ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 295
Скачиваний: 0
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 )з |
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 )з |
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 7і-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- |