Ызбекистон республикаси олий ва ырта махсус

Sintez strategiyasi


1. Sintezni rejalashtirishning roli
2. Sintetik sxemalarni tuzish.
3. Sintez strategiyasini ishlab-chiqishda EHM ning roli.

Organik mahsulotlarda funksional gruppalar transformatsiyasi va reaksiyalarning selektivligi haqida tushunchalar ega bo‘lganimizdan so‘ng, murakkab sintezlarni amalga oshirishning rejasini, taktika va strategiyasini o‘rganishimiz lozim.

“Hamma ko‘rgan narsani ko‘rgan holda, hech kim o‘ylamagandek o‘ylash kerak” (J.Sent-D’yordi). Bu so‘zlar har qanday tadqiqotchining dasturi bo‘lmog‘i kerak.
Konkret sintezni bajarishda ikki holat bilan to‘qnashiladi: a) dastlabki mahsulot-birikma berilgan va uni kerakli mahsulotgacha o‘zgartirish kerak: b) kerakli mahsulot strukturasi berilgan va uni qanday birikmalardan va qanday usullar bilan olishni rejalashtirish kerak.
Sintezni real rejalashtirishda ikki usulni kombinatsiyasidan foydalanishiga to‘g‘ri keladi.
a)-usulni sintezni rejalashtirishda, asosan, sanoat sintetik sxemalarni ishlab chiqishda qo‘llash maqsadga muvofiqroq, chunki ko‘pincha sanoat mahsuloti arzon yoki boshqa ishlab chiqarishning chiqindisi bo‘lib, sintez tadqiqotini stimullaydi. Laboratoriya sintezida bu usul yakuniy mahsulotda u yoki bu dastlabki reagentlar asosidagi fragmentlarni oson saqlay olishi bilan izohlanadi.
b)-usul bo‘yicha sintezni rejalashtirish har doim ham potensial foyda olish imkonini bermaydi, chunki buning uchun struktura yoki biosintez sxemalarida kerakli malumot juda kam. Shuni ham usta tadqiqotchi ko‘rishi mumkin xolos. Bunda yakunida boshlang‘ichdan qarab borishda qatiy mantiqiy analiz yo‘li bilan boriladi. Buning uchun molekulani fikran parchalanadi, bunda bazi bosqichlar tegishli sintetik reaksiyalar natijalariga teskari tarzda ro‘y beradi (retrosintetik analiz).
Kerakli operatsiyani tanlab olish bilan zamonaviy usullar arsenalidan foydalanib, sintetik kimyoning har qanday xususiy masalasini yechish mumkin.
Sintez sxemasini eng sodda va ko‘rinarli kompozitsiyasi bitta boshlang‘ich molekulani bosqichma-bosqich murakkablashtirib borishdan iborat. Umumlashtirilgan holda u quyidagicha ko‘rinishga ega bo‘ladi (n ta bosqich uchun):
A₀+A₁ A₀-A₁+A₂ A₀-A₁-A₂+A₃ A₀-A₁-A₂-A₃ A₀-A₁-A₂-A₃-...- A_n-A_n+1
Bunda “eng og‘riq joy” (“arifmetik shayton”) umumiy unum muammosidir.
Ketma-ketlikda oxirgi mahsulot unumi dastlabki birikmadan hisoblaganda barcha oraliq holatlar unumi yig‘indisidir. Boshqacha qilib aytganda, alohida bosqich o‘rtacha unumi “U” bo‘lsa, n bosqich uchun umumiy unum “Un” bo‘ladi. Agar U 80% bo‘lsa, umumiy unum bosqich soniga qarab quyidagicha ko‘rinishga ega bo‘ladi:

n	5	10	20	30	50	80
Un,%	33	11	1.2	0.12	0.0014	0.000002

Demak, 2 g mahsulot olish uchun 1 t boshlang‘ich birikma kerak bo‘lar ekan (80 bosqichli sintezda). Demak, bosqich sonini kamaytirib, alohida bosqichlarni unumini orttirish kerak. Kerakli transformatsiyalarning minimal soni, optimal bosqichlarni tanlab olish kerak. Bu sxema samarador bo‘lgani bilan cheksiz imkoniyatga ega emas. Chiziqli kompozitsiyada bu sxema chegaralangan holda imkoniyatga ega.

Alternativa sifatida sintezning konvergent sxemalari mavjud. “P” mahsulot olishda bu sxema quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi:

Bu yerda umumiy unum bosqichlar bo‘yicha jamlanganda ko‘rinishda bo‘lib, chiziqli holda sxemaga solishtirganda:

n	8	16	32	64	80
Un,%
chiziqli	16.8	2.8	0.08	610^-5	210^-6
konvergent	51.2	4.1	32.8	26	24.4

ko‘rinishga ega bo‘ladi.
Chiziqli sxemalarda reaksiya selektivligi va funksional gruppalar mos keluvchanligi hal qiluvchi axamiyatga ega bo‘lsa, konvergent sxemalarda bu unchalik ahamiyaga molik emas, turli bosqichlarda zarur bo‘lgan funksional sxemaning turli shoxlariga tarqatilib yuboriladi, turli shoxlar bir vaqtning o‘zida turli tadqiqotchilar tomonidan olib borib, so‘ngra birlashtirilishi mumkin.
Sintezni rejalashtirish va sxemalar tayyorlashda bir necha tavsiyalar umumiy xarakterga ega bo‘lib, ish jarayonida ulardan foydalanish mumkin:
1. Тuzilishini to‘liq ko‘rib chiqish. (Markaziy strategik muammoni bo‘laklarga ajratib, ichidan tanlab olish.)
2. Strategik reaksiyani tanlab olish. (Molekula tuzilmasining strategik yadrosi sintezini ta’minlovchi reaksiya yoki reaksiyalar turkumini tanlab olish.)
3. Strategik bog‘ni tanlash. (Тuzilmani to‘liq o‘rganib, samarador strategik reaksiyani tanlash imkoni yo‘q bo‘lganda, bosqichma-bochqich tuzilma bog‘lar bo‘yicha parchalanadi, retrosintetik analiz sxemasida strategik bo‘lgani topiladi va shu bog‘ retrosintetik sxemani keyingi bosqichlarini, oqibatda sintez strategiyasini belgilab beradi)
4. Тuzilmani dastlabki retrosintetik qayta ishlovdan o‘tkazish. (Analizni eng mas’uliyatli qismi. Uning maqsadi butun tuzilmani modifikatsiyalash, pirovard natijada tanlangan strategik reaksiya yoki strategik bog‘ni tutashtirish yordamida yig‘ish).
Bu tavsiyalar tartibi sintezni rejalashtirishda ish tartibini belgilamaydi. Aksincha, har bir bosqichda ular hisobga olinishi va qo‘llanilishi lozim. Ular faqat yakuniy mahsulot analizida emas, balki oraliq birikmalar tuzilishini bilishda ham muhim ahamiyatga ega.
Bu tavsiyalar sintez rejalashtirishda ko‘r-ko‘rona emas, balki keng sintetik qobiliyatga qarab qo‘llanilishi lozim. Sintezning rejalashtirilishda doimo kengayib beruvchi, juda katta kimyoviy axborotni o‘zlashtirib borish va foydalanish kerak bo‘ladi. Bu masalada sintetiklarga aqlli mashinalar-EHM lar yordamga kelishadi.
Yuqorida aytib o‘tilgandek kimyo uslublari keng imkoniyatlarga ega, ”har qanday narsani har qanday narsaga” aylantirish imkonini beradi deb aytish mumkin.
Har qanday strukturani retrosintetik analizi ihtiyoriy tanlab olingan bog‘dan boshlab, retrosintetik daraxt bo‘ylab borib, oxir-oqibatda sodda boshlang‘ich strukturalarga chiqish imkonini beradi. Agar bu axborotlar, sintez uslublari haqida yetarli to‘liq ma’lumot hamda bog‘larni navbatdan uzib borib, strukturani soddalashtirishni ko‘zda tutuvchi programmalar mashina xotirasiga kiritilsa, retrosintetik analiz sxemalarining qandaydir to‘plamini olish mumkin. Тo‘g‘ri unda tegishli variantlar ko‘plab ishlab chiqiladi, hatto ular ichidan kerakligini ajratib olib bo‘lmay qoladi ham. Shuning uchun, EHM dan ratsional foydalanish foydalanuvchining mantiqiy izohlanishi, ayrim qadamlar qatiy kimyoviy mantiqiy shakllantirgan va programma tuzilishiga kiritgan holda olib boriladi.
Undan tashqari programmada keraksiz analiz yo‘nalishlarining samaradorligi solishtirish ikonini beruvchi mexanizmlar nazarda bo‘lishi kerak.
Garvard universitetida (AQSh) LHASA (“Logic and Heuristic Applied to Synthetie Analysis”) programmasi ishlab chiqilgan va bir qator sintezlar amalga oshirilgan.
Sintezni kompyuterlashtirish organik kimyoning favqulodda perspektiv yo‘nalishi bo‘lib, yaqin orada yuqori kategoriya kompyuterlar organokimyoviy laboratoriyalarda spektral asboblar kabi zaruriy uskuna bo‘lib qoladi.


Тayanch iboralar: sintezni rejalashtirish, sintetik sxema, sintez strategiyasi, retrosintetik analiz,sintez taktikasi, chiziqli sintez sxemasi, konvergent sxema, strategik reaksiya, strategik bog‘, sintezni kompyuterlashtirish.