Flerstegsreaktioner

Flerstegsreaktioner är kemiska synteser där en önskad slutprodukt bildas genom en sekvens av två eller fler grundläggande reaktioner. Mellanprodukterna som bildas i varje steg kan antingen isoleras och renas eller genomföras direkt i en sammanhållen procedur utan mellanlagring, en metod som ofta kallas telescoping. Genom att komplettera startmaterialet med flera funktionella gruppomvandlingar kan komplexa molekyler byggas upp från enklare byggstenar.

Planering av flerstegsreaktioner kräver att varje steg är kemiskt kompatibelt med föregående och efterföljande steg. Ofta används skydd av känsliga funktionella grupper, eller så genomförs flera transformationer i en optimal sekvens där reagens och lösningsmedel väljs för att minimera avbrott och sidomvandlingar. Val av reaktioner kan innefatta kondensationsreaktioner, oxidation och reduktion, eller kovalenta korslänkningar för att skapa ringar eller kedjor.

Fördelarna med flerstegsreaktioner inkluderar ökad flexibilitet, möjligheten att kontrollera regio- och stereoselektivitet samt att uppnå mål som inte är möjliga i ett enda steg. De gör det också möjligt att bygga avancerade molekyler, som läkemedelskandidater eller naturliga produkter, genom modularisering av och transformationer på olika byggstenar.

Utmaningar är ofta tidskrävande och resurskrävande; varje extra steg introducerar risk för förlust av yield och renhet. Komplexiteten ökar vid behov av noggrann separation samt skydd och avprotektivering, och telescoping kräver mycket exakt kontroll över reaktionstillstånd.

Användningsexempel finns inom läkemedelsutveckling och organisk syntes, där flerstegssekvenser används för att etablera funktionella grupper, installera stereocenter och bygga upp tätt sammanlänkade strukturer över flera steg.