İçeriğe atla

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 resmileştirdi.[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 veri tabanına 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 asidin rerosentetik analizi

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

Kaynakça

  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). Erişim tarihi: 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

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Protein</span> polipeptitlerin işlevsellik kazanması sonucu oluşan canlıların temel yapı birimi

Proteinler, bir veya daha fazla uzun amino asit artık zincirini içeren büyük biyomoleküller ve makromolekül'lerdir. Proteinler organizmalar içinde, hücrelere yapı ve organizmalar sağlayarak ve molekülleri bir konumdan diğerine taşıyarak metabolik reaksiyonları katalizleme, DNA kopyalama, uyaranlara yanıt verme dahil olmak üzere çok çeşitli işlevler gerçekleştirir. Proteinler, genlerinin nükleotit dizisi tarafından dikte edilen ve genellikle faaliyetini belirleyen özel 3D yapıya protein katlanmasıyla sonuçlanan amino asit dizilimlerinde birbirlerinden farklıdır.

<span class="mw-page-title-main">Amino asit</span> Proteinlerin temel yapı taşı

Amino asitler, proteinleri oluşturan temel yapı taşlarıdır.

Hidroliz işlemi suyu oluşturan hidrojen ve oksijen elementlerinin birbirinden ayrılması ile sonuçlanan bir işlemdir. Bazı kaynaklarda hidroliz, moleküllerin su ilavesiyle daha fazla sayıda parçacık oluşturması olarak da geçer. Hidroliz, su ile bir kimyasal bağın parçalanmasıdır yani bir kimyasal reaksiyondur. Hidroliz genel olarak suyun nükleofil olduğu ikame(yer değiştirme reaksiyonu), eliminasyon(organik reaksiyon türü) ve solvasyon (çözme) reaksiyonları için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Organik kimya</span> karbon temelli bileşiklerin yapılarını, özelliklerini, tepkimelerini ve sentez yollarını inceleyen kimya dalı

Organik kimya, organik bileşiklerin ve organik maddelerin yani karbon atomlarını içeren çeşitli formlardaki maddelerin yapısını, özelliklerini ve reaksiyonların bilimsel çalışmasını içeren, kimyanın bir alt dalıdır. Yapının incelenmesi yapısal formüllerini belirler. Özelliklerin incelenmesi, fiziksel ve kimyasal özellikleri ve davranışlarını anlamak için kimyasal reaktivitenin değerlendirilmesidir. Organik reaksiyonların incelenmesi doğal ürünlerin, ilaçların ve polimerlerin kimyasal sentezini ve bireysel organik moleküllerin laboratuvarda ve teorik çalışma yoluyla incelenmesidir.

<span class="mw-page-title-main">Redoks</span> Atomların oksidasyon durumlarının değiştiği kimyasal reaksiyon

Redoks atomların oksidasyon durumlarının değiştiği bir tür kimyasal reaksiyondur. Redoks reaksiyonları, kimyasal türler arasında elektronların fiili veya biçimsel aktarımı ile karakterize edilir, çoğunlukla bir tür oksidasyona, diğer türler indirgemeye uğrar. Elektronun çıkarıldığı kimyasal türlerin indirgenmiş olduğu söyleniyor. Başka bir deyişle:

<span class="mw-page-title-main">Akridin</span>

Akridin, C13H9N, heterosiklik bir organik bileşiktir. Akridin terimi ayrıca C13N üçlü halkasını içeren bileşiklere değinmek için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Elias James Corey</span> Amerikalı kimyager

Elias James "E.J." Corey (12 Temmuz 1928) Amerikalı organik kimyacı. 1990 yılında "organik sentez üzerine geliştirdiği teori ve metodolojilerden dolayı Nobel Kimya Ödülü'nü kazanmıştır. Yaşayan en büyük kimyagerlerden biridir. Çok sayıda sentetik reaktifler, metodolojiler geliştirmiş ve organik sentez biliminin gelişmesine katkıda bulunmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Bruce Merrifield</span> Amerikalı biyokimyager (1921 – 2006)

Robert Bruce Merrifield Amerikan biyokimyager ve akademisyen. Önceden belirlenmiş bir sıralamaya göre amino asit zincirleri ya da polipeptit sentezlenmesine yönelik geliştirdiği metot sayesinde 1984 yılında Nobel Kimya ödülünün sahibi olmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Enantiyoselektif sentez</span>

Enantiyoselektif sentez ya da asimetrik sentez, bir kimyasal sentez şeklidir. IUPAC, bir veya daha fazla yeni kiralite elementinin bir substrat molekülünde oluşturulduğu ve stereoizomerik ürünleri eşit olmayan miktarlarda üreten kimyasal reaksiyon olarak tanımlanır.

Organik kimyada sikloalkin, bir alkinin siklik analoğudur. Bir sikloalkin, bir veya daha fazla üçlü bağ içeren, kapalı bir karbon atomu halkasından oluşur. Sikloalkinlerin genel formülü CnH2n-4 tür. C–C≡C–C alkin biriminin doğrusal doğası nedeniyle, sikloalkinler yüksek oranda zorlanabilir. Yalnızca, halkadaki karbon atomlarının sayısı, bu geometriyi karşılamak için gerekli esnekliği sağlayacak kadar fazla olduğunda mevcut olabilir. Bu molekül sınıfının en küçük bileşenleri deneysel olarak gözlemlenemeyecek kadar çok zorlanma yaşayabilirken, büyük alkin içeren karbosikllerde zorlanma gözlenmez. Siklooktin (C8H12), izole edilebilen ve stabil bir bileşik olarak depolanabilen en küçük sikloalkin grubudur. Bununla birlikte, daha küçük sikloalkinler, diğer organik moleküller ile reaksiyonlar yoluyla veya geçiş metallerine kompleksleşme yoluyla üretilebilir ve hapsedilebilir.

<span class="mw-page-title-main">Bromöz asit</span> HBrO2 formüllü bir inorganik bileşik

Bromöz asit, HBrO2 formülüne sahip bir inorganik bileşiktir. Konjugat bazının -bromitlerinin- tuzları izole edilmiş olmasına rağmen, kararsız bir bileşiktir. Asidik çözeltide, bromitler broma ayrışır.

<span class="mw-page-title-main">Albert Eschenmoser</span> İsviçreli organik kimyager

Albert Eschenmoser (5 Ağustos 1925, Erstfeld - 14 Temmuz 2023), karmaşık heterosikilik doğal bileşiklerin, en önemlisi B12 vitamininin, sentezi üstüne çalışmaları ile tanınan İsviçreli organik kimyager. Organik sentez alanına yaptığı önemli katkıların yanı sıra, Eschenmoser'in yapay nükleik asitlerin sentetik yolları üstüne çalışmalarıyla Hayatın Kaynağı üstüne öncü çalışmaları vardır. 2009'da emekli olmadan önce ETH Zürih ve La Jolla, Kaliforniya'daki Scripps Araştırma Enstitüsü'ne bağlı Skaggs Kimyasal Biyoloji Enstitüsü'nde profesörlükleri vardı. Ayrıca Chicago Üniversitesi, Cambridge Üniversitesi ve Harvard Üniversitesi'nde misafir profesör olarak çalıştı.

<span class="mw-page-title-main">K. C. Nicolaou</span> Amerikalı kimyager

Kyriacos Costa Nicolaou doğal ürünler toplam sentezi alanındaki araştırmalarıyla tanınan bir Kıbrıslı-Amerikalı kimyagerdir. Halen Rice Üniversitesi Harry C. and Olga K. Wiess Kürsüsü kimya profesörüdür; daha önce Scripps Araştırma Enstitüsü / UC San Diego ve Pennsylvania Üniversitesi'nde akademik görevler üstlenmiştir.

Stuart L. Schreiber, Broad Enstitüsü'nün kurucu ortağı olan Harvard Üniversitesi'nde çalışan bilim insanıdır. 2016 yılında, Wolf Kimya Ödülü'nü kazanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Tropinon</span>

Tropinon, bir alkaloiddir. Atropinin sentetik habercisi olarak 1917 yılında, Robert Robinson tarafından sentezlenmesiyle I. Dünya Savaşı sırasında az bulunan bir malzeme olarak ün kazanmıştır. Tropinon, kendisi gibi birer alkaloid olan kokain ve atropin ile aynı tropan çekirdek yapısını paylaşır. pH 7,3 'te karşılık gelen konjuge asidi, tropiniumon olarak bilinir.

Organik sentez, kimyasal sentezin özel bir dalıdır ve organik bileşiklerin kasıtlı olarak yapılandırılmasıyla ilgilidir. 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: tam sentez, yarı sentez ve metodoloji.

Oligonükleotitler, genetik test, araştırma ve adli tıpta geniş bir uygulama alanına sahip olan kısa DNA veya RNA molekülleri, oligomerleridir. Laboratuvarda katı faz kimyasal sentezi ile yaygın olarak yapılan bu küçük nükleik asit bitleri, herhangi bir kullanıcı tanımlı diziye sahip tek sarmallı moleküller olarak üretilebilir ve bu nedenle yapay gen sentezi polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) DNA dizileme moleküler klonlama ve moleküler problar için hayati öneme sahiptir. Doğada oligonükleotitler genellikle gen ekspresyonunun düzenlenmesinde işlev gören küçük RNA molekülleri olarak bulunur veya daha büyük nükleik asit moleküllerinin parçalanmasından türetilen bozunma ara maddeleri olarak bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Grignard reaktifi</span> Organik sentezlerde kullanılan organometalik bileşik

Bir Grignard reaktifi veya Grignard bileşiği, X'in bir halojen ve R'nin normalde bir alkil veya aril olduğu organik bir grup olduğu genel formül R−Mg−X'e sahip kimyasal bir bileşiktir. İki tipik örnek, metilmagnezyum klorür Cl−Mg−CH
3 ve fenilmagnezyum bromür (C
6H
5)−Mg−Br'dir. Organomagnezyum bileşiklerinin bir alt sınıfıdır.

Fotoheterotroflar heterotrofik fototroflardır - yani ışığı enerji için kullanan, ancak karbondioksiti tek karbon kaynağı olarak kullanamayan organizmalardır. Sonuç olarak, karbon gereksinimlerini karşılamak için çevreden organik bileşikler alırlar; bu bileşikler arasında karbonhidratlar, yağ asitleri ve alkoller bulunur. Fotoheterotrofik organizmaların örnekleri arasında mor kükürt ve yeşil kükürt olmayan bakteriler ve heliobakteriler bulunur. Yakın zamanda yapılan araştırmalar, Doğu Eşekarısı ve bazı yaprak bitlerinin enerji kaynaklarını desteklemek için ışığı kullanabilecekleri belirtilmiştir.

Ulusal Bilimler Akademisi tarafından verilen Kimya Bilimleri Ödülü, bu alanda, en geniş anlamda doğa bilimlerinin daha iyi anlaşılmasına ve insanlığın yararına katkıda bulunan yenilikçi araştırmalara verilmektedir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.