THE ART AND SCIENCE OF TOTAL SYNTHESIS

THE ART AND SCIENCE OF TOTAL SYNTHESIS

Pada abad kedua puluh satu, perkembangan sintesis total suatu senyawa menjadi sangat pesat. Ini diawali dengan adanya sintesis wohler dalam mensintesis urea pada tahun 1828.

Sintesis ini mengalami perkembangan yang unik  dalam bidang sains. Oleh karenanya dikenal istilah The Art and Science Of total Synthesis. The Art and Science Of total Synthesis adalah suatu seni dalam perkembangan total sintesis di sertai dengan mekanisme reaksi yang menyertainya dan keunikan terjadinya reaksi tersebut. di Indonesia baik perkembang sintesis ini ada dalam bidang kimia, biologi, dan kedokteran sehingga selalu memberikan penemuan obat dan senyawa baru.

Pembelajaran  tentang sintesis total produk  meliputi :  pemilihan molekul target yang penting; penemuan Strategi dan teknologi sintetis terbaru; Dan eksplorasi dalam biologi kimia melalui Desain molekuler serta perlu diperhatikan ketersediaan reagen baru dan metode sintesis akan sangat nya. Salah satu contoh sintesis senyawa yakni sintesis tropinoneDengan mekanisme reaksi seperti berikut :

Dalam sintesis tropinone menggunakan reaksi mannich. Reaksi mannich merupakan salah satu contoh adisi nukleofilik amina ke sebuah gugus karbonil yang diikuti oleh eliminasi anion hidroksi menjadi basa Schiff yang merupakan elektrofil yang bereaksi dalam dua langkah pada adisi nukleofilik kedua dengan karbanion yang dihasilkan dari senyawa yang mengandung proton asam. Reaksi mannich ini mengandung alkilasi amino proton asam terletak disebelah gugus gugus fungsi karbonil dengan formaldehida dan ammonia atau amina primer atau sekunder apapun. Produk akhirnya adalah senyawa beta-amino-karbonil.

Dalam sintesis tropinone ini terdapat keunikan karena adanya reaksi siklisasi yang terbentuk dari senyawa Imina. Hal ini, dapat terjadi, karena adanya penyerangan nukleofilik yang memiliki elektron bebas pada karbonil (atom C) dengan prinsip reaksi Mannich ( intermediet senyawa intramolekul).

Penjelasan dari mekanisme reaksi lengkap di atas terlihat bahwa ada sebuah perkembangan 1,4-dibutanal yang bereaksi dengan amoniak  primer (NH₂CH₃). Dan 1,5-dipentanal-1-keton melalui prinsip reaksi Mannich, sehingga diperoleh mekanisme reaksi sederhana yakni dengan penyerangan Nukleofilik NMe (NH₂CH₃) pada atom karbokation pada gugus karbonil. Hal ini dapat terjadi, karena atom N memiliki elektron bebas sepasang, sehingga mudah menjadi nukleofilik dan menyerang karbonil. Dengan pelepasan H₂O dan penambahan reaksi yang mengandung air. Hasil dari reaksi Mannich untuk membentuk imina. Imina meruoakan suatu senyawa kimia organik yang memiliki ikatan rangkap dua antara atom C dan atom N. Seperti terlihat pada senyawa (5) di peroleh suatu imina dengan gugus samping berupa aldehid.

Kemudian, terjadinya reaksi siklisasi yang diakibatkan oleh reaksi intramolekul penyerangan nukleofilik atom N yang memiliki elektron bebas pada gugus karbonil aldehid. Hal ini juga dapat terjadi karena, efek induksi, sehingga H pada aldehid seolah-olah lepas sehingga pengikatan unsur N pada karbonil dapat terjadi, dan terbentulah siklisasi seperti pada senyawa (6). Selanjutnya, prinsip reaksi Mannich digunakan kembali untuk membentuk (senyawa 8) dengan direaksikan pada suatu senyawa alkena yang memiliki gugus CO₂ dan mengandung gugus Hidroksi. Alkena pada Reagent akan menyerang alkena pada amina, terbebtuk (senyawa 8) dan di lanjutkan dengan kestabilan elektron (senyawa 9) dan terbentuk konformasi (senyawa 10) dan dengan pelarut  asam (HCl) dan pelepasan dua molekul gugus karbonil (CO₂). Sehingga di peroleh senyawa Material start (senyawa 1).

 Sumber :
K. C. Nicolaou, Dionisios Vourloumis, Nicolas Winssinger, and Phil S. Baran. 2000. The Art and Science of Total Synthesis at the Dawn of the Twenty-First Century. University of California, San Diego. Department of Chemistry and Biochemistry