Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Полный синтез - это полный химический синтез сложной молекулы , часто природного продукта , из простых коммерчески доступных предшественников. [1] [2] [3] [4] Это обычно относится к процессу, не связанному с помощью биологических процессов, что отличает его от полусинтеза . Целевые молекулы могут быть натуральными продуктами , важными с медицинской точки зрения активными ингредиентами или органическими соединениями, представляющими теоретический интерес.

Часто целью является открытие нового пути синтеза молекулы-мишени, для которой уже существуют известные пути. Иногда, однако, маршрута не существует, и химик хочет впервые найти жизнеспособный маршрут. Одна из важных задач полного синтеза - открытие новых химических реакций и новых химических реагентов . [5]

Сфера применения и определения [ править ]

Термин «полный синтез» используется реже, но все же точно применяется к синтезу природных полипептидов и полинуклеотидов. Например, пептидные гормоны окситоцин и вазопрессин были выделены, и об их синтезе впервые было сообщено в 1954 году [6].

Цели [ править ]

Хотя это и не соответствует истине с исторической точки зрения (см. Историю стероида, кортизона ), полный синтез в современную эпоху в основном был академическим усилием (с точки зрения людских ресурсов, применяемых для решения проблем). Тем не менее, промышленные предприятия могут подобрать конкретные направления общих усилий по синтезу и потратить значительные ресурсы на конкретные цели из натуральных продуктов , особенно если полусинтез может применяться к сложным лекарствам, полученным из натуральных продуктов . Несмотря на это, продолжается дискуссия о ценности тотального синтеза как академического предприятия, некоторые аспекты которой суммированы здесь.

Проекты полного синтеза часто требуют разнообразных реакций, и поэтому усилия по достижению сложных полных синтезов служат для подготовки химиков к занятиям, особенно в области химии фармацевтических открытий, а также в химии технологических процессов . В обоих случаях важными квалификациями являются всестороннее знание химических реакций и сильная и точная химическая интуиция. [ необходима цитата ]

История [ править ]

Общий синтез витамина B 12 : ретросинтетический анализ . Анализ полного синтеза Вудворда – Эшенмозера, который был представлен этими группами в двух вариантах в 1972 году. В работе приняли участие более 100 аспирантов и докторантов из 19 различных стран. Ретросинтез представляет разборку целевого витамина таким образомкоторый делает химический смысл для его возможного прямого строительства. Предполагается, что цель, витамин B 12 ( I ), будет получена путем простого добавления хвоста, что ранее было показано, что это возможно. Необходимый прекурсор, кобировая кислота ( II ), затем становится мишенью и составляет "corrin core »витамина, и предполагалось, что его приготовление будет возможно из двух частей,« западной »части, состоящей из колец A и D ( III ), и« восточной »части, состоящей из колец B и C ( IV ). Затем рестросинтетический анализ предусматривает исходные материалы, необходимые для создания этих двух сложных частей, еще сложных молекул V - VIII .

Фридрих Велер обнаружил, что органическое вещество, мочевина , может быть произведено из неорганических исходных материалов в 1828 году. Это было важной концептуальной вехой в химии, поскольку это был первый пример синтеза вещества, которое было известно только как побочный продукт жизненных процессов. . [2] Велер получены мочевины путем обработки цианат серебра с хлоридом аммония , простой, одностадийного синтеза:

AgNCO + NH 4 Cl → (NH 2 ) 2 CO + AgCl

Камфора была дефицитным и дорогим натуральным продуктом, пользующимся спросом во всем мире. [ когда? ] [ согласно кому? ] Галлер и Блан синтезировали его из камфорной кислоты; [ когда? ] [2] однако ее предшественник, камфорная кислота, имел неизвестную структуру. Когда финский химик Густав Комппа синтезировал камфорную кислоту из диэтилоксалата и 3,3-диметилпентановой кислоты в 1904 году, структура предшественников позволила современным химикам сделать вывод о сложной кольцевой структуре камфоры. Вскоре после этого [ когда? ] Уильям Перкин опубликовал еще один синтез камфоры. [соответствующий? - обсудить ]Работа по полному химическому синтезу камфоры позволила Komppa начать промышленное производство этого соединения вТайнионкоски,Финляндия, в 1907 году.

Американский химик Роберт Бернс Вудворд был выдающейся фигурой в разработке полного синтеза сложных органических молекул, некоторыми из его целей были холестерин , кортизон , стрихнин , лизергиновая кислота , резерпин , хлорофилл , колхицин , витамин B 12 и простагландин F-2a. . [2]

Винсент дю Виньо был удостоен Нобелевской премии по химии 1955 года за полный синтез природного полипептида окситоцина и вазопрессина , о чем в 1954 году сообщил с цитатой «за его работу над биохимически важными соединениями серы, особенно за первый синтез полипептидного гормона. " [7]

Другой одаренный химик - Элиас Джеймс Кори , получивший Нобелевскую премию по химии в 1990 г. за достижения в области полного синтеза и развитие ретросинтетического анализа .

Примеры [ править ]

Одним из классических примеров тотального синтеза является полный синтез хинина , который до его полного синтеза Робертом Бернсом Вудвордом и Уильямом фон Эггерсом Дерингом в 1944 г. [8] имел историю многих частичных синтезов, охватывающих 150 лет и включавших споры и разочарования. [2]

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2014-12-20 . Проверено 22 августа 2015 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  2. ^ a b c d e К. К. Николау ; Д. Вурлумис; Н. Винссингер и П.С. Баран (2000). "Искусство и наука тотального синтеза на заре двадцать первого века" (перепечатка) . Angewandte Chemie International Edition . 39 (1): 44–122. DOI : 10.1002 / (SICI) 1521-3773 (20000103) 39: 1 <44 :: AID-ANIE44> 3.0.CO; 2-L . PMID 10649349 .  
  3. ^ Николау, KC & Соренсен, EJ 1996, Классика в Total Synthesis: Цели, стратегии, методы, New York: John Wiley & Sons, ISBN 978-3-527-29231-8 
  4. ^ Николау, KC & Snyder, SA, 2003, Классика в Total Synthesis II: Другие цели, стратегии, методы, НьюЙорк: John Wiley & Sons, ISBN 978-3-527-30684-8 
  5. ^ Открытие новых синтетических методологий и реагентов во время синтеза натуральных продуктов в эпоху постпалитоксинов Ахлам М. Армали, Ивонн К. ДеПорре, Эмилия Дж. Гросо, Пол С. Риль и Коринна С. Шиндлер Chem. Rev., Статья как можно скорее doi : 10.1021 / acs.chemrev.5b00034
  6. ^ du Vigneaud V , Ressler C, Swan JM, Roberts CW, Katsoyannis PG (1954). «Синтез окситоцина». Журнал Американского химического общества . 76 (12): 3115–3121. DOI : 10.1021 / ja01641a004 .
  7. ^ "Нобелевская премия по химии 1955" . Nobelprize.org . Nobel Media AB . Проверено 17 ноября +2016 .
  8. ^ Вспоминая легенду органической химии Роберт Бернс Вудворд , «C&EN», 4/10/2017

Внешние ссылки [ править ]

  • Архив органического синтеза
  • Основные моменты общего синтеза
  • Total Synthesis News
  • Схемы тотальных синтезов с индексами реакций и реагентов
  • Проблемы групповой встречи по органической химии