Синто́н ( англ. synthon ) — реальная или идеализированная структурная единица молекулы, которая может быть введена в химический синтез известными приёмами. Термин введён в 1967 году Элайасом Дж. Кори , который впоследствии стал лауреатом Нобелевской премии по химии за развитие теории и методологии органического синтеза .

Синтон не существует как конкретный реагент, это формальная частица ( ион , радикал или ), каждому синтону может соответствовать один или несколько реальных реагентов, и наоборот, один реагент может являться синтетическим эквивалентом для нескольких синтонов. Синтонный подход часто используется при планировании органического синтеза. Например, при ретросинтетическом анализе перед проведением эксперимента по синтезу целевой молекулы ( англ. target molecule ) необходимо мысленно разбить синтезируемое вещество на синтоны и подобрать реальные реагенты, соответствующие синтонам. Также удобно использовать понятие синтона для описания органических реагентов и химических реакций .

Классификация и обозначения

Соответствие между синтоном и его синтетическим эквивалентом обозначают специальным символом — двойной двунаправленной стрелкой ( ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ ).

Часто синтоны классифицируют по количеству атомов углерода в частице и обозначают соответственно как C ₁ -, C ₂ -, C ₃ -синтоны и т. д.

Примеры синтонов с разным количеством углеродных атомов:

• C ₁ : ⁽⁻⁾ CH ₃ ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ CH ₃ MgBr ( метилмагнийбромид ); ⁽⁻⁾ COOH ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ CN ⁻ ( цианид -ион)
• C ₂ : CH ₃ C ⁽⁺⁾ =O ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ CH ₃ COCl , (CH ₃ CO) ₂ O ( уксусной кислоты ); HC≡C ⁽⁻⁾ , ⁽⁻⁾ C≡C ⁽⁻⁾ ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ HC≡CH ( ацетилен )

Донорные и акцепторные синтоны

Новые связи в ходе органических реакций часто образуются по принципу полярности : реагирующие частицы являются ионами или имеют центры с частичным положительным или отрицательным электрическим зарядом . Такие частицы являются, соответственно, донорами или акцепторами электронов . Независимо от того, является ли реальная частица свободным ионом или имеет частично заряженный активный центр, соответствующие синтоны формально рассматриваются как ионы. Донорные и акцепторные синтоны обозначаются, соответственно, буквами «d» и «a» с числовым правым верхним индексом. Индекс обозначает количество химических связей, отделяющих реакционный центр от ближайшего гетероатома (атома элемента , отличного от углерода и водорода ). Если синтон не содержит гетероатомов , то индекс не пишется; если реакционный центр находится на гетероатоме, то синтон обозначается как d ⁰ или a ⁰ .

Примеры донорных и акцепторных синтонов:

• d ⁰ : CH ₃ S ⁽⁻⁾ ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ CH ₃ SH ( метилмеркаптан )
• d ¹ : N≡C ⁽⁻⁾ ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ KCN ( цианид калия )
• d²: ⁽⁻⁾ CH ₂ −CH=O ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ CH ₃ CHO ( ацетальдегид )
• d³: ⁽⁻⁾ C≡C−CR ¹ R²−NH ₂ ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ Li ^{+ −} C≡C−CR ¹ R²−NH ₂
• d: ⁽⁻⁾ CH ₃ ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ LiCH ₃ ( метиллитий )
• a ⁰ : ⁽⁺⁾ P(CH ₃ ) ₂ ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ (CH ₃ ) ₂ P−Cl ( )
• a ¹ : (CH ₃ ) ₂ C ⁽⁺⁾ −OH ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ (CH ₃ ) ₂ C=O ( ацетон )
• a²: H ₂ C ⁽⁺⁾ −CO−CH ₃ ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ BrCH ₂ −CO−CH ₃ ( бромацетон )
• a³: (CH ₃ ) ₂ C ⁽⁺⁾ −CH=C(OR)−O ⁻ ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ H ₂ C=CH−COOR ( эфиры акриловой кислоты )
• a: ⁽⁺⁾ CH ₃ ${\displaystyle \Leftrightarrow }$ CH ₃ I ( метилиодид )

Литература

• Тлумачний довідник з теоретичної хімії (укр.) / укладачі Войтенко З. В., Дядюша Г. Г. та ін.. — К. : РВЦ «Київский університет», 1998. — С. 158—159. — 217 с. — ISBN 966-594-104-6 .
• Ласло П. Логика органического синтеза. — М. : Мир, 1998. — ISBN 5-03-002864-1 .

Ссылки