Organik sentez

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Gezintiye atla Aramaya atla

Organik sentez , kimyasal sentezin özel bir dalıdır ve organik bileşiklerin kasıtlı olarak yapılandırılmasıyla ilgilidir . [1] Organik moleküller genellikle inorganik bileşiklerden daha karmaşıktır ve sentezleri organik kimyanın en önemli dallarından biri haline gelmiştir . Genel organik sentez alanı içinde birkaç ana araştırma alanı vardır: toplam sentez , yarı sentez ve metodoloji .

Toplam sentez [ düzenle ]

Toplam bir sentez, karmaşık organik moleküllerin basit, ticari olarak temin edilebilen petrokimya veya doğal öncülerden tam kimyasal sentezidir . [2] Toplam sentez, doğrusal veya yakınsak bir yaklaşımla gerçekleştirilebilir. Bir de , doğrusal sentez basit için -genellikle yeterli yapılar-birkaç adım molekül tamamlanana kadar birbiri ardına gerçekleştirilir; her adımda yapılan kimyasal bileşiklere sentetik ara ürünler denir. [2] Çoğu zaman, bir sentezdeki her adım, başlangıç ​​bileşiğini değiştirmek için gerçekleşen ayrı bir reaksiyona atıfta bulunur. Daha karmaşık moleküller için yakınsak bir sentetik yaklaşım tercih edilebilir, birkaç "parçanın" (anahtar ara ürünler) ayrı ayrı hazırlanmasını içeren ve bunlar daha sonra istenen ürünü oluşturmak için birleştirilir. [ kaynak belirtilmeli ] Yakınsak sentez, doğrusal senteze kıyasla daha yüksek verim üretme avantajına sahiptir.

1965 Nobel Kimya Ödülü'nü birkaç toplam sentezle [3] alan Robert Burns Woodward (örneğin, 1954'te striknin sentezi [4] ), modern organik sentezin babası olarak kabul edilir. Son günlerin bazı örnekleri arasında Wender's , [5] Holton's , [6] Nicolaou's , [7] ve Danishefsky'nin [8] anti-kanser terapötik paklitaksel (ticari adı, Taxol ) sentezleri yer alır . [9]

Metodoloji ve uygulamalar [ düzenle ]

Bir sentezin her adımı bir kimyasal reaksiyon içerir ve bu reaksiyonların her biri için reaktifler ve koşullar, mümkün olduğunca az adımda yeterli miktarda saf ürün verecek şekilde tasarlanmalıdır. [10] Literatürde, ilk sentetik ara ürünlerden birini yapmak için bir yöntem zaten mevcut olabilir ve bu yöntem genellikle "tekerleği yeniden icat etme" çabasından ziyade kullanılacaktır. Bununla birlikte, çoğu ara ürün daha önce hiç yapılmamış bileşiklerdir ve bunlar normalde metodoloji araştırmacıları tarafından geliştirilen genel yöntemler kullanılarak yapılacaktır. Yararlı olması için, bu yöntemlerin yüksek verim vermesi ve geniş bir substrat yelpazesi için güvenilir olması gerekir.. Pratik uygulamalar için ek engeller, endüstriyel güvenlik ve saflık standartlarını içerir. [11]

Metodoloji araştırması genellikle üç ana aşamadan oluşur: keşif , optimizasyon ve kapsam ve sınırlamalarla ilgili çalışmalar . Keşif geniş bilgi ve uygun reaktifler kimyasal reaktifler ile deneyim gerektirir. Optimizasyon , bir veya iki başlangıç ​​bileşiğinin çok çeşitli sıcaklık , çözücü , reaksiyon süresi koşulları altında reaksiyonda test edildiği bir süreçtir.ürün verimi ve saflığı için en uygun koşullar bulunana kadar, vb. Son olarak, araştırmacı, kapsamı ve sınırlamaları bulmak için yöntemi geniş bir yelpazedeki farklı başlangıç ​​materyallerine genişletmeye çalışır. Toplam sentezler (yukarıya bakın) bazen yeni metodolojiyi sergilemek ve gerçek dünyadaki bir uygulamadaki değerini göstermek için kullanılır. [12] Bu tür uygulamalar, özellikle polimerlere (ve plastiklere) ve ilaçlara odaklanan büyük endüstrileri içerir. Bazı sentezler araştırma veya akademik düzeyde uygulanabilir ancak endüstri düzeyinde üretim için uygun değildir. Bu, işlemin daha fazla değiştirilmesine yol açabilir. [13]

Stereoselektif sentez [ değiştir ]

Karmaşık doğal ürünlerin çoğu kiraldir, [14] [15] ve kiral moleküllerin biyoaktivitesi enantiyomere göre değişir . [16] Tarihsel olarak, toplam sentezler rasemik karışımları, olası her iki enantiyomerin karışımlarını hedefledi , ardından rasemik karışım daha sonra kiral çözünürlük yoluyla ayrılabilirdi .

Yirminci yüzyılın son yarısında, kimyagerler stereoselektif kataliz ve kinetik çözümleme yöntemleri geliştirmeye başladılar ; bu sayede reaksiyonlar, rasemik bir karışım yerine yalnızca bir enantiyomer üretmeye yönlendirilebilirdi. İlk örnekler stereoselektif içerir indirgeme işlemleri tarafından rapor edildiği gibi, örneğin, ( William Knowles [17] ve Ryoji Noyori , [18] ve bu şekilde işlevsel grup geliştirmeleri, asimetrik epoksidasyonunda arasında Barry Sharpless , [19] , bu özel başarıları için, bu işçilerin verilmiştir Nobel 2001'de Kimya Ödülü . [20]Bu tür reaksiyonlar, kimyacılara, daha önce yalnızca doğal başlangıç ​​malzemelerinin kullanılabildiği, enantiyomerik olarak saf moleküllerin çok daha geniş bir şekilde başlamasını sağladı. Robert B. Woodward'ın öncülüğünü yaptığı teknikleri ve sentetik metodolojideki yeni gelişmeleri kullanarak kimyagerler, stereo kontrolü anlayarak ve nihai hedef moleküllerin saf enantiyomerler olarak sentezlenmesine izin vererek (yani, çözüm ihtiyacı). Bu tür teknikler, stereoselektif sentez olarak adlandırılır .

Sentez tasarımı [ düzenle ]

Elias James Corey , 1990 yılında Nobel Kimya Ödülü'nü kazandığı retrosentetik analize dayalı sentez tasarımına daha resmi bir yaklaşım getirdi . Bu yaklaşımda, sentez standart kurallar kullanılarak üründen geriye doğru planlandı. [21] Ana yapıyı ulaşılabilir bileşen parçalarına "ayırma" adımları, geriye dönük oklar kullanan bir grafik şemada gösterilmektedir (as ile çizilmiş, gerçekte "dan yapılır" anlamına gelmektedir).

Daha yakın zamanda, [ ne zaman? ] ve daha az yaygın kabul gören bilgisayar programları, genel "yarı reaksiyonlar" dizilerine dayalı bir sentez tasarlamak için yazılmıştır. [22]

Ayrıca bkz. [ Düzenle ]

  • Organik Sentezler (dergi)
  • Organik Sentezde Yöntemler (dergi)
  • Elektrosentez
  • Otomatik Sentez

Referanslar [ düzenle ]

  1. ^ Cornforth, JW (1993-02-01). "Sentezle İlgili Sorun" . Avustralya Kimya Dergisi . 46 (2): 157–170. doi : 10.1071 / ch9930157 .
  2. ^ a b Nicolaou, KC ; Sorensen, EJ (1996). Toplam Sentezde Klasikler . New York: VCH .[ sayfa gerekli ]
  3. ^ "Nobelprize.org" . www.nobelprize.org . Erişim tarihi: 2016-11-20 .
  4. ^ Woodward, RB; Cava, MP; Ollis, WD; Açlık, A .; Daeniker, HU; Schenker, K. (1954). "Strychnine'in Toplam Sentezi". Amerikan Kimya Derneği Dergisi . 76 (18): 4749–4751. doi : 10.1021 / ja01647a088 .
  5. ^ Wender, Paul A .; Badham, Neil F .; Conway, Simon P .; Floreancig, Paul E .; Glass, Timothy E .; Gränicher, Christian; Houze, Jonathan B .; Jänichen, Ocak; Lee, Daesung (1997-03-01). "Taksanlara Giden Pinen Yolu. 5. Çok Yönlü Taksan Öncülünün Stereo Kontrollü Sentezi". Amerikan Kimya Derneği Dergisi . 119 (11): 2755–2756. doi : 10.1021 / ja9635387 . ISSN 0002-7863 . 
  6. ^ Holton, Robert A .; Somoza, Carmen; Kim, Hyeong Baik; Liang, Feng; Biediger, Ronald J .; Kayıkçı, P. Douglas; Shindo, Mitsuru; Smith, Chase C .; Kim, Soekchan (1994-02-01). "Taksolün ilk toplam sentezi. 1. B halkasının işlevselleştirilmesi". Amerikan Kimya Derneği Dergisi . 116 (4): 1597–1598. doi : 10.1021 / ja00083a066 . ISSN 0002-7863 . 
  7. ^ Nicolaou, KC; Yang, Z .; Liu, JJ; Ueno, H .; Nantermet, PG; Guy, RK; Claiborne, CF; Renaud, J .; Couladouros, EA (1994-02-17). "Taksolün toplam sentezi". Doğa . 367 (6464): 630–634. Bibcode : 1994Natur.367..630N . doi : 10.1038 / 367630a0 . PMID 7906395 . 
  8. ^ Danishefsky, Samuel J .; Masters, John J .; Young, Wendy B .; Bağlantı, JT; Snyder, Lawrence B .; Magee, Thomas V .; Jung, David K ​​.; Isaacs, Richard CA; Bornmann, William G. (1996-01-01). "Bakatin III ve Taksolün Toplam Sentezi". Amerikan Kimya Derneği Dergisi . 118 (12): 2843–2859. doi : 10.1021 / ja952692a . ISSN 0002-7863 . 
  9. ^ "Taxol - Total Synthesis Arkasındaki Drama" . www.org-chem.org . Arşivlenmiş orijinal 2011-07-27 tarihinde . Erişim tarihi: 2016-11-20 .
  10. ^ Mart, J .; Smith, D. (2001). Advanced Organic Chemistry, 5. baskı . New York: Wiley .[ sayfa gerekli ]
  11. ^ Carey, JS; Laffan, D .; Thomson, C. & Williams, MT (2006). "İlaç aday moleküllerinin hazırlanmasında kullanılan reaksiyonların analizi" . Org. Biomol. Chem . 4 (12): 2337–2347. doi : 10.1039 / B602413K . PMID 16763676 . CS1 Maint: yazar parametresini ( bağlantı ) kullanır
  12. ^ Nicolaou, KC; Hale, Christopher RH; Nilewski, Christian; Ioannidou, Heraklidia A. (2012-07-09). "Moleküler karmaşıklık ve çeşitliliğin oluşturulması: biyolojik ve tıbbi önemi olan doğal ürünlerin toplam sentezi" . Chemical Society Yorumları . 41 (15): 5185–5238. doi : 10.1039 / C2CS35116A . ISSN 1460-4744 . PMC 3426871 . PMID 22743704 .   
  13. ^ Chen, Weiming; Suo, Jin; Liu, Yongjian; Xie, Yuanchao; Wu, Mingjun; Zhu, Fuqiang; Nian, Yifeng; Aisa, Hacı A .; Shen, Jingshan (2019-03-08). "Brexpiprazole Hazırlanması için Endüstri Odaklı Güzergah Değerlendirmesi ve Süreç Optimizasyonu". Organik Süreç Araştırma ve Geliştirme . 23 (5): 852–857. doi : 10.1021 / acs.oprd.8b00438 . ISSN 1083-6160 . 
  14. ^ Blackmond, Donna G. (2016-11-20). "Biyolojik Homokiralitenin Kökeni" . Biyolojide Cold Spring Harbor Perspektifleri . 2 (5): a002147. doi : 10.1101 / cshperspect.a002147 . ISSN 1943-0264 . PMC 2857173 . PMID 20452962 .   
  15. ^ Welch CJ (1995). Kromatografideki Gelişmeler . New York: Marcel Dekker, Inc. s. 172.
  16. ^ Nguyen, Lien Ai; O, Hua; Pham-Huy, Chuong (2016-11-20). "Kiral İlaçlar: Genel Bakış" . International Journal of Biomedical Science . 2 (2): 85–100. ISSN 1550-9702 . PMC 3614593 . PMID 23674971 .   
  17. ^ Knowles, William S. (2002-06-17). "Asimetrik Hidrojenasyonlar (Nobel Dersi)". Angewandte Chemie Uluslararası Sürümü . 41 (12): 1998–2007. doi : 10.1002 / 1521-3773 (20020617) 41:12 <1998 :: AID-ANIE1998> 3.0.CO; 2-8 . ISSN 1521-3773 . 
  18. ^ Noyori, R .; Ikeda, T .; Ohkuma, T .; Widhalm, M .; Kitamura, M .; Takaya, H .; Akutagawa, S .; Sayo, N .; Saito, T. (1989). "Dinamik kinetik çözünürlük yoluyla stereoselektif hidrojenasyon". Amerikan Kimya Derneği Dergisi . 111 (25): 9134–9135. doi : 10.1021 / ja00207a038 .
  19. ^ Gao, Yun; Klunder, Janice M .; Hanson, Robert M .; Masamune, Hiroko; Ko, Soo Y .; Sharpless, K. Barry (1987-09-01). "Katalitik asimetrik epoksidasyon ve kinetik çözünürlük: yerinde türetme dahil modifiye prosedürler". Amerikan Kimya Derneği Dergisi . 109 (19): 5765–5780. doi : 10.1021 / ja00253a032 . ISSN 0002-7863 . 
  20. ^ Hizmet. RF (2001). "Bilim Ödülleri Paketi, Tam Kazananlar Evi". Bilim . 294 (5542, Ekim 19): 503–505. doi : 10.1126 / science.294.5542.503b . PMID 11641480 . 
  21. ^ Corey, EJ ; Cheng, XM. (1995). Kimyasal Sentezin Mantığı . New York: Wiley .[ sayfa gerekli ]
  22. ^ Todd, Matthew H. (2005). "Bilgisayar Destekli Organik Sentez" . Chemical Society Yorumları . 34 (3): 247–266. doi : 10.1039 / b104620a . PMID 15726161 . 

Daha fazla okuma [ değiştir ]

  • Corey EJ ; Cheng, XM (1995). Kimyasal Sentezin Mantığı . New York, NY: John Wiley & Sons . ISBN 978-0471115946.

Dış bağlantılar [ düzenle ]

  • Organik Sentez Arşivi
  • Kimyasal sentez veritabanı
  • https://web.archive.org/web/20070927231356/http://www.webreactions.net/search.html
  • https://www.organic-chemistry.org/synthesis/
  • Prof.Hans Reich'in doğal ürün sentezleri koleksiyonu
  • Kimyasal sentez anlamsal wiki