రెట్రోసింథటిక్ విశ్లేషణ

From LTRC

రెట్రోసింథటిక్ విశ్లేషణ (Retrosynthetic analysis) అనేది సేంద్రీయ సంశ్లేషణల ప్రణాళికలో సమస్యలను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగించే ఒక సాంకేతికత. ఇది ఒక లక్షిత అణువును (target molecule), దాని సంభావ్య రియాక్టివిటీ లేదా కారకాలతో (reagents) చర్యలతో సంబంధం లేకుండా, సరళమైన పూర్వగామి నిర్మాణాల (precursor structures) రూపంలోకి మార్చడం ద్వారా సాధించబడుతుంది. ప్రతి పూర్వగామి పదార్థాన్ని ఇదే పద్ధతిని ఉపయోగించి పరిశీలిస్తారు. సరళమైన లేదా వాణిజ్యపరంగా లభించే నిర్మాణాలను చేరుకునే వరకు ఈ ప్రక్రియ పునరావృతమవుతుంది. ఈ సరళమైన లేదా వాణిజ్యపరంగా లభించే సమ్మేళనాలను లక్షిత అణువు యొక్క సంశ్లేషణను రూపొందించడానికి ఉపయోగించవచ్చు. రెట్రోసింథటిక్ విశ్లేషణను 1917లోనే రాబిన్సన్ తన ట్రోపినోన్ సంపూర్ణ సంశ్లేషణలో ఉపయోగించారు.[1] రెట్రోసింథటిక్ విశ్లేషణపై ముఖ్యమైన సంకల్పిత పనిని జార్జ్ వ్లాడట్జ్ 1963లో ప్రచురించారు.[2][3] ఇ.జె. కోరీ 1967 నుండి తన వ్యాసం General methods for the construction of complex molecules మరియు తన పుస్తకం The Logic of Chemical Synthesis ద్వారా ఈ భావనను క్రమబద్ధీకరించి ప్రాచుర్యంలోకి తెచ్చారు.[4][5][6][7]

సంశ్లేషణ రూపకల్పనలో రెట్రోసింథటిక్ విశ్లేషణ యొక్క శక్తి స్పష్టమవుతుంది. రెట్రోసింథటిక్ విశ్లేషణ యొక్క లక్ష్యం నిర్మాణాన్ని సరళీకరించడం. తరచుగా, ఒక సంశ్లేషణ ఒకటి కంటే ఎక్కువ సాధ్యమైన సంశ్లేషణ మార్గాలను కలిగి ఉంటుంది. వివిధ సంశ్లేషణ మార్గాలను కనుగొనడానికి మరియు వాటిని తార్కికమైన మరియు సరళమైన పద్ధతిలో పోల్చడానికి రెట్రోసింథసిస్ బాగా సరిపోతుంది.[8] విశ్లేషణ యొక్క ప్రతి దశలో ఒక భాగం ఇప్పటికే సాహిత్యంలో ఉందో లేదో తెలుసుకోవడానికి డేటాబేస్‌ను సంప్రదించవచ్చు. ఒకవేళ ఆ సమ్మేళనం ఉంటే, దానిపై మరింత పరిశోధన అవసరం లేదు. ఆ సమ్మేళనం ఉనికిలో ఉంటే, సంశ్లేషణను చేరుకోవడానికి అభివృద్ధి చేయబడిన తదుపరి దశలకు అది ఒక ప్రారంభ బిందువుగా ఉపయోగపడుతుంది.

రెట్రోసింథసిస్ సాధనాలను అభివృద్ధి చేసే విద్యా మరియు వాణిజ్య సమూహాలు ఉన్నాయి. రసాయన శాస్త్రంలో మెషిన్ లెర్నింగ్ మరియు కృత్రిమ మేధస్సు (artificial intelligence) అనువర్తనాలు పెరుగుతుండటంతో, MITకి చెందిన కోలీ గ్రూప్ వంటి అనేక పరిశోధనా సమూహాలు మరియు కెమికల్.AI (Chemical.AI) మరియు రియాక్సిస్ (Reaxys) వంటి కంపెనీలు సాంప్రదాయ నియమ-ఆధారిత విధానాలలో డీప్ లెర్నింగ్ను ఏకీకృతం చేయడం ప్రారంభించాయి.

నిర్వచనాలు

డిస్‌కనెక్షన్ (Disconnection)
రెండు (లేదా అంతకంటే ఎక్కువ) సింథాన్లను ఏర్పరచడానికి బంధాన్ని విచ్ఛిన్నం చేసే రెట్రోసింథటిక్ దశ.
రెట్రాన్ (Retron)
కొన్ని పరివర్తనలను (transformations) సాధ్యం చేసే కనీస పరమాణు ఉపనిర్మాణం.
రెట్రోసింథటిక్ ట్రీ (Retrosynthetic tree)
ఒకే లక్షిత అణువు యొక్క అనేక (లేదా అన్ని) సాధ్యమైన రెట్రోసింథసిస్‌ల యొక్క డైరెక్టెడ్ ఎసైక్లిక్ గ్రాఫ్.
సింథాన్ (Synthon)
సంశ్లేషణ ఏర్పడటానికి సహాయపడే సమ్మేళనం యొక్క ఒక భాగం, ఇది ఆ లక్షిత అణువు నుండి ఉద్భవించింది. ఒక సింథాన్ మరియు దానికి సంబంధించిన వాణిజ్యపరంగా లభించే సింథటిక్ ఈక్వివలెంట్ (synthetic equivalent) క్రింద చూపబడ్డాయి:
టార్గెట్ (Target)
కావలసిన తుది సమ్మేళనం.
ట్రాన్స్‌ఫార్మ్ (Transform)
సంశ్లేషణ చర్యకు విలోమం; ఒకే ఉత్పత్తి నుండి ప్రారంభ పదార్థాల ఏర్పాటు.

ఉదాహరణ

క్రింద ఫినైల్ ఎసిటిక్ యాసిడ్ యొక్క రెట్రోసింథటిక్ విశ్లేషణ చూపబడింది:

ఫినైల్ ఎసిటిక్ యాసిడ్ యొక్క రెట్రోసింథటిక్ విశ్లేషణ
ఫినైల్ ఎసిటిక్ యాసిడ్ యొక్క రెట్రోసింథటిక్ విశ్లేషణ

సంశ్లేషణను ప్లాన్ చేసేటప్పుడు, రెండు సింథాన్‌లు గుర్తించబడతాయి: ఒక న్యూక్లియోఫిలిక్ –COOH గ్రూప్ మరియు ఒక ఎలక్ట్రోఫిలిక్ PhCH2+ గ్రూప్. రెండు సింథాన్‌లు వ్రాసినట్లుగా ఉనికిలో లేవు; కావలసిన ఉత్పత్తిని పొందడానికి సింథాన్‌లకు అనుగుణమైన సింథటిక్ ఈక్వివలెంట్‌లు చర్య జరుపుతాయి. ఈ సందర్భంలో, సైనైడ్ అయాన్ అనేది –COOH సింథాన్‌కు సింథటిక్ ఈక్వివలెంట్, అయితే బెంజైల్ బ్రోమైడ్ అనేది బెంజైల్ సింథాన్‌కు సింథటిక్ ఈక్వివలెంట్.

రెట్రోసింథటిక్ విశ్లేషణ ద్వారా నిర్ణయించబడిన ఫినైల్ ఎసిటిక్ యాసిడ్ సంశ్లేషణ ఇలా ఉంటుంది:

PhCH2Br + NaCN → PhCH2CN + NaBr
PhCH2CN + 2 H2O → PhCH2COOH + NH3

వాస్తవానికి, ఫినైల్ ఎసిటిక్ యాసిడ్ బెంజైల్ సైనైడ్ నుండి సంశ్లేషణ చేయబడింది,[9] ఇది స్వయంగా బెంజైల్ బ్రోమైడ్ మరియు సోడియం సైనైడ్ల సారూప్య చర్య ద్వారా తయారు చేయబడింది.[10]

వ్యూహాలు

ఫంక్షనల్ గ్రూప్ వ్యూహాలు

ఫంక్షనల్ గ్రూప్ల మార్పులు పరమాణు సంక్లిష్టతలో గణనీయమైన తగ్గింపులకు దారితీస్తాయి.

స్టీరియోకెమికల్ వ్యూహాలు

అనేక రసాయన లక్ష్యాలకు ప్రత్యేకమైన స్టీరియోకెమికల్ డిమాండ్లు ఉంటాయి. స్టీరియోకెమికల్ పరివర్తనలు (ఉదాహరణకు క్లైసెన్ రీఅరేంజ్‌మెంట్ మరియు మిట్సునోబు చర్య) కావలసిన చిరాలిటీని తొలగించగలవు లేదా బదిలీ చేయగలవు, తద్వారా లక్ష్యాన్ని సరళీకరిస్తాయి.

స్ట్రక్చర్-గోల్ వ్యూహాలు

ఒక సంశ్లేషణను కావలసిన ఇంటర్మీడియట్ వైపు మళ్లించడం విశ్లేషణ యొక్క దృష్టిని బాగా తగ్గించగలదు. ఇది ద్విదిశాత్మక శోధన పద్ధతులను అనుమతిస్తుంది.

ట్రాన్స్‌ఫార్మ్-ఆధారిత వ్యూహాలు

రెట్రోసింథటిక్ విశ్లేషణకు పరివర్తనలను వర్తింపజేయడం వల్ల పరమాణు సంక్లిష్టతలో శక్తివంతమైన తగ్గింపులు లభిస్తాయి. దురదృష్టవశాత్తు, శక్తివంతమైన ట్రాన్స్‌ఫార్మ్-ఆధారిత రెట్రాన్‌లు సంక్లిష్ట అణువులలో అరుదుగా ఉంటాయి మరియు వాటి ఉనికిని స్థాపించడానికి అదనపు సంశ్లేషణ దశలు తరచుగా అవసరమవుతాయి.

టోపోలాజికల్ వ్యూహాలు

ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కీలకమైన బంధ విచ్ఛిన్నాలను గుర్తించడం వల్ల కీలకమైన ఉపనిర్మాణాలను లేదా కష్టతరమైన రీఅరేంజ్‌మెంట్ పరివర్తనలను గుర్తించవచ్చు.

  • రింగ్ నిర్మాణాలను సంరక్షించే విచ్ఛిన్నాలు ప్రోత్సహించబడతాయి.
  • 7 సభ్యుల కంటే పెద్ద రింగులను సృష్టించే విచ్ఛిన్నాలు నిరుత్సాహపరచబడతాయి.
  • విచ్ఛిన్నం సృజనాత్మకతను కలిగి ఉంటుంది.

ఇవి కూడా చూడండి

ప్రస్తావనలు

  1. ↑ Robinson, R. (1917). “LXIII. A Synthesis of Tropinone”. Journal of the Chemical Society, Transactions. 111: 762–768. doi:10.1039/CT9171100762.
  2. ↑ Ugi, Ivar; Bauer, Johannes; Bley, Klemens; Dengler, Alf; Dietz, Andreas; Fontain, Eric; Gruber, Bernhard; Herges, Rainer; Knauer, Michael; Reitsam, Klaus; Stein, Natalie (1993). “Computer-Assisted Solution of Chemical Problems—The Historical Development and the Present State of the Art of a New Discipline of Chemistry”. Angewandte Chemie International Edition in English. 32 (2): 201–227. doi:10.1002/anie.199302011.
  3. ↑ Vléduts, G.É. (1963). “Concerning one system of classification and codification of organic reactions”. Information Storage and Retrieval. 1 (2–3): 117–146. doi:10.1016/0020-0271(63)90013-5.
  4. ↑ Corey, E. J. (1967). “General methods for the construction of complex molecules”. Pure and Applied Chemistry. 14: 19–38. doi:10.1351/pac196714010019.
  5. ↑ E. J. Corey, X-M. Cheng (1995). The Logic of Chemical Synthesis. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-11594-6.
  6. ↑ E. J. Corey (1988). “Retrosynthetic Thinking – Essentials and Examples”. Chem. Soc. Rev.. 17: 111–133. doi:10.1039/CS9881700111.
  7. ↑ 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.
  8. ↑ James Law et.al:"Route Designer: A Retrosynthetic Analysis Tool Utilizing Automated Retrosynthetic Rule Generation", Journal of Chemical Information and Modelling (ACS JCIM) Publication Date (Web): February 6, 2009; doi:10.1021/ci800228y, http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ci800228y
  9. ↑ “Phenylacetamide”. Organic Syntheses. 1963; Collected Volumes, vol. 4, p. 760.
  10. ↑ “Benzyl Cyanide”. Organic Syntheses. 1941; Collected Volumes, vol. 1, p. 107.

బాహ్య లింకులు

వికీకోట్: Retrosynthetic analysis

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Retrosynthetic analysis” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Retrosynthetic_analysis ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=రెట్రోసింథటిక్_విశ్లేషణ&oldid=6245"