- •Органический синтез
- •Издание выпущено в свет при участии Института органической химии им. Н.Д. Зелинского Редакция литературы по химии
- •Глава 1
- •1.1. Цель однозначна и бесспорна
- •1.2. Цель однозначна, но не бесспорна
- •1.3. Синтез как поиск (цель бесспорна, но не однозначна).
- •1.4. Синтез как инструмент исследования
- •1.5. «Химия создает свой предмет...»
- •1.5.1. Выяснение закономерностей, связывающих
- •1.5.2. Создание новых структур, проблемных для органической химии
- •1.5.3. Расширение круга известных органических соединений
- •Глава 2
- •2.1. Каким образом может быть достигнуто требуемое превращение
- •2.1.1. Возможность протекания органической реакции. Общие соображения
- •2.1.2. Термодинамическая допустимость реакции
- •2.1.3. Наличие канала реакции.
- •2.1.4. Органическая реакция и синтетический метод
- •2.2. Образование связи с-с: ключевая тактическая проблема органического синтеза
- •2.2.1. Принципы сборки связи с-с. Гетеролитические реакции
- •2.2.2. Органические ионы и факторы, определяющие их стабильность
- •2.2.3. Электрофилы и нуклеофилы в реакциях образования связей с-с
- •2.2.3.1, Реакция Вюрца. Аллильное сочетание и родственные случаи
- •2.2.3.2. Карбонильные соединения как нуклеофилы и электрофилы
- •2.2.3.3. Сопряженное присоединение к аф-непределъным карбонильным соединениям. Аннелирование по Робинсону и присоединение по Михаэлю с независимой вариацией аддендов
- •2.2.3.4. Карбометаллирование алкинов
- •2.2.3.5. Ретросинтетический анализ ациклических целевых структур. Общие рекомендации.
- •Простая связь с—с в отсутствие близко расположенных функциональных групп.
- •Простая связь с-с в системе, содержащей два кислородных заместителя в положении 1,3.
- •Простая связь с-с в системе, содержащей два кислородных заместителя в положении 1,5.
- •2.2.3.6. Карбокатионные или карбанионные реагенты. О некоторых дополнительных возможностях проведения реакций образования связи с-с
- •2.3 Взаимопревращения функциональных групп
- •2.3.1. Уровень окисления углеродного центра и
- •2.3.2. Изогипсические трансформации. Синтетическая эквивалентность функциональных групп одного уровня окисления.
- •2.3.3. Неизогипсические трансформации как пути переходов между различными уровнями окисления
- •2.3.4. Взаимопревращение функциональных групп как стратегический метод в полном синтезе.
- •2.4. Как управлять селективностью органических реакций
- •2.4.1. Классификация проблем селективности
- •2.4.2 Селективность обеспечивается выбором подходящей реакции
- •2.4.3. Варьирование природы реагентов как способ управления селективностью реакции
- •2.4.4. Селективная активация
- •2.4.5. Защита функциональных групп как универсальный способ управления селективностью реакций
- •2.5. Реагенты, эквиваленты, синтоны
- •2.5.1. Идеальный органический синтез: фантастика или достижимая цель?
- •2.5.2. Синтоны как универсальные (хотя и виртуальные)
- •2.5.2.1. Реагенты и синтетическая эквивалентность
- •2.5.2.2. Понятие о синтонах
- •2.5.2.3. Синтонный подход как инструмент в разработке путей синтеза
- •2.5.2.4. Изоструктурные синтоны обратной полярности
- •2.6. Построение циклических структур
- •2.6.1. Специфика задач при синтезе циклических соединений
- •2.6.2. Обычные методы ациклической химии в построении циклических систем
- •2.6.2.1. Малые циклы: производные циклопропана и циклобутана
- •2.6.2.3. Циклы большего размера. Принципы макроциклизации. Эффекты многоцентровой координации
- •2.6.3. Циклоприсоединение - методы, специально созданные для получения циклических структур
- •2.6.3.4. Селективность циклообразования в комплексах переходных металлов
- •2.6.4. Радикальные реакции и их роль в синтезе циклических соединений
- •2.7. Расщепление связей с-с и перестройка углеродного скелета как синтетические методы
- •2.7.1. Расщепление одинарных связей с-с
- •2.7.2. Синтетическое использование реакций расщепления двойной углерод-углеродной связи
- •2.7.3. Перегруппировки углеродного скелета и некоторые возможности их использования в полном синтезе
- •2.7.3.1. Перегруппировка Кляйзена-Джонсона—Айрленда и гидрокси-перегруппировка Коупа
- •2.7.3.2. Трансформации малых циклов и их роль в полном синтезе
2.5. Реагенты, эквиваленты, синтоны
2.5.1. Идеальный органический синтез: фантастика или достижимая цель?
Пофантазируем немного на тему о том, каким бы хотелось видеть идеальный органический синтез (недалекого будущего?). Мы говорили о том, что синтез состоит в конструировании молекул. Поэтому логично поискать аналогий в области конструирования более крупных и привычных объектов, чем молекула, — скажем, тех или иных машин, механизмов или электронных устройств. В эпоху, предшествующую так называемой технологической эре, изобретатели, они же технологи, они же мастеровые-ремесленники, как правило, изготавливали свои новинки сами, исходя из простейших доступных материалов, подобно героям Жюль Верна. Действительно, Галилей сам шли-■фовал линзы для своего телескопа, Ломоносов не только придумывал, но и лично изготавливал большинство приборов для своих исследований, Петров самолично изготовил батарею, позволившую ему открыть и исследовать дугу Петрова, а Попов сам и изобрел, и изготовил специальный прибор — «когерер» — детектор грозоотметчика, прообраз первого радиоприемника. Новации наших великих предков были патентно чисты, как сказали бы сейчас, все или почти все в них было сделано, если не впервые, то по крайней мере по-новому, применительно к конкретной новой задаче.
Современный конструктор или ученый, работающий в инженерной области, находятся в совершенно ином положении. В его распоряжении имеется огромный выбор готовых деталей, узлов и агрегатов, стандартных технологических решений, отработанных технологий, богатейший выбор всевозможных материалов. Поэтому в идеале его задача только творческая: найти новые конструктивные решения, создать качественно новое целое, не отвлекаясь на разработку рутинных деталей конструирования или технологии.
Именно в таком духе представляется идеальный органический синтез, и к этому ведут современные тенденции его развития. В идеале, химик-синтетик должен располагать широким набором («библиотекой», как это сейчас обычно назьгаают) выпускаемых промьшшенностью стандартных молекулярных блоков — заготовок, соединяемых с помощью стандартизованных технических приемов, и синтетических методов, позволяющих встроить в собираемую структуру любой требуемый фрагмент. Вот тогда-то синтетик будет освобожден от решения подчас сугубо техниических задач и сможет сосредоточиться на истинно творческой деятельности: разработке оптимальной стратегии и тактики синтеза органических соединений любой сложности. К сожалению, до такого идеального состояния органическому синтезу пока еще далеко. Однако уже сейчас можно говорить о создании общей концепции, позволяющей целенаправленно вести разработку основных подходов по созданию комплекса унифицированных решений тактических задач синтеза, так сказать, его «технологической базы». Речь идет о так называемом синтонном подходе к синтезу, к изложению существа которого мы далее и перейдем.
2.5.2. Синтоны как универсальные (хотя и виртуальные)
строительные блоки и их реальные синтетические эквиваленты
Говоря выше о синтетическом методе как о «черном ящике», операторе, с помощью которого можно производить строго определенные преобразования структуры исходного соединения, мы пока акцентировали внимание на реакциях, ведущих к такому преобразованию, и мало говорили о тех «строительных блоках», которые можно встроить в собираемую молекулу с помощью того или иного метода. Вот об этих «кирпичиках» и пойдет речь далее.