9.6: Síntesis de Moléculas Dianas- Introducción de Análisis Retrosintético
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Construir moléculas orgánicas más grandes y complejas a partir de moléculas más pequeñas y simples es el objetivo de la síntesis orgánica. La síntesis orgánica tiene gran importancia por muchas razones, desde probar el mecanismo o método de reacción recién desarrollado, hasta replicar las moléculas de la naturaleza viva, y producir nuevas moléculas que tengan aplicaciones potenciales en campos energéticos, materiales o medicinales.
Por lo general, toma múltiples pasos, desde varios hasta 20 o más, para sintetizar un compuesto deseado, y por lo tanto sería un reto visualizar desde el inicio todos los pasos necesarios. La estrategia común para diseñar una síntesis es trabajar hacia atrás, es decir, en lugar de mirar el material de partida y decidir cómo dar el primer paso, miramos el producto y decidimos cómo hacer el último paso. Este proceso se denomina análisis retrosintético, la técnica que se aplica frecuentemente en la síntesis orgánica. Presentaremos aquí las ideas básicas del análisis retrosintético, y para fines prácticos el material de partida siempre se define para nuestros ejemplos.
El análisis retrosintético generalmente se puede mostrar de la manera anterior, con las flechas abiertas indican que el análisis es hacia atrás. Primero identificamos el precursor 1 que podría reaccionar en un paso para hacer el compuesto diana, luego identificamos el siguiente precursor que podría reaccionar para dar el precursor 1, y repetimos el proceso hasta llegar al material de partida. Tenga en cuenta que el análisis es la forma de mostrar el “pensamiento o ideas” para resolver el problema, por lo que normalmente los reagentes/condiciones requeridas para cada paso no se especifican hasta que la ruta de síntesis se escribe en la dirección hacia adelante. También es muy posible que se te ocurren múltiples rutas, con diferentes precursores, entonces la ruta de síntesis más eficiente se puede determinar evaluando los posibles beneficios y desventajas de cada camino.
Ejemplos
Diseñar la ruta de síntesis del metoxibenceno a partir del tolueno.
Enfoque: El compuesto objetivo es un éter. Hemos aprendido que la reacción de S N 2 es una forma razonable de introducir diferentes grupos funcionales aplicando diferentes nucleófilos (sección 7.3), que dijo que la reacción entre CH 3 O — (nucleófilo) y haluro da el éter deseado, y el haluro puede ser el “precursor 1”. El precursor haluro puede entonces conectarse directamente con el material de partida, el tolueno, a través de la halogenación que acabamos de aprender en este capítulo. Este es un ejemplo fácil que solo implica dos pasos.
Soluciones:
El análisis puede entonces ser transferido a la solución de la pregunta mostrando las reacciones en dirección hacia adelante e incluyendo los reagentes/condición para cada paso.
El diseño de rutas de síntesis es un tema bastante desafiante que necesita muchas prácticas. Para hacerlo bien, debes estar muy familiarizado con todo tipo de reacciones en cuanto a cómo se transformaron los grupos funcionales, y qué reactivos y condiciones implicaban. Algunas veces también serán útiles algunas características de reacción, como la estereoquímica.
Ejercicios 9.4 Diseñar la ruta de síntesis.
