Czołówka reakcji w praktycznej syntezie organicznej / Top reactions in practical organic synthesis

Dzisiejszy post to początek serii publikacji, które pojawią się wkrótce na blogu.
Tematem jest lista reakcji chemicznych, które tworzą tzw. przybornik (toolbox), do którego chemik organik sięga w razie potrzeby. Każda reakcja wspomniana tutaj będzie omówiona z osobna, i link do każdej będzie umieszczany tutaj w raz z rozwojem bloga.

Szukając pracy jako chemik syntetyk/organik spotkasz się z specyficznymi wymaganiami dotyczącymi wiedzy nie tylko praktycznej ale i teoretycznej. W tym kontekście wiedza teoretyczna to zbiór reakcji, które jako kandydat na pozycję syntetyka w firmie farmaceutycznej, bądź związanej z takową chemią, powinien wykazać podczas rozmowy o pracę. Panel rekrutacyjny często podczas części technicznej rozmowy przedstawia serię pytań i zadań, na które oczekuje odpowiedzi (reakcja imienna/warunki), bądź wykazania procesu myślowego prowadzącego do rezultatu (mechanizm reakcji). W rzeczywistości jednak, są to zadania w dużym stopniu związane z branżą, w której dana firma operuje. I tak można dostać pytania dotyczące retrosyntezy związku aktywnego farmakologicznie, nad którym firma pracowała w przeszłości; bądź też uzupełnić warunki serii reakcji, które są wykorzystywane w rzeczywistym procesie przemysłowym opracowanym przez firmę. Ale bez obaw (!), gdyż synteza na skalę przemysłową ma swoje limity. Nie każdą reakcję chemiczną można przełożyć z łatwością na większą skalę. Podobnie, ilość kroków w sekwencji reakcji jest ograniczona przez koszty każdego kroku, więc szczególnie firmy farmaceutyczne skupiają się na syntezach mających kilka kroków, rzadko kilkanaście. Potrzeba więc reakcji efektywnych i łatwych do przeprowadzenia w większej skali. W takim wypadku tysiące reakcji opisanych w literaturze są odsiewane, co w rezultacie prowadzi do zgrabnej ilości transformacji po które się sięga w laboratorium przemysłowym. Tak powstał poniżej opisany "Przybornik Chemika Syntetyka".

Przybornik Chemika Syntetyka / Synthetic Chemist's Toolbox

Utlenianie / Oxidations:

• Alkohole do aldehydów lub ketonów / Alcohols to aldehydes or ketones

1. Utlenianie Swern'a / Swern Oxidation (blog)
2. Utlenianie Parih-Doering / Parih-Doering Oxidation 
3. Utlenianie Dess-Martin'a / Dess-Martin Oxidation 
4. Chromiany / chromates (PCC, PDC) 
5. TEMPO-BIAB 
6. TPAP-NMO  
7. MnO2

• Aldehydy do kwasów karboksylowych / Aldehydes to carboxylic acids

1. Utlenianie Pinnick'a / Pinnick Oxidation
2. TEMPO-BIAB-H2O 
3. K2CrO3
   

• Inne utleniania / Other oxidations 

1. Epoksydacja alkenów / Epoxidation of alkenes (Sharpless)
2. Dihydkoskylowanie alkenów / Dihydroxylation of alkenes (Sharpless)
3. Rozpad produktów ozonolizy / Oxidative cleavage 
4. Ketony do estrów i laktonów / Ketones to esters and lactones (Baeyer-Villiger)

Reakcje na alkoholach / Reactions on alcohols:

• Do halogenków / To halides

1. Reakcja Appel'a / Appel reaction (blog)
2. Reakcja Garegg-Samuelsson / Garegg-Samuelsson reaction

• Reakcja Mitsunobu / Mitsunobu reaction 

Może prowadzić do estrów, eterów, kwasów karboksylowych i amidów - wszystko z odwróceniem konfiguracji na atomie węgla, do którego przyłączona jest grupa hydroksylowa. Omawiana na blogu tutaj.

Esterifikacje / Esterifications:

1. Reakcja Mitsunobu / Mitsunobu reaction (blog)
2. Esterifikacja Fisher'a / Fisher esterification 
3. DCC i EDC / DCC and EDC
4. Hydrolysis of esters

Redukcje / Reductions:

1. Kwasów (estrów) do aldehydu / From acid (ester) to aldehyde
2. Kwasów do alkoholów / From acid to alcohol
3. Reakcja Birch'a / Birch reduction (blog)

Przekształcenia grupy karbonylowej / Transformations on carbonyl group

• Karbonyl do wiązania podwójnego / Carbonyl to double bond 

1. Reakcja Wittig'a / Wittig Reaction 
2. Reakcja Horner-Woudward-Emmons'a (HWE) / Horner-Woudward-Emmons (HWE) Reaction 
3. Reakcja Julia-Kocienskiego / Julia-Kocienski olefination

• Reakcje z nukleofilami / Reactions with nucleophiles 

1. Z alkilolitami / With alkyllithiums 
2. Z reagentami Gringard'a / With Gringard's reagents 
3. Reakcja aldolowa / Aldol Reaction 
4. Reakcja Michael'a / Michael Reaction
5. Reakcja Claisen'a / Claisen Reaction
6. Redukcyjne aminowanie / Reductive Amination

 

Sprzężenia / Couplings

1. Ogólny mechanizm sprzężeń / General coupling mechanism
2. Reakcja Suzuki / Suzuki Coupling 
3. Reakcja Stille / Stille Coupling 
4. Reakcja Negishi / Negishi Coupling
5. Reakcja Heck'a / Heck Coupling
6. Reakcja Sonogashira / Sonogashira Reaction 
7. Reakcja Buchwald'a / Buchwald Reaction
8. Reakcja Ullmann'a / Ullmann Reaction 

Dodatkowe ważne reakcje / Other important reactions

1. Reakcje Friedel-Crafts'a / Friedel-Crafts alkylation and acetylation
2. Metateza Grubbs'a / Grubbs metathesis
3. Przegrupowanie Beckmann'a / Beckmann rearrangement
4. Przegrupowanie Claisen'a / Claisen rearrangements 
5. Kondensacje heterocykliczne / Preparation of heterocycles
6. Nitrowanie aromatów / Nitration of aryl rings

#MBF