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Principi di sintesi organica parte 1
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The Nobel Prize in Chemistry 1969 "for their
contributions to the development of the concept
of conformation and its application in chemistry"
The Nobel Prize in Chemistry 1965 "for his
outstanding achievements in the art of organic
synthesis"
reserpine
cholesterol
strychnine
cortisone
chlorophyll
lysergic acid
Robert Burns Woodward USA Harvard University
Cambridge, MA, USA b. 1917d. 1979
The Nobel Prize in Chemistry 1990 "for his
development of the theory and methodology of
organic synthesis"
Odd Hassel Norway University of Oslo Oslo,
Norwayb. 1897 d. 1981
Derek H. R. Barton United Kingdom Imperial
College London, UK b. 1918 d. 1998
Longifolene
cephalosporin
Lactacystin
Ginkgolide A
colchicine
Elias James Corey USA Harvard University
Cambridge, MA, USA b. 1928
Miroestrol
quinine
Oseltamivir
Ecteinascidin
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SINTESI TOTALE

• Perché si progetta e si esegue una sintesi totale
  ?

• Per confermare la struttura molecolare di
  sostanze isolate da fonti naturali

• Per produrre molecole naturali biologicamente
  attive, presenti in natura solo in piccolissime
  quantità

• Per costruire nuovi composti strutturalmente
  correlati a molecole naturali biologicamente
  attive, per valutarne lattività e studiare la
  relazione struttura attività

• Per costruire nuovi composti, valutarne le
  caratteristiche ed i possibili impieghi

• Per migliorare la sequenza sintetica che porta ad
  un determinato prodotto (selettività, resa,
  economia di processo, ....)

• Per modificare le caratteristiche di una
  sostanza, in modo da migliorarne alcune
  caratteristiche (stabilità, biodisponibilità,
  ....)

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LEGENDA reagenti Starting Materials
(SM) molecola da sintetizzare Target Material
(TM) passaggi sintetici Steps
Sintesi lineare
Sintesi convergente
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peso (moli) del prodotto ottenuto
resa yield
x 100
peso (moli) teorico del prodotto
moli del prodotto ottenuto
conversione
x 100
moli del reagente consumato
Il concetto di conversione è importante nei
processi industriali in cui il materiale di
partenza non reagito viene separato e
riutilizzato. Possiamo condurre una reazione con
resa del 60 e, se tutto il reagente consumato si
è convertito nel prodotto, la conversione sarà
del 100. Il 40 di reagente inalterato potrà
essere riutilizzato. Se la resa è del 60, ed il
40 di reagente non convertito nel prodotto
desiderato ha fornito il 40 di sottoprodotti,
allora la conversione sarà solo del 60
resa conversione 100
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Sintesi lineare (ramo lineare di una sintesi
convergente) Y () (?yi /100)x100
90 90 90 90 90 90
SM
TM
A
D
B
C
E
90 81 73 66 59 53
90 90
SM
90 90
B
A
TM
90 81
E
90 90
SM
73 66
C
D
90 81
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RESA e variabili sperimentali (tempo,
temperatura, agitazione, solvente,
concentrazione........)
resa
resa
variabili sper
variabili sper

• SELETTIVITÀ
• ? chemoselettività
• ? regioselettività
• ? stereoselettività
• ? distereoselettività
• ? enentioselettività

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CHEMOSELETTIVITÀ è chemoselettiva una reazione
che modifica selettivamente un gruppo funzionale
della molecola, lasciando inalterati gli altri
gruppi presenti
REGIOSELETTIVITÀ è regioselettiva una reazione
che produce selettivamente uno solo dei possibili
prodotti ottenibili dallattacco di un reattivo
in siti differenti
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STEREOSELETTIVITÀ è stereoselettiva una reazione
che produce selettivamente uno solo dei possibili
stereoisomeri. Se gli stereoisomeri possibili
sono diastereoisomeri, si parla di
diastereoselettività, se sono enantiomeri, si
parla di enentioselettività
Non si deve confondere la stereoselettività di
una reazione con la stereospecificità (non sono
definizioni intercambiabili !!!). La
stereospecificità si riferisce ai reagenti
quanto due (o più) stereoisomeri danno prodotti
diversi, la stereoselettività si riferisce ai
prodotti, quando pur essendo possibili più
prodotti stereoisomeri se ne forma in modo
predominante, od esclusivo uno
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• Una sequenza sintetica si può comporre di
• Reazioni di formazione di legame
• Reazioni di interconversione fra gruppi
  funzionali (Functional
• Group Interconversion FGI)
• Extra-steps

formazione
ciclizzazione
Reazioni di formazione di legame
anellazione
riconnessione
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Reazioni di interconversione fra gruppi
funzionali (FGI)
Modificano i gruppi funzionali senza modificare
lo scheletro di atomi di Carbonio. Non
necessariamente portano ad una funzione presente
nel prodotto, ma possono essere necessarie per
favorire, o permettere, una determinata reazione
di formazione di legame
Extra-steps
Modificazioni temporanee, quali la protezione dei
gruppi funzionali, oppure i passaggi di
separazione e purificazione
Una sintesi è tanto più efficiente, quanto minore
è il numero di extra-steps e di FGI
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Polarizzazione di legame e reattività la
reattività di un composto è determinata dalla
natura dei gruppi funzionali presenti. Gruppi
elettron-atrattori (EWG Electron Withdrawing
Group) conferiscono proprietà elettrofile
allatomo di carbonio legato
Ovviamente un gruppo elettron-donatore (EDG
Electron Donating Group) conferisce proprietà
opposte
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La reazione di un accettore (elettrofilo) in
posizione m am con un donatore (nucleofilo) in
posizione n dn, porta ad composto con distanza m
n fra i due gruppi funzionali che imprimono la
polarità. Poiché la formazione di legami C-C
impone la reazione fra nucleofili ed elettrofili
(o fra donatori ed accettori), necessariamente si
possono ottenere solo derivati con i gruppi
funzionali separati da un numero dispari di atomi.
condensazione aldolica
addizione di Michael
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UMPOLUNG se un composto (TM) presenta una
distanza pari fra i gruppi funzionali ? si deve
ricorrere ad un reagente a reattività classica e
ad uno a reattività invertita
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• RETROSINTESI O APPROCCIO DISCONNETTIVO
• focalizza lattenzione sul TM
• disconnette il legami
• impone polarizzazioni arbitrarie (opposte) sugli
  atomi dei frammenti
• risultanti
• risale a plausibili reagenti

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retrosintesi
sintesi