Файл: Моррисон Д. Асимметрические органические реакции.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 298

Скачиваний: 0

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

U

R"Z

Н

R"Z

H

R"Z

 

 

 

СН.

 

Ph

 

Ph V ' ,

.0'

P h ' " /

 

 

 

 

 

R'

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

23

24

лярноп п открыто-цепной моделей можно предсказать для реак­ ций, если полярная группа представлена группой R M , что, веро­ ятно, осуществляется в случае модели 22, в которой атака реаген­ та (обозначенная пунктирной стрелкой) в случае диполярной модели происходит из-за плоскости чертежа, тогда как в случае открыто-цепной модели направление атаки противоположное. Полярная (23) и циклическая (24) модели всегда и в любых слу­ чаях предсказывают противоположный стереохимнческий резуль­ тат прп условпп, что реагеит подходит с менее затрудненной стороны.

В табл. 3-3 приведены примеры, в которых перечислены ацик­ лические соединения, содержащие хлор в а-положении.

При реакции 2-хлоргексаналя с

этилмапшйбромпдом ИЛИ

этпллитием образуется

смесь

эритро-

п

нфео-дпастереомеров

в соотношении 70 : 30

(№ 1 и

2), причем

преобладание эритро-

изомера следует из рассмотрения диполярпой модели и противо­ положно ожидаемому результату, если исходить пз любой другой модели. В аналогичной реакции восстановления З-хлороктанопа-4 под действием натрийборгидрида (№ 3) отпошепие образующихся продуктов составило (80—85) : (20—15), причем опять в избытке образовывался предсказанный на основании диполярной модели изомер.

Результаты, полученные при исследовании других алифати­ ческих соединений (№ 2—7), также подтверждают справедливость диполярной модели. Однако, если одна из групп, находящаяся у хирального центра, будет фенильной, то выводы не так очевид­ ны.

Результаты, изложенные в обеих статьях, описывающих опыты по восстановлению сс-хлордезоксибензоина под действием литийалюминийгидрида (22, R = С 6 И 5 , № 8 и 9), противоречат друг ДРУГУ! в одной работе [28] приводится соотношение смеси диастереомеров, равное приблизительно 50 : 50, а в другой [29] сооб­ щается о получении только mpeo-изомера, предсказанного на основании диполярной модели (хлор выступает в качестве поляр­ ной группы).

Однако восстановление сс-хлорфенилацетона (22, R = С Н 3 , табл. 3-3, № 10 и 11) приводит к образованию в избытке изомера, противоположного ожидаемому на основании диполярной модели,


если только не предполагают, что фенильиая группа легче поляри­ зуется, чем хлор.

Из примеров № 12—14 нельзя сделать вывод о механизме реак­ ции, поскольку как полярная, так и открыто-цепная модели пред­

сказывают преимущественное

образование А,

что и наблюдается

па опыте.

 

 

 

 

Таблица 3-3

А с и м м е т р и ч е с к ие

реакции ациклических

а - х л о р к а р б о п н л ь п ы х соединений

п

п.п.

R

В,'

1

К-С4Н9

н

2

7J-C4 Hg

н

3

С 2 Ы 5

7 1 - С 4 Н "

4

с2 н5

1

5

С 2 Н 5

1

6

СНз

СНз

7

СНз

СНз

8

сс н5

С 0 Н 5

9

СоН5

СбН5

10

с0 н5

СНз

11

СбН5

СНз

12

СНз

с0 н5

13

СНз

С0Н5

14

СНз

СоН6

 

 

R"

 

 

 

ОН

 

*<Ъ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

Б

 

 

 

R " Z

 

Выход,

Отношение

A : В

Лите­

 

%

ра­

 

 

 

 

 

 

 

тура

 

 

 

 

 

 

 

 

C 2 H 5 M g B r

 

 

70 : ЗО

 

 

12

C 2 H 5 L i

 

 

70 : 30

 

 

12

N a B H 4

 

 

( 8 0 - 8 5 ) : ( 2 0 - 1 5 )

12

K - C 4 H 8 M g B r

 

68

Главным

обра­

12

 

 

 

 

 

зом А

 

 

К-С4Н9ІЛ

 

65

Т о

ж е

 

 

12

B - C 4 H 9 M g B r

 

65

» »

 

 

12

K - C 4 H 0 L i

 

79

» »

 

 

12

L i A l H 4

 

 

Около

50 :

50

28

L 1 A I H 4

 

 

Только

А

 

29

L i A l H 4

( - 4 0

°С)

40

: 60

 

 

30

L i A l H 4

( + 3 5

°С)

43

: 57

 

 

ЗО

L 1 A I H 4

 

 

75 : 25

 

 

ЗО

L i B H 4

 

 

70 : 30

 

 

ЗО

А1(0 - цзо - С 3 Н 7

66 : 34

 

 

ЗО

а Если преимущественно образуется изомер .4, то к реакции применима дпполярная модель.

Показано, что наиболее устойчивый в основном состоянии по­ воротный изомер хлорацетальдегида и бромацетальдегида имеет связь галоген — углерод в заслоненной конформации по отноше­ нию к карбонильной группе в противоположность конформации, предполагающейся для переходного состояния в диполярной модели [31].


Результаты, приведенные в этих немногочисленных примерах, по-видимому, подтверждают диполяриую модель в случае чисто алифатических а-хлоркарбонилъиых соединений, но модель в ее настоящем виде неприменима (но крайней мере без соответствую­ щих поправок, которые должны основываться на дальнейших экспериментах) к случаям, когда фенпльная группа связана с хпральпым центром. Как приведено в разд. 3-2.2, результаты, полученные для большей части опытов с а-оксикетонамп, лучше всего объясняются на основании циклической модели, которая, однако, может конкурировать в большей или меньшей степени с днполярной моделью, так что предсказанная степень стереоселек­ тивности может оказаться значительно заниженной, а в некоторых условиях привести даже к обратному стереохимическому резуль­ тату.

3-2.4. Примеры соединений с кислородсодержащими заместителями в а-положеиип

Другие примеры, включающие кетоны с а-заместителями, содержащими килород и азот, приведены в табл. 3-4 и 3-5. Лишь немногие случаи следует рассматривать особо. Присоединение но обеим карбонильным группам сс-дикетонов приводит к образова­ нию смеси мезо- и dZ-ttipeo-соедііноппй (как показано на схеме реакции 25А 25Б 25В и 25Г). Но поскольку исходные суб­ страт и реагент состоят из ахиралъиых молекул, то асимметри­ ческий синтез произойти не может (если только реакция не проте­ кает в хпралыюм окружении). Стоке]) [32] подробно изучал эту последовательность реакций: если в качестве субстрата был взят

дикетон или оксикетои

{25А или 25Б, R

= циклогекспл, R" =

= СН 3 ), то в пределах

ошибки измерения

наблюдалась одинако­

вая стереоселективиость. Тот же результат получался и когда исходили из бензоина (25/1, R = С0 Н5 ) или бензила (R" = Н), и. следовательно, можно предположить,- что конечные продукты (25В и 25Г) получались через одинаковое промежуточное соедине­ ние. Поскольку в препаративном отношении оксикетоны зачастую бывают трудно доступны, то можно исходить из дикетоиа для того, чтобы получать различные симметричные пипакоиы. Поэто­ му важно знать стереохимию превращения, чтобы определить

природу

процессов, ведущих

к

образованию

мезо-, и

dl-mpeo-

пинаконов.

 

 

 

 

 

 

1-1

^

" V l

^

Н Ч - с Г 0 Н и

Н 0 > - < ° Н

 

 

R

 

R

R

R

R"

25A

 

25Б

 

 

25В

2ЭГ

 

мезо

dl-mpeo


Стокер [32] обнаружил, что при реакции дикетопа, в котором R — циклогексил, а реагент R"Z — феииллитий, с 57,6%-иым выходом образуется предсказанная на основании циклической модели dl-mpeo-фощт при практически полном отсутствии мезс- формы (менее 0,25%, определено радиохимическим методом с при­ менением 1 J C), но при замене фениллития на реактив Гриньяра, полученный из фегшлбромида, происходит обращение стереохимического направления реакции и образуется „лгезо-соединение (выход 15%) при фактически полном отсутствии гі/-;?ірео-изомера. Это другой хорошо изученный пример обращения стереохимического хода реакции при изменении строения реагента. При при­ менении метиллития и метальных реактивов Гриньяра (табл. 3-4, № 1—4) предсказанный на основании циклической модели продукт преобладает во всех случаях.

Реакции присоединения к карбонильным соединениям с кисло­ родсодержащими заместителями в а-положенип распространены на взаимодействие феииллития и фенилмагиийбромида с 2, 3-0- дибензил- и 2,3-0-изопропилидеи-п-глицериновым альдегидом [33, 34]. Однако в этом случае степень стереоселективностп невелика (максимальное отношение трео- и э/ншгро-изомеров составляет 1 : 1,9) . Стереоселективиость становится выше и наблюдается

Реакции присоединения к производным а-оксикетонов a

OR О

OR ОН

OR ОМ

П . П . R

1

H

СНз

2

H

СНз

3

H

СНз

4

H

СНз

5

H

1-І

6

H

1-І

7

1-І

1-І

8

H

1-І

9

CH3CO

I I

10

H

Н

11

I I

н

12

H

н

13

H

1-І

14

H

СНз

15

H

СНз

R'L'V

R '

к /

R L

Св Н и C o l i n

С0 Н н

св н„

СС Н 5

га-СН3С0Н4

Св Н в

СВ

СвНв СоН5 С«Нв СвНв С0 Нв C 0 H j

с„н6

R '

с0 н„

СоНц

Св Н „

С6 Н ц

ге-СНзСвН4

СвНв /і-СНзС0 Н4

Св Н в

Св Н 5

СНз

С0 Нв

Св Нв

о-С113 С0 Н4 Св Нв

СНз

V ; R '

и

к /

\"';r"

R " Z G

A : Б

Отноше­

Литера­

ние D

> r

тура

 

 

C H 3 L i

8

[6,9]Д

32

C H 3 M g C l

7

[8,9]

32

C H 3 M g B r

4

[4,5]

32

C H 3 M g I

3

[3]

 

32

L i A l H 4

5,5

(88

:

16)

9

L i A l H 4

4,9

(85

:

17)

9

C e H 5 M g B r

G4

(71

:

1,1)

9

n-CI-I3 C„H4 MgBr

55

( 6 6 :

1,2)

9

n - C H 3 C 0 H t M g B r

28

(50

:

1,8)

9

C 0 I - I 5 M g B r

27

(67

:

2,5)

9

CHsMgl

28

(81

:

2,9)

9

o - C H 3 C G H 4 M g B r

17

(57

:

3,4)

9

C 0 I I 5 M g B r

19

(18

:

94)

9

C I I 3 L i

8,3

(89

:

11)

9

C H 3 L i Д

 

[7,8]

9

3,4

(68

:

20)

9

C e H 6 L i

10,4

(91

:

9)

9

16

I I

СНз

17

1-І

СНз

18

и

СНз

19

H

СНз

20

H

С Н 3

21

1-І

СНз

22

СИз

Н

23

СНз

1-І

24

СНз

1-І

25

1-І

1-І

26

1-І

I I

27

СНз

Н

28

СНз

Г

a При отношении A : Б,

Со СТОРОНЫ H-jy

СвНб

С0 Нв

СвНв

С„Нв

С в Н в

СНз

СвНв

С0 Нв

Св Нв

СНз

С 0 Н 5

СНз

СНз

С0 Нв

СНгОН

СоНа

C H 2 N H 2

СвНв

С0 Нв

СвН.

С 0 Н 6

и-СН3 ОСв 1-14

Св Нв

Св Нв

С0 Нв

7i-CI-I3 OC„H4

C«H 6 Li Д

C H 3 M g I

C H 3 M g C l

C 6 H 5 M g I

C c H 5 M g I , M g l 2 C H 3 M g B r

C„H 5 MgBr

C„H 5 MgBr, M g B r 2 C 0 H 6 M g C l

N a B I i i N a B H i N a B H 4

n - C H 3 O C 0 H 4 M g B r C e H s M g B r

f i - C H s O C B H t M g B r C 0 H 5 M g B r

 

[8,8]

9

5,2

(63

:

13)

1,98

(40

:

20)

9

 

[1,93]

 

9

2,85

(41

:

14)

 

[2,53]

9

2,0

(37

:

19)

 

[ 2 , 0 ]

 

9

1,69

(33

:

79)

2,95

(76

:

26)

9

 

[2,36]

9

2,36

(66

:

28)

 

[2,36]

9

2,28

(53

:

23)

3,33

(62

:

19)

9

2,7

 

42

1,4

 

42

0,67

 

42

.—

(70%

A)

25

(70%

A)

25

(65%

A)

25

(60%

A)

25

большем единицы, применима циклическая модель Ирама и реагент подходит со стороны R g , а не

G В качестве растворителя всюду применили эфир.

Г Цифры в квадратных скобках означают отношение изомеров, когда исходным был не оксикетоп, а соответствующий дикетои.

Отношения в круглых скобках показывают действительные значения выходов (в % ) . Если в скобках указано одно число, это означает, что с указанным выходом выделен только один изомер.

Д В качестве растворителя применяли пентаи.


I I . п .

Q

1N H 2

2N I T 2

3N H ,

4N H 2

5N i l 2

6N H ,

7NI-I 2

8N I - I ,

9N H 2

•10

N11,

11

N I - I ,

12N I I 2

13N H 2

14N H C I i 2 C e l - I 5

15N ( C H , ) 2

16C H 3 N C [ b C 0 I - I 5

17NIICOCF3

18N H C O C I - b

19N H C O C I - b

20C H 3 N C H , C C H 5

Реакции присоединения к производным

м-аміїїіоісетоііов 1 1

 

 

 

 

О О

 

Q

ОН

 

Q

ОН

 

 

 

 

c U

. с - с -

"

- с - с .

 

 

 

 

н

 

н

R"

н

R'

 

 

 

 

 

 

Л

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

(зритро)

 

(трео)

 

 

 

 

 

 

К'

 

 

 

Л : ij

Отноше­

Литера­

 

 

 

 

 

ние

D

тура

 

 

 

 

 

 

 

СЫз

СоНв

 

N a B I I 4

 

11

 

 

45

 

C H ,

C e I I e

 

a - C 1 0 H 7 M g B r

—.

(45%

A)

10

26

CII3

с„н»

 

rc-CH3C0H4MgI3r

99

(70 :

0,8)

25,

C H ,

» - СІІзС 0 І І4

 

C„H 5 MgBr

49

A)

25,

26

C e H 5

СоН»

 

w - C H 3 O C J - I 4 M g B r

(60%

25

 

C e H e

и-СТ-І3 ОСв Н4

 

C 0 H 5 M g B r

(50%

A)

25

 

C G H 5

Св ІІв

 

re-ClCeH4

 

(30%

A)

25

 

CeHs

л-С1С0 П4

 

C 6 H 5 M g B r

(40%

A)

25

 

Cclir,

с«н5

 

a - C 1 0 H 7 M g B r

(50%

A)

10,

25

C e H s

С.ІГ.

 

n - C I - I 3 C e H 4 M g B i -

(60%

A)

25

 

C«H,

и - СІ]3 С 6 4

 

C„H 5 MgBr

(85%

A)

25

 

C I - I 2 N I - I 2

С 0 Н 5

 

N a B H 4

 

1,8

 

42

 

C H 2 O I I

ОоІІг,

 

N a B H 4

 

1,3

 

 

42

 

CI-I3

С0 І1

5

 

N a B H 4

 

7 - 8

 

 

42

 

CI-I3

С0ІІ5

 

N a B I - I 4

 

0 , 8 - 0 , 9

 

42

 

CI-I3

С 0 Н 5

 

N a B I - I 4

 

0,33

 

 

42

 

C H 3

С„Н 5

 

N a B H 4

 

3,3

 

 

42

 

CI-I3

Cells

 

N a B I - I 4

 

3,3

 

 

42

 

СНз

С„ІІ5

 

N a B H 4

 

3,3

•—

 

42

 

СНз

с 0 н 6

 

N a B I - I 4

 

0 , 1 1 - 0 , 1 6

 

42

 

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

N C H 2 C e r i 4 C O C 0 I I 5

NHCOCTI3

N C 8 H 4 0 2 r N C 8 H 4 0 2 r N C 8 H 4 0 2 r N C 8 H 4 0 2 г N C 8 H 4 0 2 r

NHCOCH3

NI-ICOCI-I3

N H C O C 0 I - I 5 г

NHCOCH5r

N H C O C H C l 2

N H C O O C H 2 C „ H 5

N H C O C H 3

N H C O C e H 5 r

N H C O C H C I 2

N H C O C H C 1 ,

N H C O C H C I 2

N H C O C H C 1 ,

N H C O C H C 1 ,

NI-ICOCH3

NHCOCH3

NH2

СНз

CII3

СНз

CII3

C H j C H ,

СН 2 СНз

ОСІІз SCI-b

CH201I

СІ Ь О И C H 2 O H

СН 2 О Н

СИ 2 О Н

СН 2 0 Н

СН 2 ОСОСНз С Н , О С О С „ Н 5

СІІ20СОСІ-ІЗ

C H 2 S C O C 0 H 5

СН2 ОС(С0 ІТ5 )з СН 2 С1

СНз

СНз

СНз

СНз

C H 2 N H , С Н , О И "

с. н 5

»- N 0 2 C e H 4

n - N 0 2 C 6 H 4

n - N O , C c H 4 д - N O o C J U

w - N 0 2 C „ H 4 n - N 0 2 C e H 4

C 0 Hs C e H s

Ge T-rs

» - N 0 2 C „ H 4

« - N 0 2 C 6 H 4

7j . - NO 2 C 0 I - I 4 C . H ,

Cnlls

7 i - N O 2 C 0 H 4 n - N 0 2 C „ H 4

/ i - N O 2 C 0 H 4 re-NO2C0H4

7 i - N 0 2 C n H 4 re-CH3COCBH4

re-HOC0H4 и-С|5 Н3 і C 0 H 5

С0ГІ5

N a B H 4

АЦО~изо- -C3I-I7

АЦО-изо -C3H7

А1(0 - изо --C3I-I7

А1(0 - изо -- C 3 H 7

А1(0 - изо -- C 3 H 7

А1(0 - цзо -C3H7

А1(0 - мзо - C 3 H 7

А1(0 - изо -СзНт 3-AICI3

А і ( 0 - и з о -C3H7

A I ( 0 - изо-СзНт

A 1(0-изо - C H ,

АЦО-изо - C 3 H 7 А1(0 - изо - С 3 Н 7

А1(0 - изо -С3Н7 А1(0 - изо -С3ІІ7 А1(0 - изо - С 3 Н 7 А1(0 - цзо - С 3 Н 7

А1(0-г«зо -С3Н7

АЦО-изо - С 3 Н 7 А1(0 - цзо -СзН,

АЦО-изо - С 3 Н 7

L i A l H 4 N a B H 4 N a B I I 4

0,11

 

 

42

(72%

А)

46

(67%

В)

46

0,37

 

47

0,42

 

47

0,39

 

47

0,39

 

47

 

(47%

Б)

43

 

(56

В)

43

(63%

В)

43

(28%

Б)

48

(В)

 

48

(34%

Б)

48

(56%

А)

48

—.

( 5 1 %

А)

43

 

(68%

А)

48

(Л)

 

48

(64%

А)

48

—.

 

(56%

А)

48

(90%

А)

48

(82%

А)

43

(30%

А)

43

(66%

А)

46

0,11

 

 

42

0,41

 

 

42

а

При отношении Л: Б,

большем единицы, применима циклическая модель Крама; при этом реагент подходит со стороны

атома

Н.

 

 

6

Все реакции Грииьяра были проведены в эфире;

восстановление патрийборгидридом — в метаноле, восстановление ли Меервен-

иу — Понндорфу — Верлего — в изопропиловом спирте.

 

в

Если в скобках вместо

отношения приведено

одно число, то это указывает на образование с данным выходом только одного

диастереомера.

 

 

'' NC8H4O2 — фталимидная группа.