Pienimolekyylisten yhdisteiden palladiumavusteinen late stage -funktionalisaatio

Abstract

Late stage -funktionalisaatio (LSF) on kohtuullisen uusi ja edelleen kehittyvä synteesitapa. Se määritellään halutuksi muunnokseksi kemoselektiivisyyttä vaativassa molekyylissä synteesin lopussa ilman valmiiksi lisättyä funktionaalista ryhmää, joka mahdollistaisi tietyn transformaation. LSF:n tavoitteena on muuttaa C-H-sidokset uusiksi sidoksiksi lisäämällä jokin ryhmä, kuten aryyliryhmä, yhdisteeseen. LSF tuo apua menetelmien hitauteen ja kalleuteen, koska monivaiheinen synteesi voidaan korvata LSF:lla. Tutkielmassa käsitellään eri funktionalisaatiotavoista suunnattua ja luontaista late stage -funktionalisaatiota, kun palladium toimii katalyyttinä.

Suunnatussa funktionalisaatiossa selektiivisyys pyritään saavuttamaan ohjaavien ryhmien ohjauksen tai steeristen vuorovaikutusten avulla sekä hyödyntämällä etäfunktionalisaatiota. Ohjaavien ryhmien suuntauksessa katalyytti tai reagenssi ohjataan kemoselektiivisesti tietyn sp2- tai sp3-hybridisoituneen hiilen C-H-sidoksen läheisyyteen, jolloin mahdollistetaan kelaatioavusteinen C-H-sidoksen katkaisu ja funktionaalisen ryhmän liittäminen substraattiin. Luontaisessa funktionalisaatiossa C-H-sidos korvataan funktionaalisella ryhmällä molekyylin reaktiivisimmassa sekä saavutettavimmassa kohdassa. Tällöin huomioidaan steeriset ja elektroniset esteet sekä sidosdissosiaatioenergiat.

Late stage -funktionalisaation avulla kyetään tuottamaan tehokkaasti, monipuolisesti ja virtaviivaisemmin uusia analogeja. Näitä voidaan hyödyntää esimerkiksi lääkeaineiden valmistuksessa, luonnonainesynteesissä sekä materiaalitieteissä. Uusia lähestymistapoja olisi hyvä tuottaa lisää. Haasteena tavassa on ennustettavuuden ja paikkaselektiivisyyden parantaminen.