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La síntesis total es la síntesis química completa de una molécula compleja , a menudo un producto natural , a partir de precursores simples disponibles comercialmente. [1] [2] [3] [4] Generalmente se refiere a un proceso que no involucra la ayuda de procesos biológicos, lo que lo distingue de la semisíntesis . Las moléculas diana pueden ser productos naturales , principios activos de importancia medicinal o compuestos orgánicos de interés teórico.

A menudo, el objetivo es descubrir una nueva ruta de síntesis para una molécula diana para la que ya existen rutas conocidas. A veces, sin embargo, no existe una ruta y el químico desea encontrar una ruta viable por primera vez. Un propósito importante de la síntesis total es el descubrimiento de nuevas reacciones químicas y nuevos reactivos químicos . [5]

Alcance y definiciones [ editar ]

El término síntesis total se aplica con menos frecuencia pero aún con precisión a la síntesis de polipéptidos y polinucleótidos naturales. Por ejemplo, las hormonas peptídicas oxitocina y vasopresina se aislaron y su síntesis total se informó por primera vez en 1954. [6]

Objetivos [ editar ]

Aunque no es cierto desde una perspectiva histórica (ver la historia del esteroide cortisona ), la síntesis total en la era moderna ha sido en gran parte un esfuerzo académico (en términos de mano de obra aplicada a los problemas). Sin embargo, las preocupaciones industriales pueden tomar vías particulares de esfuerzos de síntesis total y gastar recursos considerables en objetivos de productos naturales particulares , especialmente si la semisíntesis se puede aplicar a medicamentos complejos derivados de productos naturales . Aun así, existe una discusión continua sobre el valor de la síntesis total como empresa académica, algunos aspectos de los cuales se resumen aquí.

Los proyectos de síntesis total a menudo requieren una variedad de reacciones y, por lo tanto, los esfuerzos para lograr síntesis totales complejas sirven para preparar a los químicos para actividades, particularmente en la química de descubrimiento farmacéutico, así como en la química de procesos . En ambos casos, un conocimiento completo de las reacciones químicas y una intuición química sólida y precisa son calificaciones importantes. [ cita requerida ]

Historia [ editar ]

Síntesis total de vitamina B 12 : análisis retrosintético . Análisis de la síntesis total de Woodward-Eschenmoser que fue reportada en dos variantes por estos grupos en 1972. El trabajo involucró a más de 100 estudiantes de doctorado y becarios postdoctorales de 19 naciones diferentes. La retrosíntesis presenta el desmontaje de la vitamina objetivo de una manera que tiene sentido químico para su eventual construcción hacia adelante. Seprevé que elobjetivo, la vitamina B 12 ( I ), se prepare mediante la simple adición de su cola, que anteriormente se había demostrado que era factible. El precursor necesario, el ácido cobírico ( II ), se convierte entonces en el objetivo y constituye el "corrin core "de la vitamina, y su preparación estaba prevista para ser posible a través de dos piezas, una parte" occidental "de los anillos A y D ( III ) y una parte" oriental "compuesta por los anillos B y C ( IV ) El análisis restrosintético prevé entonces los materiales de partida necesarios para hacer estas dos partes complejas, las moléculas aún complejas V - VIII .

Friedrich Wöhler descubrió que una sustancia orgánica, la urea , se podía producir a partir de materias primas inorgánicas en 1828. Ese fue un hito conceptual importante en química al ser el primer ejemplo de una síntesis de una sustancia que se conocía solo como un subproducto de procesos vivos. . [2] Wöhler obtuvo urea mediante el tratamiento de cianato de plata con cloruro de amonio , una síntesis simple en un solo paso:

AgNCO + NH 4 Cl → (NH 2 ) 2 CO + AgCl

El alcanfor era un producto natural escaso y caro con una demanda mundial. [ cuando? ] [ según quién? ] Haller y Blanc lo sintetizaron a partir de ácido alcanfor; [ cuando? ] [2] sin embargo, el precursor, el ácido canfórico, tenía una estructura desconocida. Cuando el químico finlandés Gustav Komppa sintetizó ácido canfórico a partir de oxalato de dietilo y ácido 3,3-dimetilpentanoico en 1904, la estructura de los precursores permitió a los químicos contemporáneos inferir la complicada estructura de anillo del alcanfor. Poco después, [ ¿cuándo? ] William Perkin publicó otra síntesis de alcanfor. [¿pertinente? - discutir ]El trabajo sobre la síntesis química total de alcanfor permitió a Komppa comenzar la producción industrial del compuesto, enTainionkoski,Finlandia, en 1907.

El químico estadounidense Robert Burns Woodward fue una figura preeminente en el desarrollo de síntesis totales de moléculas orgánicas complejas, siendo algunos de sus objetivos el colesterol , cortisona , estricnina , ácido lisérgico , reserpina , clorofila , colchicina , vitamina B 12 y prostaglandina F-2a. . [2]

Vincent du Vigneaud fue galardonado con el Premio Nobel de Química de 1955 por la síntesis total del polipéptido natural oxitocina y vasopresina , que informó en 1954 con la mención "por su trabajo sobre compuestos de azufre de importancia bioquímica, especialmente para la primera síntesis de una hormona polipeptídica". " [7]

Otro químico talentoso es Elias James Corey , quien ganó el Premio Nobel de Química en 1990 por su trayectoria en síntesis total y por el desarrollo del análisis retrosintético .

Ejemplos [ editar ]

Un clásico en síntesis total es la síntesis total de quinina , que, antes de su síntesis total por Robert Burns Woodward y William von Eggers Doering en 1944, [8] tenía una historia de muchas síntesis parciales que abarcaron 150 años e incluyeron disputas y frustraciones. [2]

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 20 de diciembre de 2014 . Consultado el 22 de agosto de 2015 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )
  2. ^ a b c d e K. C. Nicolaou ; D. Vourloumis; N. Winssinger y PS Baran (2000). "El arte y la ciencia de la síntesis total en los albores del siglo XXI" (reimpresión) . Angewandte Chemie International Edition . 39 (1): 44-122. doi : 10.1002 / (SICI) 1521-3773 (20000103) 39: 1 <44 :: AID-ANIE44> 3.0.CO; 2-L . PMID 10649349 .  
  3. ^ Nicolaou, KC & Sorensen, EJ 1996, Clásicos en síntesis total: objetivos, estrategias, métodos, Nueva York: John Wiley & Sons, ISBN 978-3-527-29231-8 
  4. ^ Nicolaou, KC & Snyder, SA, 2003, Clásicos en Total Synthesis II: Más objetivos, estrategias, métodos, Nueva York: John Wiley & Sons, ISBN 978-3-527-30684-8 
  5. ^ Descubrimiento de nuevos reactivos y metodologías sintéticas durante la síntesis de productos naturales en la era posterior a la palitoxina Ahlam M. Armaly, Yvonne C. DePorre, Emilia J. Groso, Paul S. Riehl y Corinna S. Schindler Chem. Rev., artículo ASAP doi : 10.1021 / acs.chemrev.5b00034
  6. ↑ du Vigneaud V , Ressler C, Swan JM, Roberts CW, Katsoyannis PG (1954). "La síntesis de oxitocina". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 76 (12): 3115–3121. doi : 10.1021 / ja01641a004 .
  7. ^ "El Premio Nobel de Química 1955" . Nobelprize.org . Nobel Media AB . Consultado el 17 de noviembre de 2016 .
  8. ^ Recordando a la leyenda de la química orgánica Robert Burns Woodward , "C&EN", 10/4/2017

Enlaces externos [ editar ]

  • El archivo de síntesis orgánica
  • Aspectos destacados de la síntesis total
  • Noticias de síntesis total
  • Esquemas de síntesis total con índices de reacción y reactivo
  • Problemas de reuniones de grupo en química orgánica