Flow-Chemie für die Synthese von Heterocyclen

herausgegeben von: Upendra K. Sharma, Erik V. Van der Eycken

Verlag: Springer International Publishing

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Dieser Band gibt einen Überblick über die jüngsten Entwicklungen und die Möglichkeiten des Einsatzes der Fließchemie im Bereich der heterozyklischen Synthese. Der heterozyklische Ring ist das wichtigste strukturelle Motiv in der überwiegenden Mehrheit der Naturstoffe und pharmazeutischen Verbindungen, da er abstimmbare Wechselwirkungen mit dem biologischen Ziel ermöglicht und zudem ein gewisses Maß an struktureller und metabolischer Stabilität verleiht. In jüngster Zeit hat die Fließchemie einen Paradigmenwechsel in der organischen Synthese eingeläutet, da sie mehrere einzigartige Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden bietet, wie z. B. eine drastische Beschleunigung träger Transformationen, höhere Ausbeuten, sauberere Reaktionen usw., und sie gewinnt allmählich große Aufmerksamkeit bei organischen Chemikern weltweit. Angesichts der Bedeutung von Heterozyklen in Naturstoffen, medizinischer Chemie und Arzneimitteln ist dieser Band gerechtfertigt und ergänzt den vorhergehenden Bandvon Topics in Organometallic Chemistry 'Organometallic Flow Chemistry'.

Dieser Band bietet einen vielseitigen Überblick über das Thema und erörtert nicht nur die jüngsten Fortschritte auf dem florierenden Gebiet der Fließchemie im Zusammenhang mit der heterocyclischen Chemie, sondern hilft den Forschern auch, die Chemie hinter diesen Reaktionen besser zu verstehen. Dies wiederum bietet eine Plattform für künftige Innovationen bei der Entwicklung neuartiger Umwandlungen unter kontinuierlichem Fluss. Daher wird dieser Band sowohl für Neulinge auf diesem Gebiet als auch für Experten in Wissenschaft und Industrie interessant sein.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Mehrstufige kontinuierliche Durchflussprozesse zur Herstellung von heterocyclischen Wirkstoffen

Zusammenfassung

Die Durchflusschemie hat viele faszinierende Aspekte, von denen die Umsetzung komplexer mehrstufiger Prozesse in einem ununterbrochenen fluidischen Netzwerk wohl die herausforderndste ist. Dieses Dokument bietet einen gründlichen Überblick über einige der repräsentativsten Beispiele für mehrstufige kontinuierliche Durchflussstrategien im spezifischen Kontext der Herstellung heterocyclischer aktiver Pharmazeutika. Ausgewählte Beispiele, die die Umsetzung mehrstufiger Sequenzen betonen, einschließlich verschiedener Kombinationen chemischer Transformationen, Reinigungen oder Inline-Analysen, werden diskutiert.

Romaric Gérardy, Jean-Christophe M. Monbaliu

Photochemische Synthese von Heterocyclen: Zusammenführung von Durchflussverarbeitung und Metall-katalysierten Photoredoxtransformationen mit sichtbarem Licht

Zusammenfassung

Die allgegenwärtige Präsenz von heterocyclischen Einheiten im Alltag rechtfertigt die fortlaufende intensive Forschung innerhalb der synthetischen Gemeinschaft zur Entdeckung effektiver Methoden zu ihrer Konstruktion. Da das soziale Anliegen in Bezug auf den Umweltschutz an Bedeutung gewinnt, wurde die Verwendung von Licht als ultimativer grüner Förderer für chemische Reaktionen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft wiederbelebt. Insbesondere Photoredoxprozesse mit sichtbarem Licht, die auf Metall- und organischen Photosensibilisatoren basieren, ziehen erhebliche Aufmerksamkeit auf sich und haben in jüngster Zeit einen außergewöhnlichen Fortschritt erlebt.

Darüber hinaus hat die kontinuierliche Durchflussverarbeitung eine sicherere und effizientere Erzeugung verschiedener Heterocyclen ermöglicht, während ihre Synthesen auf skalierbare Weise ermöglicht werden. In diesem Kapitel werden die jüngsten Errungenschaften im Bereich der kontinuierlichen durchflussunterstützten Photoredoxsynthese behandelt, einschließlich einiger allgemeiner Bemerkungen zur Instrumentierung, theoretischem Hintergrund und ausgewählten Beispielen für Durchfluss-UV-Photochemie.

Toma Glasnov

Durchflussunterstützte Synthese von Heterocyclen über Mehrkomponentenreaktionen

Zusammenfassung

Mehrkomponentenreaktionen (MCRs) sind von großer Bedeutung in der organischen Synthese. Sie verringern oft die Anzahl der Syntheseschritte, da drei oder mehr Reaktanten in einem einzigen Schritt im Produkt eingebaut werden. Dies erhöht die Anzahl der kombinatorischen Optionen und ermöglicht effizientere Prozesse in kürzerer Zeit. Die Pharmaindustrie ist daher sehr an MCRs für den Aufbau von Bibliotheken interessiert. Infolgedessen wird das Gebiet intensiv untersucht, um chemische Prozesse zu verbessern und neue Arten von MCRs zu entdecken.

Die Kombination der Vorteile von Durchflusstechnologie und MCRs für die Heterocyclensynthese ist ein interessantes und spezialisiertes Feld. Dieses Kapitel dient als Übersicht über die Literatur zu diesem Thema ab 2010, bis die Literatur zu diesem Thema in einem Buchkapitel in dieser Buchreihe von Cukalovic et al. (Top Heterocycl Chem 23:161–198, 2010) überprüft wird.

Seger Van Mileghem, Cedrick Veryser, Wim M. De Borggraeve

Durchflussunterstützte Synthese von Heterocyclen bei hohen Temperaturen

Zusammenfassung

Selektive und ertragreiche Umwandlungen an komplexen organischen Molekülen bei Temperaturen im Bereich von 200–450 °C durchzuführen, mag zunächst kontraintuitiv oder sogar unmöglich erscheinen. Mit kontinuierlichen Durchflusssystemen sind jedoch solche Bedingungen tatsächlich zugänglich und für nützliche Chemie verwendbar. Diese Übersicht hebt jüngste Bemühungen in der Heterocyclensynthese und -modifikation hervor, die durch Hochtemperatur (>200 °C)-Durchflusschemie ermöglicht wurden, wobei der Schwerpunkt auf der Darstellung der Vielfalt und synthetischen Nützlichkeit verschiedener Hochtemperaturtransformationen liegt. Der überprüfte Inhalt fällt natürlich in drei Kategorien: pericyclische Transformationen, Kondensationsreaktionen und Modifikation/Funktionalisierung von Heterocyclen. Verschiedene Mängel und Überlegungen, die bei der Planung von Hochtemperaturdurchflussreaktionen notwendig sind, wurden ebenfalls hervorgehoben, wo dies anwendbar ist.

Ryan J. Sullivan, Stephen G. Newman

Durchflusschemieansätze angewendet auf die Synthese von gesättigten Heterocyclen

Zusammenfassung

Kontinuierliche Verarbeitungsansätze haben einen erheblichen Einfluss auf die Art und Weise, wie wir chemische Synthesen entwickeln und durchführen. Die Durchflusschemie hat wiederholt zahlreiche Verbesserungen hinsichtlich der Syntheseeffizienz, der Prozesssicherheit und der Einfachheit der Reaktionsskalierung gezeigt. In den letzten Jahren wurde die Durchflusschemie mit bemerkenswertem Erfolg für die Erzeugung wertvoller Zielstrukturen in einer Reihe von Branchen eingesetzt, von der Grundstoffchemie und Materialentwicklung bis hin zu Aromen, Lebensmitteln und kosmetischen Anwendungen. Aufgrund ihrer früheren Implementierung hat sie jedoch bisher viel mehr Befürworter in Bereichen der medizinischen und agrochemischen Forschung und Herstellung gefunden. In diesem Übersichtsartikel fassen wir die Schlüsselentwicklungen zusammen, die die kontinuierliche Synthese im Bereich der gesättigten Heterocyclen gemacht hat, wobei wir uns speziell auf Ansätze konzentrieren, die diese wichtigen Einheiten aus acyclischen Vorläufern erzeugen.

Marcus Baumann, Ian R. Baxendale

Funktionalisierung von Heteroarenen unter kontinuierlichem Durchfluss

Zusammenfassung

Aromatische Heterocyclen sind allgegenwärtige Motive in pharmazeutischen und agrochemischen Strukturen. Die Funktionalisierung dieser Ringsysteme ist ein wichtiger Teil vieler synthetischer Verfahren. In diesem Kapitel wird ein Überblick darüber gegeben, wie die Mikrodurchflusstechnologie als leistungsstarkes Werkzeug für die Diversifizierung von Heteroarenen eingesetzt wurde. Ein Schwerpunkt liegt auf der Feinchemiesynthese, obwohl auch Reaktordesign und Problemlösung diskutiert werden, wenn sie relevant sind, da sie einen wichtigen Teil des Forschungsfeldes ausmachen. Pragmatische Übersetzungen in den Mikrodurchfluss werden für bestehende Funktionalisierungsprotokolle überprüft, und einige schwer fassbare Reaktionen werden hervorgehoben, die im Batch-Modus nicht zufriedenstellend durchgeführt werden können.

Joachim Demaerel, Vidmantas Bieliūnas, Wim M. De Borggraeve

Durchflusschemie als Werkzeug zur Arzneimittelforschung: eine medizinchemische Perspektive

Zusammenfassung

Die Anwendungen der Durchflusschemie in einem Arzneimittelforschungsumfeld werden hier diskutiert. Die Entwicklung von integrierten Synthese-Bioassay-Plattformen wird im Kontext der Ermöglichung von medizinischen Chemieprogrammen diskutiert, ebenso wie die Verwendung der Durchflusschemie zur Erleichterung des Zwischenmaßstabs in einer Lead-Optimierungseinstellung. Auch aufkommende chemische Technologien werden diskutiert, wobei der Einsatz von hohen Temperaturen, gefährlichen Gasen und Photochemie im Durchfluss zur Unterstützung von medizinischen Chemiebemühungen hervorgehoben wird.

Andrew R. Bogdan, Michael G. Organ

Sicherer Umgang mit gefährlichen Chemikalien im Durchfluss

Zusammenfassung

Die Durchflusschemie hat sich im Laufe des letzten Jahrzehnts zu einem hervorragenden Werkzeugkasten für anspruchsvolle chemische Umwandlungen entwickelt. Hochexotherme und kinetisch schnelle Reaktionen sind selbst im kleinen Maßstab schwierig zu handhaben, während jede Hochskalierung erhebliche Risiken birgt, wenn herkömmliche Reaktoren in Betracht gezogen werden. Die Durchflusschemie ermöglicht eine exquisite Kontrolle über Mischsequenzen, Reaktionszeit und Abschreckung, die letztendlich den Weg für die Feinabstimmung der chemischen Reaktivität in ,Raum und Zeit‘ ebnet. Dieses Kapitel beschreibt die jüngsten Fortschritte der Durchflusschemie bei der Kontrolle und sogar Entdeckung neuer Reaktivitäten von hochgefährlichen chemischen Arten und instabilen Zwischenprodukten. Dieses Kapitel fasst faszinierende aktuelle Beispiele zusammen, die die Kraft der Durchflusschemie demonstrieren, um allgemein bekannte kryogene Reaktionen bei oder nahe Raumtemperatur, sicheres Handling und In-situ-Produktion von gefährlichen oder giftigen Reagenzien für chemische Umwandlungen durchzuführen, die in herkömmlichen Reaktoren allgemein als unsicher gelten.

Md Taifur Rahman, Thomas Wirth

Industrielle Ansätze zur API-Synthese unter kontinuierlichen Durchflussbedingungen

Zusammenfassung

Die Verwendung von kontinuierlicher Durchflusschemie hat sich in der breiteren chemischen Gemeinschaft verbreitet und findet Anwendung für die Produktion von aktiven pharmazeutischen Inhaltsstoffen (APIs) als Werkzeug für Optimierung, Prozessentwicklung und Produktion. Hier werden einige der Fortschritte zusammengefasst, die die Industrie auf dem Gebiet der kontinuierlichen Fertigung in den letzten Jahren gemacht hat.

Rodrigo O. M. A. de Souza

Titel: Flow-Chemie für die Synthese von Heterocyclen
herausgegeben von: Upendra K. Sharma
Erik V. Van der Eycken
Verlag: Springer International Publishing
Electronic ISBN: 978-3-031-51912-3
Print ISBN: 978-3-031-51911-6
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-51912-3