Файл: Моррисон Д. Асимметрические органические реакции.pdf

легше. Согласно более широкому определению, которое даем мы, имеется симметричный (но прохиральиый) центр (или группа), который может войти либо в хпральную, либо в ахиральпую молекулу.

Однако наиболее детальные исследования асимметрического синтеза сосредоточены па реакциях, в которых ахиральыое исход­

в которой создается повое хпралыюе соединение, вместо того, чтобы обсуждать последовательность реакций, приводящих к оп­ тически активному продукту, включая и реакцию, по которой

синтеза в рамках исторически важного определения, данного Марквальдом, а исследованию непосредственно тех химических процессов, которые лежат в основе всех асимметрических синте­ зов. Различие между двумя этими подходами к изложению данного вопроса мы поясним ниже на примерах (разд. 1-3).

ге в общепринятом смысле (см. работы Илиела [30], Мислоу [31],

Чтобы очертить границы рассматриваемой области и сделать впоследствии из приведенных примеров определенные выводы, мы рассмотрим сначала реакции, несколько отличающиеся от приме­ ров асимметрического синтеза, которые отвечают классическому

реакции новый хиральпый центр возникает в хиральном окруже­

Боннер [38] нашел, что эти эпимеры получаются с 92%-иым выхо­ дом в соотношении 65 : 35.

/ОБ

Допустим, что первоначальный продукт реакции, содержащий смесь обоих продуктов ЮА и 10Б, количественно выделяется, а затем претерпевает ряд превращений, в результате которых после метилирования и окисления молекула углевода разлагается с образованием О-метилминдальной кислоты {11). Если не проис­ ходит рацемизации, кинетического разделения или изменения концентрации изомеров па этих стадиях, то отношение энантиомеров R-11/S-11, определяемое на основании измерения их оптиче­ ского вращепия, дает точное отношение эпимеров ЮА и ЮБ. В этом процессе симметричная альдегидная группа исходного производного сахарида превращается в асимметрический центр, содержащийся в миндальной кислоте, и в то же время исходная оптически активная часть молекулы превращается в симметрич­ ную карбоксильную группу. Этот пример отвечает требованиям нашей концепции асимметрического синтеза, но не соответствует классическому определению, по которому симметричная карбо­ нильная группа является частью исходной оптически активной молекулы, а не отдельной составной частью, и индуцирующий хиральный агент при этом не регенерируется, как этого требует определение Марквальда.

иым выходом вторичных спиртов, состоящих на 87% из холестано-

В ходе этого процесса из исходной ахиральной карбонильной группы образуется новый асимметрический центр. Возникающие дпастереомеры образуются в неравных количествах вследствие диастереомерпого окружения карбонильной группы с а- и (5- сторои.

Бартои [41] установил, что в таких металлгидридпых реакциях контролирующими являются пространственные факторы, и обоб­ щил известные зависимости в виде правила, согласно которому в продуктах реакции будет преобладать экваториальный спирт, если карбонильная группа сравнительно мало пространственно экранирована, тогда как, если подход к карбонильной группе затруднен, то основным продуктом реакции будет аксиальный спирт. Предположим, что в этой реакции мы сможем получить весь продукт восстановления, состоящий из смеси изомеров а-13 и $-13, и путем последовательности гипотетических реакций сможем раз­ ложить структур}' стероида так, чтобы С3 -углеродный атом спирта

вкольце А остался связанным только с атомами углерода Ci—С2 ,

аС4 — соответственно с этилыюй и метильной группами. В резуль­ тате такого процесса мы смогли бы превратить ахиральную струк­ туру, а именно 3-кетогруппу, под воздействием других хиральных центров в молекуле в оптически активный продукт — смесь 87%

Д-бутанола-2 (R-14) и 13% 5-бутапола-2 (S-14).

Таким же образом полный синтез холестаиоиа 12 можно пред­ ставить себе как реакцию ахирального карбонильного соединения, например метилвипилкетона, со сложным оптически активным реагентом, содержащим кольца В, С и D молекулы холестанона. Тогда постулированный суммарный процесс (т. е. синтез холестано­ на 12 с последующими восстановлением его и разложением) можно

рассматривать как превращение симметрично построенного соеди­ нения — метилвипилкетоиа — в результате введения оптически активного реагента в оптически активное соединение, а именно бутанол-2 (14). Такой гипотетический пример полностью отвечает определению Марквальда (хотя условие регенерации хирального индуцирующего агента здесь и не выполняется).

НО

[42]. Термическая перегруппировка приводит к 2-(а-метилал- лил)эстрадиолу (и замещенному в положении 4 изомеру), который после гидрирования и озонирования дает (»!>)-(+)-ос-метилмасля- ную кислоту; 75—80% избытка эиантиомера.

Таким образом, разница между классическим определением и определением, принятым в настоящей книге, заключается лишь в оценке степени протекания процесса.

Мы считаем, что асимметрический синтез — это конкретно та реакция, при которой из исходного ахирального центра образует­ ся новый хиральиый центр и которая не является суммарным про­ цессом в смысле определения Марквальда. Аналитические методы в органической химии в наше время гораздо более совершенны, чем во времена Марквальда, так что нет необходимости для дока­ зательства протекания асимметрического синтеза осуществлять всю последовательность реакций. В то же время рассмотренный выше пример реакции 12 —>- Р -13 -{- а-13 является одновременно и иллюстрацией одного из недостатков предложенного нами опре­ деления асимметрического синтеза. В этом случае факторы, обес­ печивающие протекание асимметрического синтеза, а именно пре­ обладание аксиальной атаки, приводящей к экваториальному