.^[1]^[2]^[3]

Retrosentetik analizin gücü, bir sentezin tasarımında ortaya çıkar. Retrosentetik analizin amacı yapısal basitleştirmedir. Genellikle, bir sentezin birden fazla olası sentetik yolu olacaktır. Retrosentez, farklı sentetik yolları keşfetmek ve bunları mantıklı ve anlaşılır bir şekilde karşılaştırmak için çok uygundur.^[4] Bir bileşenin literatürde zaten mevcut olup olmadığını belirlemek için analizin her aşamasında bir veritabanıına başvurulabilir. Bu durumda, bu bileşiğin daha fazla araştırılmasına gerek olmayacaktır. Bu bileşik varsa, bir senteze ulaşmak için geliştirilen sonraki adımlar için bir atlama noktası olabilir.

Tanımlar

Ayrılma: İki (veya daha fazla) synthon oluşturmak için bir bağın kırılmasını içeren retrosentetik bir adım.
Retron: Belirli dönüşümleri mümkün kılan minimal bir moleküler altyapı.
Retrosentetik ağaç: Tek bir hedefin birkaç (veya tüm) olası retrosentezinin yönlendirilmiş asiklik grafiği.
Senton: Bu hedef molekülden türetilen, bir sentezin oluşumuna yardımcı olan bir bileşik parçası. Bir senton ve buna karşılık gelen ticari olarak temin edilebilen sentetik eşdeğeri aşağıda gösterilmiştir:

Hedef: Arzu edilen son bileşik.
Dönüştürme: Sentetik bir reaksiyonun tersi; tek bir üründen başlangıç materyallerinin oluşumu.

Örnek

Bir örnek, retrosentetik analiz kavramının kolayca anlaşılmasına izin verecektir.

Fenilasetik asit sentezinin planlanmasında iki senton tanımlanır. Bir nükleofilik "-COOH" grubu ve bir elektrofilik "PhCH₂⁺" grubu. Elbette, her iki senton da kendi başına mevcut değildir; sentonlara karşılık gelen sentetik eşdeğerler, istenen ürünü üretmek için reaksiyona sokulur. Bu durumda, siyanür anyonu ⁻COOH sentonunun sentetik eşdeğeridir, benzil bromür ise benzil sentonu için sentetik eşdeğeridir.

Retrosentetik analiz ile belirlenen fenilasetik asit sentezi şu şekildedir:

PhCH₂Br + NaCN → PhCH₂CN + NaBr

PhCH₂CN + 2 H₂O → PhCH₂COOH + NH₃

Aslında, fenilasetik asit, benzil klorürün sodyum siyanür ile analog reaksiyonu ile hazırlanan benzil siyanürden sentezlenmiştir.

Stratejiler

Fonksiyonel grup stratejileri

Fonksiyonel grupların manipülasyonu, moleküler karmaşıklıkta önemli azalmalara yol açabilir.

Stereokimyasal stratejiler

Çok sayıda kimyasal hedefin farklı stereokimyasal talepleri vardır. Stereokimyasal dönüşümler (Claisen yeniden düzenlemesi ve Mitsunobu reaksiyonu gibi) istenen kiraliteyi kaldırabilir veya aktarabilir, böylece hedefi basitleştirir.

Yapı-hedef stratejileri

Bir sentezi istenen bir ara ürüne yönlendirmek, bir analizin odağını büyük ölçüde daraltabilir. Bu, çift yönlü arama tekniklerine izin verir.

Dönüşüme dayalı stratejiler

Dönüşümlerin retrosentetik analize uygulanması, moleküler karmaşıklıkta güçlü azalmalara yol açabilir. Ne yazık ki, güçlü dönüşüme dayalı retronlar, karmaşık moleküllerde nadiren bulunur ve varlıklarını oluşturmak için genellikle ek sentetik adımlara ihtiyaç vardır.

Topolojik stratejiler

Bir veya daha fazla anahtar bağ kopukluğunun belirlenmesi, anahtar yapıların tanımlanması için anahtar alt yapıların tanımlanmasına veya yeniden düzenleme dönüşümlerinin tanımlanmasının zor olmasına yol açabilir.

Halka yapılarını koruyan bağlantı kesilmeleri teşvik edilir.
7 üyeden daha büyük halkalar oluşturan bağlantı kesilmeleri önerilmez.
Bağlantısızlık, yaratıcılığı içerir.

Ayrıca bakınız

Organik sentez

Kaynakça

^ E. J. Corey, X-M. Cheng (1995). The Logic of Chemical Synthesis. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-11594-6.
^ E. J. Corey (1988). "Retrosynthetic Thinking – Essentials and Examples". Chem. Soc. Rev. 17: 111-133. doi:10.1039/CS9881700111.
^ E. J. Corey (1991). "The Logic of Chemical Synthesis: Multistep Synthesis of Complex Carbogenic Molecules (Nobel Lecture)" (Reprint). Angewandte Chemie International Edition in English. 30 (5): 455-465. doi:10.1002/anie.199104553. 4 Aralık 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF)16 Kasım 2020.
^ James Law et.al:"Route Designer: A Retrosynthetic Analysis Tool Utilizing Automated Retrosynthetic Rule Generation", Journal of Chemical Information and Modelling (ACS JCIM) Publication Date (Web): February 6, 2009; DOI:10.1021/ci800228y, http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ci800228y

Dış bağlantılar

Moleküler ve Biyomoleküler Bilişim Merkezi 12 Şubat 2005 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
Presentation on ARChem Route Designer, ACS, Philadelphia, Eylül 2008 23 Kasım 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
Retrosentez planlama aracı: InfoChem'den ICSynth 8 Aralık 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
Spaya, Iktos tarafından ücretsiz olarak sunulan yazılım 13 Ocak 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

[1] E. J. Corey, X-M. Cheng (1995). The Logic of Chemical Synthesis. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-11594-6.

[2] E. J. Corey (1988). "Retrosynthetic Thinking – Essentials and Examples". Chem. Soc. Rev. 17: 111-133. doi:10.1039/CS9881700111.

[3] E. J. Corey (1991). "The Logic of Chemical Synthesis: Multistep Synthesis of Complex Carbogenic Molecules (Nobel Lecture)" (Reprint). Angewandte Chemie International Edition in English. 30 (5): 455-465. doi:10.1002/anie.199104553. 4 Aralık 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF)16 Kasım 2020.

[4] James Law et.al:"Route Designer: A Retrosynthetic Analysis Tool Utilizing Automated Retrosynthetic Rule Generation", Journal of Chemical Information and Modelling (ACS JCIM) Publication Date (Web): February 6, 2009; DOI:10.1021/ci800228y, http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ci800228y

[1]

[2]

[3]

[4]

g t d Kimyanın dalları
Fiziksel	Elektrokimya Termokimya Kimyasal termodinamik Yüzey bilimi Kolloidal kimya Mikromeritik Kriyokimya Sonokimya Spektroskopi Yapısal kimya / Kristalografi Kimyasal fizik Kimyasal kinetik Femtokimya Kuantum kimyası Spin kimyası Fotokimya Denge kimyası
Biyolojik	Biyokimya Moleküler biyoloji Hücre biyolojisi Biyoorganik kimya Kimyasal biyoloji Klinik kimya Nörokimya Biyofiziksel kimya
Organik	Stereokimya Fiziksel organik kimya Organik reaksiyon Retrosentetik analiz Enantiyoselektif sentez Total sentez / Yarı sentez Farmasötik kimya Farmakoloji Fulleren kimyası Polimer kimyası Petrokimya Dinamik kovalent kimya
İnorganik	Koordinasyon kimyası Manyetokimya Organometalik kimya Organolantanit kimya Biyoinorganik kimya Biyoorganometalik kimya Fiziksel inorganik kimya Küme kimyası Kristalografi Katı hâl kimyası Metalurji Seramik kimyası Malzeme bilimi
Analitik	Enstrümental kimya Elektroanalitik yöntemler Spektroskopi Absorpsiyon IR Raman UV-Vis NMR Kütle spektrometrisi EI ICP MALDI Ayırma işlemleri Kromatografi GC HPLC Femtokimya Kristalografi Karakterizasyon Titrasyon Islak kimya
Diğer	Nükleer kimya Radyokimya Radyasyon kimyası Aktinit kimyası Kozmokimya / Astrokimya / Yıldız kimyası Jeokimya Biyojeokimya Çevre kimyası Atmosfer kimyası Okyanus kimyası Kil kimyası Karbokimya Petrokimya Gıda kimyası Karbonhidrat kimyası Gıda fiziksel kimyası Tarımsal kimya Kimya eğitimi Amatör kimya Genel kimya Kaçak kimya Adli kimya Otopsi kimyası Nanokimya Supramoleküler kimya Kimyasal sentez Yeşil kimya Klik kimyası Kombinatoryal kimya Biyosentez Bilgisayarlı kimya Matematiksel kimya Teorik kimya
Ayrıca bakınız	Kimya tarihi Nobel Kimya Ödülü Kimyanın zaman çizelgesi Element keşifleri "Merkezî bilim" Kimyasal reaksiyon Kataliz Kimyasal element Kimyasal bileşik Atom Molekül İyon Kimyasal bileşik Kimyasal bağ
Kategori • Wikimedia Commons • Vikiproje