Файл: Моррисон Д. Асимметрические органические реакции.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 305

Скачиваний: 0

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

3-2.6. Примеры 1,3-асіімметрическоіі индукции

Последние два примера 34Б и 34В затрагивают вопрос о вли­ янии введения группы между карбонильной группой и индуциру­ ющим хпральным центром на степень и знак асимметрического синтеза. Опубликованы три работы [52—541, специально рассмат­ ривающие этот вопрос па примере соединений с хиральным цент­ ром, находящимся в 6-положешш к карбонильной группе. Этот процесс, названный 1,3-аснмметрпческой индукцией [52]. может быть проиллюстрирован на примере реакции присоединения фепилмагнпйбромида к 4-фепплпептапону-2 (35) с образованием смеси днастереомериых карбинолов (35А и 35Б) в отношении 83 : 17

Н СНз с н 3

 

\

Р Н '

СНз

Н ч

?Нз

СНз

V

Г

PhMgBr

N

.

i _

U

С '

с._

/

\

 

 

/

\ Ph

 

/ \

ОН

Н

н

 

 

н

н .

 

н

н

35

 

 

 

35А

 

35Б

(табл. 3-6, № 5, степень асимметрического синтеза 66%).

Дополнительные данные

но

1,3-асимметрической

индукции

(ср. табл.

3-6)

получены

при

изучении

восстановления

двадцати

двух В-амшюкетонов иод действием литийалюмипнйгндрида [55]. В случае третичных амннокетонов степень асимметрического син­ теза достигала 54% с преимущественным образованием пгрео- изомера, при применении вторичных аминов степень асиммет­ рического синтеза либо равнялось нулю, либо была очень низкой при преимущественном образовании эршпро-изомера.

В табл. 3-6 и 3-7 приведены некоторые примеры, в которых хиральиый центр, находящийся в В-положепни, не содержит гетероатома, и поэтому эти примеры не осложняются необходи­ мостью учета циклического или диполярного переходных состоя­ ний. Из данных, приведенных в табл. 3-6 по реакциям кетонов, можно сделать следующие выводы. Степень асимметрического синтеза, хотя и не так высока, как в соответствующих случаях 1,2-асимметрической индукции (см. табл. 3-1 и 3-2 и рис. 3-6), но все же значительна, несмотря на метиленовую группу, кото­ рая «отделяет» карбонильную группу от хирального центра. Из примеров, приведенных в табл. 3-6, видно, что обращение после­ довательности введения фенильной и метильной групп у нового хирального центра приводит к образованию в избытке противо­ положных диастереомеров. Например, если вместо реакции метилкетоиа 35 с фепилмагпийбромидом провести реакцию фенилкетона с метилмагнийбромидом (№ 10), то в избытке образуется 35Б вместо 35А.


Эта ситуация почти всегда встречается в открыто-ценной систе­ ме Крама с 1,2-асимметрической индукцией и в системе Прелога бепзоилформиат — атролактат (1,4-асимметрическая индукция).

Эти результаты были объяснены [521 на основе открыто-цепной

Таблица 3-6

1 , 3 - А с и м м е т р и ч е с к ая индукция при реакциях карбонильных соединении, содержащих пеполярные заместители [52] а

СН3

 

Ph

Х С Н 2 ' X R '

Jfe п. n .

R '

1СНз

2СНз

3СНз

4СНз

5СНз

6с с н 5

7С 0 Н 5

8СоН5

9СоН5

10

с 0 н 5

СН 3

ОН

C H 3

O H

 

 

"<•••

••>p h

Ph

X C H j X P h

Ph

N C H ,

C H 3

 

A

 

 

 

 

R " Z

Отношение

Температура

 

A

: В

реакции, °С

 

 

 

CeHgLi

56 : 44

0

 

C 0 H 5 M g B r

69 : 31

35

 

CeHsMgBr

67 : 33

0

 

C 6 H 5 M g B r

76 : 24

- 7 8

 

C e H 5 M g B r

S3 : 17

- 1 1 0

 

СНз L i

50 : 50

0

 

CHgMgCl

44 : 56

0

 

CHsMgl

42 : 58

0

 

CHsMgBr

42 : 58

35

 

C H 3 M g B r

41 : 59

- 7 8

'Реакции были проведены в эфире при избытке реагента. Исходными служили

рацемические кетоны, но для удобства в таблице приведены данные только для одного из образующихся изомеров.

модели, в которой две наименьшие группы у соседнего атома угле­ рода находятся в заторможенной коиформации по отношению к карбонильной группе, как показано на схеме 35. Согласно этой модели, более выгодный подход входящей группы осуществляется с той стороны атома углерода карбонильной грз^ппы, которая наименее экранирована меньшей группой, связанной с хиральиым центром, т. е. в случае 35 это должно облегчать подход реагента спереди плоскости рисунка.

Хотя эта модель соответствует примерам, приведенным в табл. 3-6, она непригодна для случаев восстановления под действием литийалюминнйгидрида (табл. 3-7). Это ясно видно из данных, приведенных в табл. 3-7 (№ 1, 3, 9, 10); цифры, взятые в скобки, показывают соотношение изомеров при обработке соответствую-


щего альдегида данным реактивом Гриньяра вместо восстановле­ ния кетона под действием литийалюмнннйгидрпда. В обоих случаях образуется избыток одного и того же диастеромера\

Аналогичная зависимость стереохимического направления реак­ ции от природы реагента наблюдается в ряду циклогексаиа (обсу­ ждение результатов будет дано при рассмотрении табл. 3-11), по она сравнительно редко наблюдается у соединений с открытой цепью. Последнее иаблтодепие было объяснено [54] с точкп зрения модели, предложенной Фелкином [14], которая будет рассмотрена в разд. 3-4. Рассмотрение результатов но 1,2-аснмметрической индукции с точки зрения комплексообразования показывает, что распространение развитых представлений на случай конформа-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Та блиц а 3-7

1 , 3 - А с и м м е т р и ч е с к а я

индукци я в реакция х

в о е с т а п о в л е ш ш

 

под

действие м

лнтіїпалюміпшіігндрид а

[54] а

 

 

RM

Н

0

 

R 4

Н о н Н

 

RM

Н И

о н

\

/

»

L.AI.I.

\ /

\ /

и

\

'

\

/

/ \

R R

.V.

R L

П . II.

1C e H s

2/ і - С Н 3 О С 6 Н 4

3с „ н 5

4C e H s

5G e H s

6C „ H 5

7C e H „

8C « H „

9C C H 5

10C e H 5

11C e H 5

12C . H 5

13C 6 H 5

 

 

/ \

 

/ ч

 

 

 

R

R

 

R

R

 

 

R M

CR-.

 

R'

Отношение Л : Б

CI-I3

с н 2

 

СНз

42

58

[49 : 51] 0

СНз

С Н 2

 

СНз

43

57

[47 : 53] 0

СНз

с н 2

 

с в н 6

46

54

с 2

н 5

с н 2

 

СНз

41

59

 

C 2 H 5

с н 2

 

с „ н 5

48 52

 

C , H 5

с н 2

 

т р е т - с 4 н в

45

55

 

с 2

н 5

с н 2

 

с в н 5

43 57

 

с 2

н 5

с н 2

 

mpem- с 4 н .

43

57

 

с н ,

( С Н 3 ) 2 С

 

СНз

26

74

[42 : 58] о

СНз

(СНз)гС

 

с „ н .

22

78

[25 : 75] б

с 2

н 5

(СНз)гС

 

СНз

24

76

 

СНз

( C G H 5 ) 2 C

 

СНз

40

60

 

с 2 н 5

( C e H s ) 2 C

 

СНз

36

64

 

Опыты были проведены в эфире при 35 °С. Исходным служил рацемический ке­ тон, но для удобства в таблице приведены данные только для одного из двух изомеров, изображенных в уравнении реакции.

б Цифры в квадратных скобках указывают соотношение изомеров, образующихся при обработке соответствующего альдегида метплмагнпйнодпдом или феннлмагнпйбромидом. Следует отметить, что изменение последовательности введения этих групп не влияет на преимущественное образование одного из (изомеров.


ционио более гибких и подвижных 1,3-систем, по-видимому, преждевременно.

Определенный вывод, который может быть сделай на основа­ нии данных, приведенных в табл. 3-7, состоит в том. что гем- диметильные заместители при углеродном атоме, отделяющем карбонильную группу от хпральпого цептра, увеличивают стерео-

селективность реакции

восстановления (ср.

№ 1

и

9;

3 и

10).

 

 

 

 

 

Влияние ге^и-дифенильиых заместителей проявляется

совсем

не так ярко. Увеличение

пространственного объема

заместителя

у карбонильного атома углерода при переходе

от метила к

трет-

бутилу (ср. № 4 и 0; 7 и 8) не вызывает значительных изменений в противоположность результатам, полученным при 1,2-аспммет- рической индукции (рис. 3-6).

При реакции кетонов, содержащих гидроксильиую группу при хиральном 6-атоме углерода (табл. 3-8), преобладающий изомер был обнаружен во всех случаях, кроме одного (№ 7), в результате реакций введения фенилыюй или метильной группы. Рассмотрена роль, которую играют в этих реакциях открыто-цепная, полярная и циклическая модели, аналогичные тем моделям, которые были предположены для 1,2-асимметрической индукции (ср. рис. 3-3— 3-5) [53]. Можно было ожидать, что реакция протекает через срав­ нительно жесткое шестичленное циклическое переходное состоя­ ние, приводящее к высоким степеням стереоселективности; однако величины, приведенные в табл. 3-8, не сильно отличаются от величии, приведенных в табл. 3-6. т. е. для случаев, когда такой механизм совершенно исключается. Поэтому был сделан вывод, что результаты лучше всего объясняются при помощи полярной модели, аналогичной рис. 3-4 [53].

При реакциях кетонов с метоксизаместителями при хиральном (3-атоме углерода образование преобладающего изомера, по-види­ мому, зависит от других факторов, а не от последовательности, в которой вводятся метильный и феиильный заместители в новый возникающий хиральный центр. Таким образом, отношение изомеров, образующихся при действии фениллития и феиилмагнийбромида (№ 9—12), колеблется в обоих случаях около 50 : 50 в зависимости от температуры. Рассмотрена возможная роль открыто-цепной, полярной и циклической моделей в этих реак­ циях асимметрического восстановления [53].

Тот факт, что изменение температуры вызывает обращение сте­ реохимического направления реакции, указывает на то, что мо­ гут существовать два конкурирующих механизма, имеющих со­ вершенно различные величины энтропии активации; возможно, что они могут быть представлены циклической и открыто-цепной моделями. (О связи этих исследований с механизмом стереоселективной полимеризации см. в работах [52, 53)].


 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

3-S

1 , 3 - А с и м м е т р и ч е с к ая индукция .

Карбонильные

соединения

 

?

 

її

с полярными заместителями [53] а

 

 

 

 

 

 

Г

I

 

 

Q

I

I

 

 

 

 

 

Q

О Н

 

 

О Н

 

 

РІГ' /

С Н *

R

Р „ - ' / Ч С Н Д

- . С Н з "

p

h - 7 C

X

C H 2 - \

- P

H

Н

 

 

11

 

Ph

 

11

 

 

С Н 3

 

Л1»

Q

 

R

R " Z

Отношение

 

Температура

I I . п.

 

A

: Б

 

реакции,

°С

1

ОН

СНз

о

ОН

СНз

3

ОН

СНз

4

ОН

СНз

5

ОН

св н5

6

ОН

сд-і5

7

ОН

с0 н5

8

ОН

СвН5

9

ОСНз

ель

10

ОСНз

СНз

11

ОСНз

СНз

12

ОСНз

СНз

13

ОСНз

Св Нб

14

ОСНз

С0 Нв

15

ОСНз

С0 Нв

16

ОСНз

С«Н 5

17

ОСНз

с.н5

18

ОСНз

св н5

C„H 5 Li

68

: 32

 

0

CoIIjMgBr

85

: 15

 

0

C J I 5 M g B r

88

: 12

 

- 7 5

C„H 5 MgBr

78

: 22

0

(гептап)

CI 1 3 L i

50

: 50

 

0

C H 3 M g B r

41

: 59

 

35

C I I 3 M g B r

50

: 44

 

- 7 8

C H 3 M g I

4S : 52

 

0

C f i I I 5 L i

43

: 57

 

35

C„H 5 Li

58

: 42

 

- 7 8

C 0 l I 5 M g B r

44

: 56

 

35

C 6 H 5 M g B r

51

: 49

 

- 7 8

СНз L i

70

: 30

 

0

C H 3 M g C l

71

: 29

 

0

C H 3 M g I

57

: 43

 

0

C H 3 M g B r

67

: 33

 

35

C H 3 M g B r

74

: 26

 

- 7 8

C H 3 M g B r

68

: 32

0

(ДМЭ) б

Опыты былп проведены в растворе эфира с избытком реагента. Применяли рацемический кетон и получали энантномерные пары днастереоыеров; в таблице приве­ дены данные для одной пары изомеров.

б ДМЭ — 1,2-диметокснэтан (растворитель).

Последним примером 1,3-асимметрической индукции служит реакция хирального кетопа (36) с реактивами Гриньяра [45].

Me Me

36А , R = Ph

3615, R = Et