7장 역합성 분석, 보호기 및 선택반응
학습목표 목표 분자를 합성하기 위한 역합성 분석 방법을 이해한다. 합성의 효율성을 위해서 특정 작용기를 보호하는 방법을 이해하고 설계할 수 있다. 여러 합성 경로 중에서 특정 반응을 선택할 수 있도록 화학 반응을 설계할 수 있다.
7장 역합성 분석, 보호기 및 선택반응 7.1 역합성 분석 7.2 합성계획 7.3 보호기 7.4 화학, 위치 및 입체 선택 반응의 소개
역합성 분석, 보호기 및 선택반응 1.어디서 시작할 것인가? 2. 실행 가능한 합성 전략을 어떻게 세울 것인가? 3. 어떻게 효율적으로 합성할 것인가?
7.1 역합성 분석
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 역합성 분석 : 목표 분자를 합리적인 유기 합성 반응에 근거를 둔 추론 방법을 통하여 작용기를 변화시키거나 또는 단계적으로 작은 분자 (단순한 구조를 가진 분자)로 분해하여 합성법을 설계하는 수단. 전구체 (Precursor): 다단계 합성 반응의 경우에서 반응 단계마다 사용되는 출발물질.
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 작용기 전환 반응을 이용한 역합성 분석 작용기 전환 (FGI) : Functional group interconversion
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 작용기 전환 반응을 이용한 역합성 분석 작용기 전환 (FGI) : Functional group interconversion
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 결합 분해를 이용한 역합성 분석 결합 분해 (Bond disconnection) : 역합성 분석시, 목표 분자에 있는 탄소 원자의 결합을 작은 분자 조각으로 분해시키는 조작 합성 단위체 (synthon) : 목표 분자에 있는 탄소 결합을 인위적으로 분해하여 만든 이온성 분자 조각. 탄소 원자의 결합을 단순하게 불균일 분해시킬 때 양이온 (친전자체)과 음이온 (친핵체) 형태의 가상적인 조각 합성 대등체 (Synthetic equivalent, SE): 합성 단위체의 기능을 하는 실체적 분자 또는 반응 시약
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 결합 분해를 이용한 역합성 분석
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 결합 분해를 이용한 역합성 분석
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 합성 단위체와 합성 대등체
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 합성 단위체와 합성 대등체
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 합성 단위체와 합성 대등체
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 합성 단위체와 합성 대등체
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 역합성 분석 예 : meso-Octan-4,5-diol
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 역합성 분석 예 : meso-Octan-4,5-diol
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 역합성 분석 예 : Propanolol ※ Propanolol : β-receptor 차단, 고혈압 치료제
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 역합성 분석 예 : Propanolol ※ Propanolol : β-receptor 차단, 고혈압 치료제
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 역합성 분석 예 : Benzocaine ※ Benzocaine : 국소마취제
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 역합성 분석 예 : Benzocaine ※ Benzocaine : 국소마취제
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 역합성 분석 예 : Ibuprofen ※ Ibuprofen : 비스테로이드성 소염제
역합성 분석 (Retrosynthetic analysis) 역합성 분석 예 : Ibuprofen ※ Ibuprofen : 비스테로이드성 소염제
7.2 합성 계획
합성계획 여러 가지 합성법 중 어느 방법을 선택할 것인가 어디에서 출발할 것인가? : 효율성 (경제성) 과 안전성 (친환경성) 고려 : 녹색 화학 방법 고려
합성계획
합성계획
7.3 보호기
보호기 (Protecting group)
보호기 (Protecting group)
보호기 (Protecting group) 알코올의 하이드록실기 보호기 알코올의 수소원자 : 산으로 작용하여 변성, 혹은 산화제에 의한 산화반응에 취약 보호기가 필요한 경우 RMgX 또는 Rli 같은 유기 금속화합물을 반응 시약으로 사용하는 반응 LDA 또는 NaNH2 등 강염기를 사용하는 반응 BH3 또는 LiAlH4 등과 같은 금속 수소화물을 사용하는 반응 CrO3, PCC, PDC, MnO2 등 산화제를 사용하는 반응 OH기가 분자 내의 친전자성 부위 또는 반응 시약에 친핵체로 작용할 우려가 있는 반응
알코올의 하이드록실기 보호기 : 알킬 에터류 Methyl Ether (RO-Me) Tert-Butyl Ether (RO-Bu-t)
알코올의 하이드록실기 보호기 : 알킬 에터류 Benzyl Ether (RO-Bn) 또는 p-methoxybenzyl ether (RO-PMB) Triphenylmethyl (Trityl, Tr) Ether (RO-CPh3, RO-Tr)
알코올의 하이드록실기 보호기 : Silyl 에터류 Trimethyl silyl Ether (RO-SiMe3, RO-TMS) tert-Butyldimethylsilyl ether (RO-SiMe2Bu-t, RO-TBDS, RO-TBS) 또는 triisopropylsilyl ether (RO-Si(i-Pr)3, RO-TIPS)
알코올의 하이드록실기 보호기 : Acetal 유도체 Tetrahydropyranyl Ether (RO-THP) Methoxymethyl ether (RO-CH2OCH3, RO-MOM) 또는 benzyloxymethyl ether (RO-CH2OCH2Ph, RO-BOM)
알코올의 하이드록실기 보호기 : Acetal 유도체 Acetal (ketal)
알코올의 하이드록실기 보호기 : 에스터류 에스터류
아미노기 (NH) 보호기 : N-Benzyl amine
아미노기 (NH) 보호기 : Carbamate Benzyl carbamate (PhCH2OCO-NR2, Cbz-NR2)
아미노기 (NH) 보호기 : Carbamate 9-Fluorenylmethyl carbamate (Fmoc-NHR)
아미노기 (NH) 보호기 : Carbamate tert-Butyl carbamate (tert-BuOCO-NR2, Boc-NR2)
아미노기 (NH) 보호기 : Amide
알데하이드와 케톤의 카보닐기 보호기 비고리형 아세탈 (케탈)화 반응
알데하이드와 케톤의 카보닐기 보호기 고리형 아세탈 (케탈)화 반응
카복실산 보호기 Alkyl ester
카복실산 보호기 Silyl ester Phenacyl ester
보호기를 사용한 합성 반응 예
보호기를 사용한 합성 반응 예
보호기를 사용한 합성 반응 예
보호기를 사용한 합성 반응 예
7.4 화학, 위치 및 입체 선택 반응의 소개
선택반응 화학선택반응 (Chemoselective reaction): 분자 내에 두 개 이상의 작용기가 있을 때 어느 한 작용기만 선택적으로 반응하는 반응. 예, 선택 산화반응(5.5절), 선택환원 (6.12절) 위치선택반응 (Regioselective reaction): 반응이 일어날 수 있는 부위가 두 군데 이상 있을 때, 어느 한 부위에서만 우선적으로 반응이 일어나 선택적으로 어느 한쪽의 구조 이성질체를 많이 생성시키는 반응. 예, 벤젠의 친전자성 치환 반응 (2.2.3절), 제거 반응 (3.9절), 비대칭 알켄의 친전자성 첨가 반응 (4.2절), 콘쥬게이트 첨가 반응 (4.5절) 입체선택반응 (Stereoselective reaction): 입체 이성질체 중 어느 한쪽 이성질체만 우선하여 생성시키는 합성 반응. 예, 알켄과 알카인의 syn 또는 anti 첨가 반응 (4.2.3절~4.2.5절)
선택반응
이성질체 이성질체 (isomer): 분자식은 같으나 동일하지 않은 화합물.