Analisis retrosintetis

Analisis retrosintetis adalah teknik pemecahan masalah dalam merencanakan sintesis organik. Ini dilakukan dengan melakukan transformasi molekul target menjadi struktur-struktur prekursornya yang lebih sederhana tanpa berasumsi tentang bahan awalnya. Masing-masing bahan prekursor diuji menggunakan metode yang sama. Prosedur ini diulang-ulang hingga diperoleh struktur paling sederhana atau yang tersedia di pasaran. E.J Corey memformalkan konsep ini dalam bukunya The Logic of Chemical Synthesis.^[1][2][3]

Kekuatan analisis retrosintesis menjadi bukti dalam rancangan sintesis. Sasaran analisis retrosintesis adalah penyederhanaan struktur kimia. Seringkali, suatu sintesis akan memiliki lebih dari satu jalur sintesis yang mungkin. Retrosintesis cocok untuk mengungkap berbagai kemungkinan jalur sintesis yang berbeda dan membandingkannya berdasarkan logika dan panjang jalur.^[4] Perlu suatu basis data untuk setiap tahapan analisis, untuk menentukan komponen mana yang telah tersedia dalam literatur. Jika hal ini terjadi, tidak perlu eksplorasi lanjutan terhadap senyawa tersebut.

Definisi

Diskoneksi

Tahapan retrosintesis yang melibatkan pemutusan ikatan untuk membentuk dua (atau lebih) sinton.

Retron

Substruktur molekul minimal yang memungkinkan terjadinya transformasi tertentu.

Pohon retrosintesis

Suatu grafik asiklik terarah beberapa (atau semua) kemungkinan retrosintesis dari suatu target tunggal.

Sinton

Fragmen molekul yang diidealkan. Suatu sinton dan senyawa ekivalen sintetisnya yang tersedia secara komersial ditunjukkan dalam gambar di bawah:

Target

Senyawa akhir yang diinginkan.

Transformasi

reaksi sintesis balik; pembentukan bahan awal dari produk tunggal.

Contoh

Contoh berikut akan memudahkan pemahaman konsep analisis retrosintesis.

Dalam merencanakan sintesis asam fenilasetat, diidentifikasi dua sinton. Sebuah gugus nukleofil "^–COOH", dan gugus elektrofil "PhCH". Tentu saja, kedua sinton tersebut tidak tersedia begitu saja; ekivalen sintesisnya yang sesuai dengan sinton-sinton direaksikan untuk menghasilkan produk yang diinginkan. Dalam kasus ini, anion sianida adalah ekivalen sintesis untuk sinton ^–COOH; sementara benzil bromida adalah ekivalen sintesis untuk sinton benzil.

Maka, sintesis asam fenilasetat yang ditentukan berdasarkan analisis retrosintesis menjadi sebagai berikut:

${\displaystyle {\text{PhCH}}_{2}{\text{Br}}+{\text{NaCN}}\longrightarrow {\text{PhCH}}_{2}{\text{CN}}+{\text{NaBr}}}$

${\displaystyle {\text{PhCH}}_{2}{\text{CN}}+{\text{2 H}}_{2}{\text{O}}\longrightarrow {\text{PhCH}}_{2}{\text{COOH}}+{\text{NH}}_{3}}$

Kenyataannya, asam fenilasetat telah disintesis dari benzil sianida,^[5] yang disintesis berdasarkan reaksi antara benzil klorida dengan natrium sianida^[6]

Strategi

Strategi gugus fungsi

Manipulasi gugus fungsi dapat mengurangi kompleksitas molekul secara signifikan.

Strategi stereokimia

Sejumlah pereaksi kimia memiliki kebutuhan stereokimia yang berbeda. Transformasi stereokimia (seperti penataan ulang Claisen dan reaksi Misunobu) dapat menghilangkan atau memindahkan kekhiralan yang diinginkan sehingga menyederhanakan target.

Strategi struktur tujuan

Mengarahkan sintesis ke intermediat yang diinginkan dapat mempersempit fokus analisis secara signifikan. Hal ini memungkinkan teknik pencarian dua arah.

Strategi berbasis transformasi

Aplikasi transformasi untuk analisis retrosintesis dapat menyederhanakan kompleksitas molekul. Sayangnya, retron berbasis transformasi jarang ada dalam molekul kompleks, dan tahapan sintesis tambahan sering kali diperlukan agar retron tersebut ada.

Strategi topologis

Identifikasi satu atau lebih pemutusan ikatan kunci dapat menyebabkan identifikasi substruktur kunci atau sulit untuk mengidentifikasi transformasi penataan ulang

• Sangat disarankan pemutusan tetap mempertahankan struktur cincin
• Tidak dianjurkan pemutusan yang menghasilkan cincin yang lebih besar dari 7 anggota.

Lihat juga

• Sintesis organik
• Sintesis total

Referensi

1. E. J. Corey, X-M. Cheng (1995). The Logic of Chemical Synthesis. New York: Wiley. ISBN 0-471-11594-0. 
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. James Law et.al (2009-02-06), "Route Designer: A Retrosynthetic Analysis Tool Utilizing Automated Retrosynthetic Rule Generation", Journal of Chemical Information and Modelling (ACS JCIM), doi:10.1021/ci800228y Pemeliharaan CS1: Menggunakan parameter penulis (link)
5. Wilhelm Wenner (1963). "Phenylacetamide". Org. Synth.; Coll. Vol. 4: 760. 
6. Roger Adams; A. F. Thal (1941). "Benzyl Cyanide". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 107. 

Pranala luar

• Centre for Molecular and Biomolecular Informatics Diarsipkan 2005-02-12 di Wayback Machine.
• Presentation on ARChem Route Designer, ACS, Philadelphia, September 2008 for more info on ARChem see the SimBioSys pages.