Файл: Моррисон Д. Асимметрические органические реакции.pdf

новой * ) , и, действительно, даже теоретически нельзя ожидать, чтобы конфигурации продуктов были энантиомерны, так как ни свободные энергии в основном состоянии у соответствующих реагентов, ни соответствующие переходные состояния в обоих

Однако к этим результатам необходимо относиться с большой осторожностью, так как указывается [121], что продукты с проти­ воположной конфигурацией получаются и при действии на фенилацетоии фенилмагнийбромида и фенилмагиийиодида (72) [121] * * ) . При прочих равных условиях отношение мезоформы к dZ-изомеру составляет 1 : 2,0 при использовании фенилмагиийиодида и 2,2 : 1 при замене его на феиилмагнийбромид.

действии диэтилампномагнийброыида. Индуцирующим хиральиым агентом при этом является оптически активная спиртовая

группа в ацетате. Согласно правилу Пролога, (—)-ментол и ( + ) - борнеол обладают противоположным расположением групп R L , R M и R s при асимметрическом атоме углерода, связанном с гидроксплом, и, следовательно, в соответствии с данными, полученными для реакции сложных эфпров а-кетокислот (разд. 2-2.2а), это должно привести к образованию атролактиповых кислот с про­ тивоположными конфигурациями.

36.0%). Это совершенно противоположно результатам, получен­ ным при исследовании системы с атролактшювоп кислотой (ср. разд. 4-2).

Вальборски и сот]). [124. 125] наблюдали исключительно интересное обращение стереоселективности в зависимости от растворителя прп реакции присоединения отплакрнлата (75) к (—)-мептнлхлорацетату (79. R* : (—)-.ментил) по Михаэлю. При проведении реакции в среде толуола в ряде опытов получал­ ся только левовращающип ніраис-циклопропандикарбоксилат. вы­ деленный в виде дпметилового эфира (80; [ее]" от —4.0 до —2,8°, эиаптпомерная чистота 1,8—3,1%). а применение в качестве раст­ ворителя диметилформамида всегда приводило к правовращаю­

в разд. 6-3.1. Другой пример обращения конфигурации при изме­ нении природы растворителя найден при изучении гидрирования

ляло 87 : 13. Это отношение убывало с возрастанием температуры

до —50 °С, когда степень асимметрического синтеза становилась

(11,7 кДж/моль), а Д Д Э * * —13 кал/(моль-°С) [54,4 Дж/(моль-°С)]. Обращение стереохимического направления реакции может быть либо обусловлено только энтропийным фактором, либо быть результатом изменения механизма реакции при измеиеппи темпе­ ратуры. Даже в том случае, когда энтропийный фактор равен пулю, наблюдаются значительные изменения в стереоселективпостн с температурой. Например, если энтропийный фактор при­ нять равным пулю (т. е. AAG^ — АДЯ^), то для дайной реакции, для которой A AG* — —1,0 ккал/моль (—4,2 кДж/моль), при 100 °С стереоселективность реакции составляет 58% (при отношении изо­ меров 79 : 21); при 0 °С стереоселективность равна 72% (отноше­ ние изомеров 86 : 14), а при —100 °С наблюдается 90% стереоселективности (отношение изомеров 95 : 5). Очевидно, что измере­ ния температурной зависимости реакций асимметрического синтеза желательно проводить во всех случаях, где это возможно.

Хотя правило Прелога [13, 14], относящееся к асимметрическо­ му синтезу атролактиновой кислоты, и правило Крама [15] «стерического контроля асимметрической индукции» в реакциях при­ соединения по карбонильной группе представляют собой детально разработанные эмпирические обобщения, основанные па опытных данных, возникает вопрос, в какой мере эти модели отражают действительный механизм этих реакций. Теоретические представ­ ления о природе переходных состояний в реакциях асимметриче­ ского" синтеза являются полезными и весьма привлекательными. Вообще реакции асимметрического синтеза, к которым применимы обобщение Прелога и правило Крама, характеризуются энергиями активации заведомо выше нормальных энергетических барьеров

энаптиомерных продуктов может быть обусловлено только разни­ цей в энергиях переходных состояний, поскольку возможное влияние энергетического различия исходных соединений или продуктов в этом случае равно нулю (рис. 1-4). Это положение могло бы получить подтверждение, если бы удалось добиться быст­ рого и обратимого образования предпереходпого состояния, хотя бы в асимметрическом синтезе «с самопожертвованием» (рис. 1-4.В).

13 асимметрическом синтезе, в котором образуются диастереомерпые продукты, как. например, в реакциях, изученных Маккензп и Прелогом (4-+5-*-6; разд. 1-1), или в реакциях, изученных

Правило Крама 115] утверждает, что в реакциях присоедине­ ния по карбонильной группе, соседней с хпральным центром, будет преобладать тот диастереомер. который образуется при подходе присоединяющейся группы (R) с пространственно наиме­ нее затрудненной стороны двойной связи, когда поворотная конформация по С — С-связи такова, что двойная связь экранирова­ на двумя наименее объемистыми группами, расположенными рядом с хпральным центром (см. формулу 83).

Это представление оказалось чрезвычайно полезным обобще­ нием. Был предложен ряд уточнений, позволяющих учесть и дру­ гие конформацпп. в которых реагировала бы не только структура с открытой цепью (55), но также и жесткие структуры (84А) и дипо-

в разд. 3-2 и 3-3; там же изложены недавно выдвинутые представ­ ления Карабацоса [132, 133] и Фелкина с сотр. [134, 135], касаю­ щиеся детализации конформации переходного состояния в системе Крама.

Уги [136] разработал количественный подход, основанный на теории групп, который представляет большой интерес для некото­ рых типов реакций асимметрического синтеза. По этому методу можно рассчитать степень асимметрического синтеза, используя уравнение, основанное на модели, не зависящей от представлений об основном состоянии молекулы. Согласно этой математической модели, относительная доля стереопзомерных продуктов аппрокси­ мируется суммой всех взаимодействий точечных грзшп в переходном

состоянии. Эта моделі, применима к переходным состояниям гибких молекул с открытой цепью, например при превращении беиаоилформпата в атролактнповую кислоту.

Рух и Угп 11371 дали матсматическую трактовку .модели и рас­ пространили метод па другие системы | J38. 1391 * ) .

Согласно этой математической модели, рассматриваемые реак­ ции асимметрического синтеза можно символически представить следующим образом:

Теория дает возможность построения модели для дпастереомериых

уасимметрического центра ( С ) , образующегося при реакции,

ме ломаной линией. Формулы (R, R')**-R6 и (R. S')-S6 не обозна­ чают определенных конформаций соответствующих переходных состояний, а изображают лишь сумму всех возможных взаимо­ действий лигандов в эпимерных переходных состояниях.

может быть вычислепо из линейного соотношения свободных энер­