有機化学

逆合成解析

逆合成解析では、標的分子から逆向きに合成を設計し、戦略的な結合切断で得たシントンを実際の試薬に対応させる。

直観直観：標的から逆向きに考える

複雑な分子を一段階で作ることはまれである。標的の結合を戦略的に切ったと仮定し、どの簡単な断片を結べば元に戻るかを考える。出発原料が入手可能になるまで繰り返す。

アルドール、グリニャール付加、ディールス・アルダーの切断を切り替え、標的、シントン、実際の試薬の順に追う。

定義:

標的分子をより簡単な前駆体に変換する概念上の結合切断。逆合成矢印（⇒）は「これから合成できる」を意味し、反応の進行方向を示す矢印ではない。

官能基変換（FGI）は炭素骨格を保ったまま官能基を変える操作で、第一級アルコールをアルデヒドに酸化する例がある。より有用な切断を可能にすることがある。

代表的な結合切断の型
標的の部分構造	逆合成の考え方	順方向反応
β-ヒドロキシカルボニル	C–C結合をエノラートとカルボニルのシントンに切る	アルドール付加
第二級または第三級アルコール	OHをもつ炭素の隣のC–C結合を切る	有機金属試薬のカルボニル付加

シントンは切断を考えるための理想化された荷電断片であり、単離可能とは限らない。合成等価体は同じ反応性を与える実在試薬である。アルドール切断では求核性シントンをエノラートで実現し、アルデヒドまたはケトンが求電子性カルボニル炭素を供給する。

\ce{R^1COCH2R^2 + R^3CHO -> R^1COCH(R^2)CH(OH)R^3}

例: アルドール切断を選ぶ

標的にβ-ヒドロキシケトン部分がある。結合形成反応と主な二つの前駆体を特定しなさい。

解答

ケトンのα炭素とOHをもつβ炭素の結合を切る。順方向ではケトンエノラートを作り、アルデヒドのカルボニル求電子剤に付加させるアルドール反応が候補となる。条件選択前に自己縮合と位置選択性を検討する。

よい切断は有用な官能基と必要な立体化学を保ちながら構造の複雑さを下げる。経路評価では工程数、収率、選択性、安全性、費用、スケールアップ、原料の入手性も考慮する。最短経路が常に最良とは限らない。

The Logic of Chemical Synthesis · E. J. Corey, Xue-Min Cheng, 1989
Organic Chemistry (2nd ed.) · Jonathan Clayden, Nick Greeves, Stuart Warren, 2012