Funktionalisering i sen skede
Sen-stegs funktionalisering (LSF) är en önskad, kemisk eller biokemisk, kemoselektiv transformation på en komplex molekyl för att tillhandahålla åtminstone en analog i tillräcklig mängd och renhet för ett givet ändamål utan att behöva tillägga en funktionell grupp som uteslutande tjänar till att möjliggöra nämnda omvandling.
Molekylär komplexitet är en inneboende egenskap hos varje molekyl och bestämmer ofta den syntetiska ansträngningen att göra den. LSF kan avsevärt minska denna syntetiska ansträngning och möjliggör därmed tillgång till molekyler, som annars inte skulle vara tillgängliga eller för svåra att komma åt. Kraven för LSF kan uppfyllas av både C–H funktionaliseringsreaktioner och funktionella gruppmanipulationer. LSF-reaktioner är särskilt relevanta och används ofta inom läkemedelsupptäckten och materialkemi , även om ingen LSF har implementerats i en kommersiell process.
Kemoselektivitet
Alla LSF-reaktioner är kemoselektiva men inte varje kemoselektiv reaktion uppfyller kraven i definitionen för LSF. Hög kemoselektivitet krävs för en användbar LSF med ett förutsägbart reaktionsresultat eftersom komplexa molekyler vanligtvis har flera distinkta funktionella grupper som måste tolereras. I denna mening kallas kemoselektivitet ibland som funktionell grupptolerans. Dessutom undviker hög kemoselektivitet ofta oönskad överfunktionalisering av det värdefulla substratet, som används som ett begränsande reagens i LSF-reaktioner.
Varje CH-bindningsfunktionalisering på en komplex molekyl klassificeras som LSF, förutom när en styrande eller aktiverande grupp måste installeras i ett tidigare steg av syntesen för att åstadkomma transformationen. För funktionella gruppmanipulationer är skillnaden mellan LSF och funktionell grupptoleranta reaktioner mer subtil. Till exempel använder peptidbiokonjugeringsreaktioner den naturliga funktionaliteten i aminosyrasidokedjor och klassificeras sålunda som LSF. Däremot bioortogonala 1,3-dipolära cykloadditioner (se även kopparfri klickkemi och Huisgen cykloaddition ) i allmänhet tidigare introduktion av azid- eller cykloalkynfunktioner till biomolekyler. Därför klassificeras inte sådana transformationer som LSF trots deras utmärkta funktionella grupptolerans.
Webbplatsselektivitet
Plats-selektivitet, även positionell eller regioselektivitet , är i allmänhet önskvärd men inget krav för LSF-reaktioner eftersom plats-oselektiva LSF-reaktioner också kan vara användbara för speciella ändamål. Till exempel kan plats-oselektiva CH-funktionaliseringsreaktioner i sent skede ge snabb tillgång till flera konstitutionella isomerer av komplexa molekyler som är relevanta för biologisk testning i läkemedelsupptäckt . Platsselektiva reaktioner för att få tillgång till varje möjlig konstitutionell isomer oberoende är få men mycket önskvärda eftersom besvärliga reningsprocedurer undviks och andra isomerer inte produceras som avfall. Vissa LSF-reaktioner ger en konstitutionell isomer med hög selektivitet baserat på medfödd substratselektivitet för en given reaktion eller baserat på katalysatorkontroll . Upptäckten av platsselektiva LSF-reaktioner utgör ett viktigt forskningsmål inom området för syntetisk metodutveckling.
