SYNTEZA ZWIĄZKÓW OPTYCZNIE CZYNNYCH

W ostatnich kilku dziesięcioleciach głównym priorytetem chemii organicznej jest prowadzenie syntez, w których otrzymywane są nowe centra stereogeniczne o ściśle określonej konfiguracji absolutnej. Stało się to szczególnie istotne po odkryciu zależności aktywności biologicznej związków od ich stereochemii. Istnieje wiele technik otrzymywania optycznie czystych produktów, które ująć można w dwie podstawowe grupy:

1. Rozdział mieszanin racemicznych:

  • Oparty na różnicach w szybkości reakcji z udziałem poszczególnych enancjomerów rozdział kinetyczny (KR), wykorzystywany przede wszystkim w momencie kiedy pożądane jest otrzymanie obu enancjomerów danego związku. Stosunkowo niedawno rozwiniętym udoskonaleniem tego procesu jest dynamiczny rozdział kinetyczny (DKR). Wykorzystuje on różnice w szybkości reakcji enancjomerów w połączeniu z racemizacją jednego z nich, umożliwiając przez to otrzymanie ze 100% wydajnością pojedynczego izomeru, co niemożliwe było w przypadku procesu KR.
  • Rozdział diastereoizomerycznych soli wykorzystujący różnicę we właściwościach fizykochemicznych (w szczególności rozpuszczalności) dwóch diastereoizomerów. Głównie stosowany w przypadku kwasów i amin, gdzie istnieje prosta możliwość otrzymania soli i ich krystalizacja.
  • Rozdział chromatograficzny z użyciem chiralnego modyfikowanego złoża, wykorzystujący różne powinowactwo enancjomerów do fazy stacjonarnej. Głównie w tym celu stosowane są preparatywne aparaty HPLC, co umożliwia rozdział niemal każdej mieszaniny.

2. Synteza stereokontrolowana:

  • Wykorzystanie chiralnych bloków budulcowych pochodzenia naturalnego (chiral pool) do syntezy cząsteczki docelowej (target molecule). Stosuje się w tym celu głównie szeroko rozpowszechnione aminokwasy, węglowodany i terpeny. Występują one najczęściej w postaci tylko jednego enancjomeru, co jest niewielką niedogodnością opisywanej metody.
  • Wprowadzenie pomocnika chiralnego do cząsteczki substratu, który indukuje powstawanie w nadmiarze jednego diastereoizomerycznego produktu. Wiąże się to jednak z koniecznością wprowadzenia dodatkowych etapów związanych z wprowadzeniem i usunięciem podstawnika, co skutkuje obniżeniem wydajności całego procesu.
  • Wykorzystanie katalizatorów posiadających w swojej budowie centrum asymetrii, które jest obecnie powszechnie stosowanym sposobem prowadzenia syntezy asymetrycznej. Jego główną zaletą jest stosowanie katalitycznych ilości optycznie czystych związków, która powoduje indukcję centrum asymetrii w dużej ilości prochiralnego substratu.