Analyse rétrosynthétique - Retrosynthetic analysis

L'analyse rétrosynthétique est une technique de résolution des problèmes de planification de synthèses organiques . Ceci est réalisé en transformant une molécule cible en structures précurseurs plus simples indépendamment de toute réactivité/interaction potentielle avec les réactifs. Chaque matériau précurseur est examiné en utilisant la même méthode. Cette procédure est répétée jusqu'à ce que des structures simples ou disponibles dans le commerce soient atteintes. Ces composés plus simples/disponibles dans le commerce peuvent être utilisés pour former une synthèse de la molécule cible. EJ Corey a formalisé ce concept dans son livre The Logic of Chemical Synthesis .

La puissance de l'analyse rétrosynthétique devient évidente dans la conception d'une synthèse. Le but de l'analyse rétrosynthétique est une simplification structurelle. Souvent, une synthèse aura plus d'une voie de synthèse possible. La rétrosynthèse est bien adaptée pour découvrir différentes voies de synthèse et les comparer de manière logique et directe. Une base de données peut être consultée à chaque étape de l'analyse, afin de déterminer si une composante existe déjà dans la littérature. Dans ce cas, aucune autre exploration de ce composé ne serait nécessaire. Si ce composé existe, il peut être un point de départ pour d'autres étapes développées pour atteindre une synthèse.

Définitions

Coupure
Une étape de rétrosynthèse impliquant la rupture d'une liaison pour former deux (ou plus) synthons .
Rétron
Une sous-structure moléculaire minimale qui permet certaines transformations.
Arbre rétrosynthétique
Un graphe orienté acyclique de plusieurs (ou toutes) rétrosynthèses possibles d'une même cible.
Synthon
Fragment d'un composé qui aide à la formation d'une synthèse, dérivé de cette molécule cible. Un synthon et l' équivalent synthétique correspondant disponible dans le commerce sont indiqués ci-dessous :
Synthon-exemple.gif
Cible
Le composé final souhaité.
Transformer
L'inverse d'une réaction synthétique ; la formation de matières premières à partir d'un seul produit.

Exemple

Un exemple permettra de comprendre facilement le concept d'analyse rétrosynthétique.

Analyse rétrosynthétique de l'acide phénylacétique

Lors de la planification de la synthèse de l'acide phénylacétique , deux synthons sont identifiés. Un groupe nucléophile "-COOH" et un groupe électrophile "PhCH 2 + ". Bien entendu, les deux synthons n'existent pas en soi ; des équivalents synthétiques correspondant aux synthons sont mis à réagir pour produire le produit souhaité. Dans ce cas, l' anion cyanure est l'équivalent synthétique du synthon - COOH, tandis que le bromure de benzyle est l'équivalent synthétique du synthon benzylique.

La synthèse d'acide phénylacétique déterminée par analyse rétrosynthétique est donc :

PhCH 2 Br + NaCN → PhCH 2 CN + NaBr
PhCH 2 CN + 2 H 2 O → PhCH 2 COOH + NH 3
Synthèse de l'acide phénylacétique english.svg

En effet, l'acide phénylacétique a été synthétisé à partir du cyanure de benzyle , lui-même préparé par la réaction analogue du chlorure de benzyle avec le cyanure de sodium .

Stratégies

Stratégies de groupe fonctionnel

La manipulation des groupes fonctionnels peut conduire à des réductions significatives de la complexité moléculaire.

Stratégies stéréochimiques

De nombreuses cibles chimiques ont des exigences stéréochimiques distinctes . Les transformations stéréochimiques (telles que le réarrangement de Claisen et la réaction de Mitsunobu ) peuvent supprimer ou transférer la chiralité souhaitée, simplifiant ainsi la cible.

Stratégies structure-objectif

Diriger une synthèse vers un intermédiaire souhaitable peut considérablement réduire l'objectif de l'analyse. Cela permet des techniques de recherche bidirectionnelle.

Stratégies basées sur la transformation

L'application des transformations à l'analyse rétrosynthétique peut conduire à de puissantes réductions de la complexité moléculaire. Malheureusement, de puissants rétrons basés sur des transformations sont rarement présents dans les molécules complexes, et des étapes de synthèse supplémentaires sont souvent nécessaires pour établir leur présence.

Stratégies topologiques

L'identification d'une ou plusieurs déconnexions de liaisons clés peut conduire à l'identification de sous-structures clés ou à des transformations de réarrangement difficiles à identifier afin d'identifier les structures clés.

  • Les déconnexions qui préservent les structures en anneau sont encouragées.
  • Les déconnexions qui créent des anneaux de plus de 7 membres sont déconseillées.
  • La déconnexion implique la créativité.

Voir également

Les références

Liens externes