Synthon - Synthon
En el análisis retrosintético , un sintón es una unidad hipotética dentro de una molécula diana que representa un reactivo inicial potencial en la síntesis retroactiva de esa molécula diana. El término fue acuñado en 1967 por E. J. Corey . En 1988 señaló que "la palabra synthon ahora se ha utilizado para referirse a bloques de construcción sintéticos en lugar de estructuras de fragmentación retrosintéticas". En 1998 se observó que la frase no figuraba de manera muy destacada en el libro de Corey de 1981 La lógica de la síntesis química , ya que no estaba incluida en el índice. Debido a que los sintones están cargados, cuando se colocan en una síntesis, se encuentra comercialmente una forma neutra en lugar de formar y utilizar los sintones cargados potencialmente muy inestables.
Ejemplo
Al planificar la síntesis de ácido fenilacético , se identifican dos sintones: un grupo nucleófilo "COOH - " y un grupo electrófilo "PhCH 2 + ". Por supuesto, ambos sintones no existen per se; los equivalentes sintéticos correspondientes a los sintones se hacen reaccionar para producir el reactivo deseado. En este caso, el anión cianuro es el equivalente sintético para el COOH - sintón, mientras que el bromuro de bencilo es el equivalente sintético para el sintón bencilo.
La síntesis de ácido fenilacético determinada por análisis retrosintético es así:
- PhCH 2 Br + NaCN → PhCH 2 CN + NaBr
- PhCH 2 CN + 2 H 2 O → PhCH 2 COOH + NH 3
- Synthons C2 - acetileno , acetaldehído
- -C 2 H 4 OH synthon - óxido de etileno
- sintones carbocatiónicos - haluros de alquilo
- sintones de carbanión : reactivos de Grignard , organolitios , acetiluros sustituidos
Uso alternativo en oligonucleótidos sintéticos
Este término también se usa en el campo de la síntesis de genes, por ejemplo, " se construyen oligonucleótidos sintéticos de 40 bases en sintonones de 500 a 800 pb".
Sintones carbaniónicos
En 1967, EJ Corey introdujo el concepto de sinton en un análisis retrosintético . La planificación de los pasos de la síntesis de una molécula compleja requiere reconocer los sintones clave e identificar cómo se pueden ensamblar en un producto deseado. En muchas desconexiones de enlaces retrosintéticos, el enlace se rompe heterolíticamente en lugar de homolíticamente, lo que genera un sintón carbocatiónico y carbaniónico. La mayoría de las reacciones de mecanismo polar, ya sean desplazamientos nucleofílicos, adiciones de 1,2-carbonilo, reacciones de Michael u otros procesos, implican la fusión de un fragmento nucleofílico y un fragmento electrofílico .
Existe una amplia variedad de sintones carbaniónicos disponibles para el químico orgánico para la construcción de moléculas complejas. Estos incluyen enolatos, organometálicos, acetiluros, malonatos y carbaniones generados in situ después de la adición de olefinas. Un ejemplo de un sintón carbaniónico para un éster enolato se muestra en la fig. 1. Un enlace carbono-carbono alfa a un carbonilo generalmente se puede desconectar de un equivalente enolato y un electrófilo de carbono. En este caso, el enolato se genera por desprotonación directa del sustrato con base de diisopropil amida de litio (LDA). El electrófilo es yoduro de metilo .
Dado que los sintones son estructuras idealizadas, a menudo es difícil encontrar compuestos químicos equivalentes en el mundo real. Muchos sintones de carbanión, como se dibujan, presentan problemas de estabilidad que hacen que la existencia de la molécula en realidad sea imposible. Por ejemplo, los aniones acilo no son especies estables, pero el sintón del anión acilo se puede usar para representar reactivos tales como ditianos litiados, que son nucleófilos y se usan a menudo en química industrial .
Sintetizadores carbocatiónicos
Muchos desconexiones retrosintético importantes para la planificación de la síntesis orgánica utilizan carbocatiónicos sintones . Los enlaces carbono-carbono, por ejemplo, existen de forma ubicua en moléculas orgánicas y, por lo general, se desconectan durante un análisis retrosintético para producir sintones carbocatiónicos y carbaniónicos. Los enlaces carbono-heteroátomo, como los que se encuentran en los haluros de alquilo, los alcoholes y las amidas, también se pueden rastrear retroactivamente hasta las desconexiones de los enlaces CX polares que producen un carbocatión en el carbono. Los iones oxonio y acilio son sintones carbocatiónicos para compuestos carbonílicos como cetonas, aldehídos y derivados de ácidos carboxílicos. Se utilizó un sinton de tipo oxonio en una desconexión en el camino hacia el éter de lúpulo, un componente clave de la cerveza (ver figura 1). En la dirección de avance, los investigadores utilizaron una reacción aldólica intramolecular catalizada por tetracloruro de titanio para formar el anillo de tetrahidrofurano del éter de lúpulo.
Otra desconexión común que presenta los sintones carbocatiónicos es la reacción de Pictet-Spengler . El mecanismo de la reacción implica el ataque del enlace pi CC sobre un ión iminio, normalmente formado in situ a partir de la condensación de una amina y un aldehído. La reacción de Pictet-Spengler se ha utilizado ampliamente para la síntesis de numerosos alcaloides de indol e isoquinolina .
La alquilación de carbaniones es una estrategia común utilizada para crear enlaces carbono-carbono. El agente alquilante es habitualmente un haluro de alquilo o un compuesto equivalente con un buen grupo saliente en el carbono. Los haluros de alilo son particularmente atractivos para reacciones de tipo Sn2 debido a la mayor reactividad añadida por el sistema alilo. El celestólido (4-acetil-6-t-butil-1,1-dimetilindano, un componente del perfume de almizcle) se puede sintetizar usando una alquilación del anión bencilo con 3-cloro-2-metil-1-propeno como paso intermedio. La síntesis es bastante sencilla y se ha adaptado con fines didácticos en un laboratorio de pregrado.