ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 284
Скачиваний: 0
ясно, что ее образование относится к классу реакций, представлен ных формулами 17 А и 18А (рис. 2-6). Очевидно, чтотрет-бутль- пая группа больше, чем метильиая группа (в согласии со старшин ством групп в системе Капа — Мигольда — Прелога). Следо вательно, согласно правилу Прелога, (+)-3,3-диметилбутапол-2
|
О |
|
|
|
|
|
НО . |
M e |
|
|
|
II |
|
|
|
|
|
\ |
/ |
|
|
X . |
с |
О |
V |
^ R . |
1) MoMgl |
\ / |
+ |
н о - с |
^ - R u |
|
РЬГ |
|
|
• |
|
с> |
|
||||
|
|
,П |
|
\ ~R M |
3)H,0(OH-) |
Ph |
COOH |
|
\ RM |
|
|
|
|
|
|
n s |
|
|
|
|
з - |
/УА |
(предпочтительное |
|
/8А (S)-(+)- |
|
|
|||||
|
переходное |
состояние) |
атролактиновая |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
кислота |
|
|
|
Р и с. 2-6. Модель Прелога для асимметрического синтеза атролактпновоіі кислоты.
должен иметь абсолютную 5-копфигурацию, изображаемую фор мулой 19 * ) .
|
? м |
|
M e |
H O - C ; " R L |
Н — С ^ О Н |
|
Н ^ С — О Н |
\'-R |
R |
|
Н,С - С — СНз |
R |
"L |
' |
I |
|
|
|
СНз |
19А |
19Б |
|
І9В |
При использовании З-В-холестаиола (20) в асимметрическом синтезе атролактиновой кислоты получается атролактиновая кислота с 82%-ным общим выходом и с [ a ] D —0,65°, что отвечает 1 , 7 % избытка Д-энантиомера [ 1 1 ] . Эта степень стереоселективности слишком мала, чтобы можно было надежно установить конфи гурацию согласно модели Прелога. Хиральный центр С-3 в 20, как известно, имеет ^-конфигурацию. Он экранирован с обеих сторон метиленовыми группами (у С-2 и у С-4), и, таким образом, для отнесения R L и RM> а также установления старшинства групп необходимо, чтобы рассмотрение шло от сс-метиленовых групп к В-углеродиым атомам у С-1 и С-5. Большая степень разветвления при С-5 является определяющей при отнесении хирального цент ра С-3 к ^-конфигурации, а формально и при обозначении развет влений у С-4 и С-5 как R L , а разветвлений у С-2 и С-1 как R M - Этот последний вывод в высшей степени проблематичен и совсем не очевиден, что следует из рассмотрения молекулярных моделей. Следовательно, с точки зрения стереохимического анализа и вследствие низкой эффективности асимметрического синтеза это пример, к которому правило Прелога неприменимо.
*) Эта абсолютная конфигурация в настоящее время строго доказана [14] .
Однако если в этой реакции использовать тритерпены а-амирин (21), дигпдроланостерин (22) и эйфол (23), то степень асимметри ческого синтеза (.5)-(-1-)-атролактиновой кислоты оказывается весьма значительной: 10, 34 и 24% соответственно [12]. гем- Дпметпльная группа при С - 4 совершенно изменяет картину по
22 гз
сравнению с дапными, полученными при применении холестанола 20, и приводит к результатам, аналогичным наблюдаемым при использовании (5)-(+)-3,3-диметилбутапола-2 19В. Таким обра зом, эти результаты полностью подтверждают iS-конфигурациіо, которая была приписана независимым путем структурам 21, 22
и 23.
Весьма поучительно рассмотрение конфигурации спиртовой группы при С-6 в ряді'- морфина. При обработке сложного эфира бензоилмуравьииой кислоты и дигидрокодеина (24А) *) метилмагний йодидом и после гидролиза эфира атролактииовой кис лоты получается с 10%-иым выходом (R)-(—)-атролактииовая кис лота: степень асимметрического синтеза 15% [15]. Известно, что
центр С-6 имеет б'-копфитурацию. Если принять С-5 в |
качестве |
|
R L , а С-7 за R M И формально |
применить правило Прелога, то мож |
|
но ожидать, что в продукте |
реакции должна преобладать |
( £ ) - ( + ) |
атролактииовая кислота, что противоречит наблюдаемым фактам.
Кердуэлл и Беитли на основании рассмотрения молекулярных моделей пришли к выводу, что в модели Прелога метоксигруппа
*) Рентгеноструктурные данные, полученные при определении конфор - мацип морфина [16], показывают наличие искаженного кольца в форме псев докресла (24В), а не в форме кресла (24Б), как предполагали Бентли и Кер дуэлл [15] .
в ароматическом ядре располагается так (24Б), что закрывает одну сторону а-кетогруппы, а это приводит к тому, что в продукте
МеО
|
N—Me |
N—Me |
|
|
|
24 А |
24Б (R=PhCOC0) |
24 В |
реакции должна |
преобладать {R)-(—)-форма |
атролактииовой кис |
лоты, что и наблюдается на опыте. На основании этого факта они пришли к выводу, что сращение колец в С-9 должно быть таким, как показано в формуле 24Б. Такой анализ довольно произволен, по основным в правиле Прелога является положение, согласно которому R S , RM и R L — это водород или углеводородные остатки, и это условие определенно исключает применение правила к таким системам, как дигидрокодеин 24 А, который имеет атом кислорода, связанный с R L -
Это ограничение в еще большей степени относится к некоторым примерам с применением моносахаридов. Кавана и Эмото [17] осуществили асимметрический синтез атролактииовой кислоты в ряду производных моносахаридов, исходя, например, из беизо-
илформиата |
1,2 : 5,6-ди-0-изопропилиден-а-В-глюкофурапозы |
|
(25A). (R)-(—)-Атролактииовая |
кислота получена с 78%-пым |
|
общим выходом, степень асимметрического синтеза составила 33%
(данные двух опытов, выполненных |
в одинаковых условиях). |
|
|
|
о-г- |
О—]б |
о |
6 < 5 *0 |
|
||
II
Ph
н'
V 6
25Л |
25Б |
|
'P h C O C O "
Сточки зрения простраиствеииых требований заместитель у С-4 должен находиться в г^ыс-положении по отношению к гидроксильной группе у С-3, и тогда С-4 должен, очевидно, рассматриваться
как R L в противоположность атому С-2 (группа RM)> У которого заместитель находится в mpawc-положении к гидроксильной груп пе у С-3. Эти предположения формально открывают возможность применения правила Прелога к данному примеру. Однако авторы этих работ отмечают, что изучение молекулярных моделей показы-
вает, что в модели Прелога изопрогшлндеиовая группа при С-5, С-6 экранирует а-кетогруппу. Это должно препятствовать фрон тальной атаке, благоприятствовать атаке с противоположной сто роны и в результате привести к (R)-{—)-атролактнновой кислоте, что и наблюдается на опыте.
Кавана и Эмото предложили поэтому несколько отличную пред почтительную реакционносиособиую конформацию, а именно 25.Б, в которой связь спирт — кислород расположена за плоскостью чертежа. При таком анализе, однако, упускается из виду, что группы, соседние с хиральным карбинольпым центром, не явля ются углеводородными остатками и не могут с полным правом рассматриваться в модели с точки зрения правила Прелога. Степень комплексообразованпя реактива Грииьяра с различными атомами кислорода в такой молекуле не известна и может оказы вать сильное влияние на пространственное протекание асимметри ческого синтеза либо путем увеличения эффективного размера одной пли другой группы, либо в результате введения реактива Грпньяра в более благоприятное положение, что приведет к более быстрой реакции с одной стороны ос-кетогрунпы, чем с другой. Действительно, такое соединение, как 25, служит прекрасным примером того случая, когда правило Прелога совершенно непри менимо. Конечно, прпмеры этого типа следует изучить, чтобы оценить и лучше попять многочисленные варианты таких слож ных спстем, но модель Прелога к ним неприменима.
При использовании в асимметрическом синтезе атролактиновой кислоты тетраметилового эфира (—)-эпикатехипа (26А) [18] выход сырой атролактиновой кислоты достигал 5 0 % , однако опти ческое вращение ее измерить не удалось из-за сильной окраски. После перекристаллизации получена (—)-атролактиновая кислота (с неустановленным общим выходом) с [ a ] D —16,4°, что отвечает 43%-ному избытку ії-изомера. Низкий выход и перекристаллиза ция продукта вносят серьезные экспериментальные погрешности, а несколько атомов кислорода в молекуле, естественно, еще больше усложняют модель. Тем не мепее к этому примеру было применено
правило |
Прелога, причем за R L |
считали углеродный атом С-2, |
а за Rj[ — метиленовую группу С-4. |
||
Опыт |
с триметиловым эфиром |
(—)-эпиафцелехина (З'-деметок- |
си-аналога соединения 2GA) привел к очень близким результатам.
Но когда та же |
последовательность реакций |
была |
осуществлена |
с применением |
эпимерного тетраметилового |
эфира |
(-|-)-катехина |
(26£), был получеи с 60%-иым выходом сырой продукт, который после обесцвечивания и двух кристаллизации (выход не определен)
дал атролактиновую кислоту с [ а ] " —1,1°, что соответствует |
3%- |
||
ному избытку R-(—)-изомера. |
Так как (—)-эникатехин |
26А |
эпи- |
мерен по С-3 (+)-катехииу, |
то оба они должны давать |
в избытке |
|
эпимерные атролактиновые кислоты. Формально эти реакции еле-
дует рассматривать как неудачное применение правила Прелога, поскольку низкая стереоселективпость реакции, а также то, что вблизи хирального центра находится атом кислорода, совершенно ясно указывают на необходимость исключения этого примера из серьезного рассмотрения в соответствии с правилом Прелога. Была сделана еще одна попытка объяснить эти результаты на осно вании изучения конформации катехипа. Однако предполагаемая для катехина аксиальная З-оксиконформация, вероятнее всего, не сохраняется в его бензоилформиате.
26А |
2ЄБ |
Асимметрический синтез атролактиновой кислоты был успеш но применен к ряду случаев, в которых хиральность молекулы была обусловлена атропоизомерией, а не асимметрически заме щенным атомом углерода, связанным с гидроксилом. Динафтилкарбинол (27) существует в энантиомерных формах благодаря хпралыюсти молекулы в целом, а не вследствие хиральности центра, содержащего гидроксил (как можно убедиться, взаимная замена гидроксила и водорода не приводит к изменению геометрии системы) [19]. В этом случае нельзя, как обычно, выделить в моле-
27
куле R M - и R L - rpynnbi, что требует более внимательного рассмо трения исходной модели. Совершенно ясно, однако, при рассмо трении нафтильных колец со стороны гидроксилыгой группы при С-6, что иафтильная группа, которая выступает вправо, будет оказывать гораздо более сильное пространственное влияние, чем та, которая отходит влево. Таким образом, с точки зрения асим метрического синтеза атролактиновой кислоты модель, представ ленная формулой 27, эквивалентна формуле 28. Последняя конфи гурация, согласно модели Прелога, должна привести к (R)-(—)- атролактиновой кислоте. Если в асимметрическом синтезе атро
лактиновой кислоты использовать |
(—)-динафто-2',1' : 1,2; 1", |
2" : 3,4-циклогептадиенол-6 (27), то |
получается атролактиновая |
В —0777
кислота (выход 6 9 % ; 20% н.э.) с ^-конфигурацией, как и пред сказано теоретически. Образование этой же конфигурации уста новлено на основании изучения дисперсии оптического вращения, а также при асимметрическом восстановлении.
Наибольшую степень стереоселективности в реакциях соедине ний этого типа обнаружили Берсон и Гриибаум [20—23], которые использовали производные (-г-)-бнфенпла (29) и (-|-)-дипафтила (50) в асимметрическом синтезе атролактиновой кислоты и полу чили в результате реакции (—)-атролактиповую кислоту с общим выходом 93 и 85% и асимметрическим выходом'61 и 4 1 % соответ ственно.
Я-(+)-29 |
R-(+)-JO |
В согласии с правилом Прелога в его широком смысле обоим бпфеиплам приписана /^-конфигурация, которая подтверждена и независимым путем (см. разд. 9-2.1). Очевидно, что этот метод имеет большое значение для установления конфигурационных корреляций в рядах атропопзомеров.
При действии метнлмагннйиодида на (—)-меитил-Р-фталонат (31; рис. 2-7) наблюдаются результаты, противоположные ожидае мым на основании модели Прелога [24]. Так, был получен с 0 2 % - ным выходом (—)-3-метил-3-карбоксифталид (32) с [а]о—12,3°, что соответствует 20 % и.э. Конфигурация и энантиомерная чпстота
н |
о |
о |
|
Л3Z
|
Me. |
„соон |
Me |
.COOH |
|
Me |
„СООН |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1) н2о. н+ |
|
|
|
н;о, H t |
|
|
|
|
2) HNO; |
|
ОН |
1) |
|
он |
|
|
|
3) СиСІЧ |
|
2) |
HN02 |
|
||
|
|
4) Hp. н-t- |
NHAc |
3) HJPOJ |
|
|
||
|
|
о |
J J |
|
|
|
|
|
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
Ml0 |
|
-60е |
т ° |
-25° |
|
|
|
|
Р и с . |
2-7. Асимметрический |
синтез (—)-3-метил-3-карбоксифталида п его |
||||||
копфпгурацтюниая корреляция |
с |
(-|-)-атролактипопон |
кислотой. |
|||||
