Файл: Моррисон Д. Асимметрические органические реакции.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 295

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Влияние природы с у б с т р а т а и реагента на стереоселективность на примере о т к р ы т о - ц е п н о й с и с т е м ы Крама а

 

 

 

R m -

//°

.

 

ОН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R'

 

Ri.

R'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

5

 

 

 

П.П.

 

 

 

 

 

 

R '

 

R " Z 6

Отношение

Стерео­

Литера­

 

 

 

 

 

 

 

ность

в

 

 

 

 

 

 

 

A : Б а

тура

 

 

 

 

 

 

 

 

 

селектив­

 

1

I i

СНз

Cells

 

I I

 

C H 3 M g B r

( - 5 0 °С)

2,4

41

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0°С)

2,3

40

 

15

2

И

 

 

 

 

 

 

 

(35 °С)

2,0

33

 

15

СНз

СоН5

 

I I

 

CI - bMgl

 

2,0

33

 

10

3

1-І

СНз

с 0

н 5

 

I I

 

C 2 H 5 M g B r

 

3,0

50

 

10

4

1-І

СНз

с 0

н 5

 

1-І

 

C„I-I5 MgBr

 

 

60

 

10

5

H

СНз

с в

н 5

 

СНз

L i A l H 4

( - 7 0 °С)

5,6

70

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0 °С)

3,0

50

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(35 °С)

2,6

45

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(35 °С)

2,5

43

 

10

6

H

СИз

с с

н 5

 

 

 

 

(35 °С)

2,8

48

 

14

 

СНз

АІ(0-иао-С3 ГІ7

1,6

22

 

15

7

H

СНз

с с

н 5

 

с 2

н 5

L i A l H . (

 

2,0

33

 

10

8

H

 

 

 

 

 

 

L i A l H 4

 

3,2

52

 

14

СНз

Св Нв

 

с в

н .

 

> 4

60

 

10

9

I I

M30-C3II7

с „ н 5

I I

10

I I

изо-С3 Ы7

с „ н 5

1-І

И

1-І

изо - С 3 Н 7

с 0

н 5

1-І

12

Н

изо- С3 Н7

с „ н 5

ЦЗО-СЗН7

13

СНз

С 2 Н 5

с „ н 5

с в н 5

14

с н 3

С 2 Н 5

С 0 Н 5

н

15

СНз

с 2

и 5

с „ н 5

СНз

16

СИз

с 2

ы 5

С С Н 5

с 2 п 5

17

I I

С 2 Н 5

с 0 н 5

II

18

Н

С 2 Н 5

с „ н 5

I I

19

1-І

с 2 н »

с „ н 5

С И 3

20

Н

С 2 Н 5

с „ н 5

с 2 н 5

21

Н

СИ,

С 2 Н 6

1-І

22

И

СНз

с а

н 5

СНз

23

I I

СНз

с 2

н 5

СНз

24

Н

СНз

C 2

H S

с н 3

25 Д

1-І

СН 3

СоНя

СНз

26 е

1-І

СНз

с « н ,

СНз

27

1-І

СНз

с в

н „

I I

28

Н

СНз

с в

н „

1-І

29

1-І

СНз

СвН,!

СН 3

30

1-І

СН 3

с в н „

СН 3

31

н

СИ 3

СОНІ,

СИ 3

M30-C3 H7 MgBr-r- M g B r 2

1,3

13

 

17

u 3 o - C 3 H 7 MgBr

1,9

32

 

17

изо - С 3 Н 7 Ьі (пентан)

1

0

 

17

L i A l H i

 

10

82

 

17

L i A l H 4

 

2,2

38

 

18

C e H 5 M g B r

2,9

32

 

18

 

 

2,1

36

 

18

C 2 H 5 L i

 

2,3

40

 

19

 

 

2,4

42

 

19

C H 3 L i

 

10

82

 

19

 

 

8

78

 

19

C H j M g l

 

2,5

42

 

10

C 2 H 5 M g B r

3,0

50

 

20

L i A I H 4

 

3,0

50

 

20

L i A l H , ,

 

3,0

50

 

20

C H 3 M g B r

1,5

20

 

15

А1(0 - изо - С 3 Н 7

1,3

13

 

15

« 3 o - C a H 7 C H 2 M g B r

1,8

28

 

15

L i A l H 4

( - 7 0 °С)

1,03

2

 

15

 

(0 °С)

0,95

(3)

г

15

 

(35 °С)

0,95

(3)

г

15

L i A l H i

Д

2,0

33

 

21

H C O O N H 4

1,0

31

 

21

C H , M g I

 

1,9

31

 

16

C H 3 L i (пеитаи)

1,5

20

 

16

СІІ3Т-1І

(эфир)

1,2

9

 

16

N a B H 4

 

1,7

25

 

16

L i A l H 4

 

1,4

16

 

16

А 1 ( 0 - и з о - С 3 Н 7 ) 3

0,6

(31)

Г

16


N5

 

 

 

п.п.

 

R S

R M

32

 

1-І

СНз

33

 

Н

СНз

34

 

1-І

СНз

35

 

н

СНз

36

 

1-І

СНз

37

 

н

СНз

38

"<

1-І

С в Н 5

39 "<

н

Св Нв

 

R '

С( ,Нп

СНз

C o l i n

С г Н 5

С о Н и

U30-C3H7

С в Н ц

mp<?m - C 4 H 9

свн„

Ц30-С3Н7

С 0 Н 5

mpem-CilIg

ге-СНзСоН/,

с„н5

Д-СН3С0ІІ4

I I

 

 

Продолжение табл.

3-1

 

 

Отношение

Стерео-

Литера­

 

R " Z G

селектив­

 

А; Б a

 

тура

 

 

ность B

 

 

L i A U - I i

 

1,6

23

 

14

LiAlI-Ь,

 

2,0

33

 

14

L i A l I b ,

 

4 , 1

60

 

14

L i A l H 4

 

1,6

23

 

14

L i A l H 4

 

5,0

70

 

14

L i A l H 4

(35 °С)

49

96

 

14

 

( - - 70 °С)

499

99,6

 

14

L i A l H 4

 

1 , 0 0 + 0 , 0 6

0

 

9

C„H 5 MgB r

1 , 0 0 + 0 , 0 5

0

 

9

a Таблица составлена таким образом, что величина отношения А: Б больше единицы, если правило Крама применимо к данной системе.

б Через R M g X обозначен реактив Грнньяра, причем не учитывается, что он является мономерпым активным реагентом в растворе.

в

Стереоселективность определяется как отношение избытка (в % ) изомера А к изомеру Б-

г

Преобладает продукт с конфигурацией

Б.

Д Реакция п и ш а , приводящая к амину,

вместо реакции превращения нетона в спирт.

е

Образование амина по реакции Лейкарта.

ж

Конфигурация не известна.

 


исключение (№ 31), а именно восстановление 3-циклогексилбута- нона-2 под действием изопропилата алюминия, остается в качестве примера определенного нарушения правила Крама для открытоцепной модели. Поскольку было показано, что данная реакция протекает в условиях кинетического контроля [16], то был сделан вывод, что правило неприменимо к реакциям восстановления по Меервейпу — Понндорфу — Верлею. Тем не менее два других примера (табл. 3-1, № 6 и 22) подчиняются правилу Крама; это обстоятельство будет рассмотрено в дальнейшем.

Согласно формулировке, правило выведено для предсказания конфигурации преобладающего продукта, а не для количественной оценки степени асимметрического синтеза. Однако в самой основе модели заложено условие, что чем больше разница в простран­ ственных размерах групп при хира льном центре, тем больше дол­ жна быть стереоселектнвность. Это видно из четырех первых при­ меров, приведенных в табл. 3-1, где степень стереоселективности определенно зависит от применяемого реагента, а также от групп R L , R M И R s , связанных с хиральным центром.

Таким образом, наблюдающаяся степень стереоселективности при реакции присоединения реактива Гриньяра к сх-февилпропио- иовому альдегиду ( R ' = Н) возрастает от 33 до 50 и 60% при пере­ ходе от метилмагниниодида к зтилмагнийбромиду и фенилмагнийбромиду. Другие примеры, приведенные в табл. 3-1, подтверждают это наблюдение, однако было бы желательно получить дополни­ тельные сравнительные данные для доказательства справедливо­ сти этой точки зрения.

Было осуществлено исследование влияния систематического изменения в объеме ахиральной группы, связанной с карбониль­ ным центром [14]. Сильное увеличение степени стереоселективно­ сти, от 23 % при R ' = СН 3 до 96% при R ' = ?пре7?г-С4 Н9 , наблюдалось при восстановлении а-фенилкетона под действием литийалюминий-

гидрида при 35 °С, как показано на рис. 3-6. Если реакцию

(при

R ' = mpem-C4 H9 ) проводить при —70 °С, то преобладающий

диа-

стереомер образуется с

99,6%-ным

избытком (табл. 3-1, №

37).

В ряду аналогичных циклогексилкетонов проявляется

подобная

же зависимость, однако тпрет-бутил(циклогексил)кетон

выпадает

из этой зависимости (рис. 3-6).

 

 

 

Стереоселективности

совершенно

не наблюдается,

когда

R M

и R L это фенил и л-толил соответственно (№ 38 и 39), что можно

было и предвидеть, поскольку метальная группа в -толиле

уда­

лена от реакционного центра.

 

 

 

Примеры № 25 и 26 заслуживают особого внимания. В первом из них было показано, что имин под действием литийалюминийгидрида восстанавливается в амин совершенно аналогично восста­ новлению соответствующего кетона. Во втором примере было показано, что в этом единственном случае реакция Ле карта пре-


Н

О

 

 

Н

 

 

H

 

OH

 

 

 

 

LiAIH.

 

 

С Н , — C - C —H

с н , — C - C

\

 

CH3 — C - C . — O H U

/

 

R'

 

\

 

3

/

\

R

 

 

R

 

R'

R

 

R' k

 

 

 

 

основной

продукт

неосновной

продукт

Рп с. 3-6. Увеличение стереосолектпвностп с ростом лрострапствеппого размера ахпралыгой группы, связанной с карбонильным центром [14] .

вращения кетогруппы в амин следует по стереохимическому пути в соответствии с правилом Крама (рис. 3-7).

с н .

 

 

сн

NH2

СНз,

 

н

 

LiAIH.

Н

HCOO-NH,'

 

 

 

с—с

" V >

 

 

Ph''

Х С Н 3

с—С

 

Ph^

Х С Н 3

 

СНз

 

 

 

Ph''

 

 

 

 

преобладающий

 

 

 

 

 

изомер

 

 

 

Р и с . 3-7. Стереоселективпое

восстановление н.мина и реакция Лейкарта.

Большое

разнообразие групп,

которые

были

использованы

в открыто-цепной модели, в соответствии с предположением Карабацоса [13] могло быть весьма удачно дополнено такими группами, как ??греяг-бутильиая, мезитильиая, тритильиая и нафтильная.

3-2.2. Циклическая модель

В реакциях присоединения к кетонам или альдегидам, которые содержат гетероатом у хирального центра, находящегося рядом с карбонильной группой, стереохимическая интерпретация гораздо •более затруднена, чем в случае молекул субстрата, не содержащих заместителей. При соответствующих изменениях в реагенте, раст­ ворителе, группе с гетероатомом и субстрате могут быть достигну­ ты большие изменения в соотношении диастереомерпых продуктов; иногда даже ход реакции изменяется па противоположный по -сравнению с ожидаемым стереохимическим направлением, так что можно прийти к результату, который подтверждает предвидение теории, основанной на одной из трех моделей (циклической 14, дипольной 13 или открыто-цепной 17). Было предпринято деталь-


иое исследование [9, 22] влияния изменения природы реагента растворителя и заместителей на соотношение диастереомерных продуктов (табл. 3-2).

 

 

 

 

 

Таблица 3-2

В л и я н и е

природ ы р е а г е н т а ,

растворител я и с у б с т р а т а

н а с т е р е о с е л е к т н в п о с т ь

реакции

присоединени я

 

к

рацемическим кетона м а

 

М с ' ' У

R '

Me'''/

\''R"

М с ' ' /

\ " " R '

Ph

 

Ph

R'

Ph

R"

І5

 

І6

 

17

A ,

R ' =

C H 3 , Q =

O H

Б, R ' =

СНз, Q =

ОСНз

B , R ' =

P h , Q = O H

Г, R ' =

P h , Q = O C H 3

J *

Pearein

П.П.

R " Z

1R " L i

2R " L i

3R " L i

4R i'Mg

5R a i g

6R J M g

7R " M g I Д

8R " M g B r Д

9R " M g C l Д

10R " M g B r Д

Соотношение диастереомеров

 

16

: 17 G

16

: 17 в

Растворитель

R ' = C H 3 ; R " = C 0 H 5

R ' = C e H 5 ; R" = C H 3

 

 

 

 

 

Q = O H

Q = OCH3

Q = O H

Q = O C H 3

 

 

 

В

Г

Пентан

5,0

 

3, 4

.

Эфир

7,0

9

11

2

 

10

 

8

 

Эфир , Т М Э Д А г

4

3 ,3

Эфир

1,8

7

3,5

1,7

Эфир , Т М Э Д А г

2,7

13

4, 6

0;4 4

Т Г Ф

1,6

13

6

1,1

Эфир

2, 0

2, 0

Эфир

0,56

6

2, 7

2

 

0,42

 

3,0

 

Эфир

0,3 0

2,9

Т Г Ф

1,40 e

19

10

1,2

а Данные взяты из работ

[9 и 2 2 ] . Величины приведены в таблице так, что отно­

шение диастереомеров, большее

1, показывает, что подтверждается циклическая модель

Крама, а величины, меньшие 1, показывают, что модель Крама к данной системе непри­ менима.

6 Это отношение означает отношение изомеров dl-mpeo :

dl-зритро.

в Это отношение означает отношение изомеров dl-эритро

: dl-mpeo.

гТетраметпленэтплендиамин (ТМЭДА) присоединяется к реагенту.

Д R M g l , R M g B r и RMgCl — реактивы Грнньяра,

полученные из соответствующих

алкилили арплгалогенидов; прп этом не учитывается,

что в растворе могут существо­

вать особые реакцнопноспособные образованпр.

 

е Та же реакция в днметоксиэтане в качестве растворителя с применением фенил"

магиипбромида привела к соотношению диастереомеров

16 : 17, равному 1,3 I 1-