The Art and Sciences of Total Synthesis

Hai teman-teman kita lanjutkan materi kita ya

Lanjutan ini kita akan membahas tentang “The Art and Sciences of Total Synthesis”

Ahli kimia organik sintetis memiliki kekuatan untuk meniru beberapa molekul makhluk hidup yang paling menarik di laboratorium dan menerapkan strategi dan teknologi sintetis yang dikembangkan untuk membangun variasi di dalamnya. Molekul semacam itu memfasilitasi di bidang biologi dan kedokteran, karena mereka sering menganggap penggunaan sebagai alat biologis dan kandidat obat untuk pengembangan klinis. Selain itu, dengan menggunakan reaksi katalitik yang canggih dan proses sintetis yang dirancang dengan tepat, mereka dapat mensintesis tidak hanya molekul alam dan analoginya, tetapi juga segudang molekul organik lainnya untuk aplikasi potensial di banyak bidang sains, teknologi dan kehidupan sehari-hari.

Sebuah subdiscipline sintesis adalah sintesis organik, seni dan sains untuk membangun zat, alami atau dirancang, yang elemen utamanya adalah karbon. Keunggulan sintesis organik adalah sintesis total, usaha untuk mensintesis molekul alam hidup di laboratorium. Kemampuan manusia untuk mereplikasi molekul makhluk hidup, dan menciptakan molekul lain seperti mereka, adalah perkembangan yang luar biasa dalam sejarah manusia. Kelahirannya kembali ke tahun 1828, ketika ahli kimia Jerman Friedrich Wöhler, Anggota Asing Royal Society (ForMemRS), menyintesis urea, contoh zat alami dari dunia yang hidup.

Dunia telah berubah secara dramatis dalam dua abad terakhir sebagai hasil dari penemuan ilmiah dan aplikasinya. Salah satu penemuan paling mendalam dari penemuan ini adalah munculnya sintesis organik yang ditandai dengan sintesis urea Wöhler. Dan walaupun fondasinya kembali sebelum era itu, acara awal ini, bersamaan dengan perkembangan teori struktural dan teknik analisis, memberi momentum pada kemajuan dan penerapannya di beberapa bidang.

Seperti disebutkan di atas, produk alami pertama yang disintesis di laboratorium adalah urea (untuk struktur molekul urea dan molekul tonggak lainnya yang disebutkan dalam artikel ini) dapat di lihat pada gambar berikut :

Gambar 1. Pilihan pencapaian tonggak historis dalam sintesis total (* sintesis total formal).

Peristiwa penting ini, walaupun penemuan yang tidak disengaja, berarti manusia dapat membangun senyawa organik, molekul alam hidup, di laboratorium dan tanpa bantuan makhluk hidup atau organ tubuh mereka. Singularitas penting ini menyebabkan turunnya vitalisme, pemahaman fenomena isomerisme, dan sebuah revolusi sains yang kemudian dikenal sebagai sintesis organik. Karena urea adalah senyawa organik alami, tonggak sintesisnya juga menandai lahirnya sintesis total, subdisiplin sintesis organik yang berkaitan dengan konstruksi molekul organik alam. Pencapaian sintesis urea oleh Wöhler diikuti oleh sintesis total asam asetat, produk alami yang mengandung dua atom karbon (berlawanan dengan yang urea), oleh ahli kimia Jerman Hermann Kolbe (ForMemRS) pada tahun 1845.

Calicheamicin (di lihat pada gambar di bawah) adalah molekul menarik yang intriknya berasal dari sifat sitotoksik fenomenal dan potensialnya sebagai agen anti-kanker, namun juga arsitektur molekulernya yang menakjubkan dan mekanisme tindakan yang menakjubkan. Pada saat diisolasi dari Micromonospora echinospora ssp. Calichensis pada tahun 1980an, baik struktur maupun mekanisme tindakannya sebelumnya tidak ada. Yang terutama mencolok adalah 10 enunan enediyne, oligosakarida dan trisulfida struktural dari molekul Calicheamicin, ketiganya terlibat dalam mode tindakannya yang menyebabkan potongan material untai ganda mematikan (DNA heliks ganda ).

Gambar 2. Highlights dari total sintesis Calicheamicin: (a) dalam format retrosintetik dan (b) dalam format sintetis ke depan.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas dalam format retrosintetik, Sejumlah pemutusan ikatan strategis memungkinkan definisi seperangkat blok bangunan (yaitu 4, 11-16, gambar 2b), yang dibangun, digabungkan dan diuraikan secara tepat untuk dua zat antara yang lebih besar, fragmen enediyne 10 dan fragmen oligosakarida 17. Kedua Domain kemudian digabungkan melalui reaksi glikosidasi untuk memenuhi keseluruhan kerangka molekul dalam pengaturan ruang atom yang dibutuhkan. Peralihan lanjutan ini kemudian diubah menjadi sintetis calicheamicin (1), identik dalam semua hal (spektrometrik enansiomer, kromatografi, spektroskopi dan massa) ke substansi alami. Sintesis kedua dari Gambar Embedded calicheamicin telah dilaporkan oleh kelompok Danishefsky.

Referensi :

Nicolaou, K. C. 2014. “Organic synthesis: the art and science of replicating the molecules of living nature and creating others like them in the laboratory”. Prossiding of the Royal Society. Vol 470.