Файл: Моррисон Д. Асимметрические органические реакции.pdf

При рассмотрении стереохимических данных в ряду циклогексанона Ричер [71] дал в основном такое же объяснение, подчер­ кивая пространственное влияние оо-аксиалышх атомов водорода. По мере возрастания размера реагента подход сверху па схеме 39 будет встречаться с возрастающим противодействием со стороны сх-метпльной группы, а подход снизу должен происходить с почти

В лия ние а - з а м е с т и т е л я на с т е р е о с е л е к т ц в н о с т ь в о с с т а н о в л е н и я 2-алкилцнклопентанопов [73]

(торсионное напряжение), для того чтобы реагент смог достичь ато­ ма углерода карбонильной группы * ) . На этом основании можно

реагент имеет малый объем, и в пользу транс-ат&кп с образовани­ ем tyi/c-спирта, если реагент имеет большой объем. Хотя трудно оценить относительный размер реагента (разд. 3-5.2), эту тенден­ цию, по-видимому, можно отметить при рассмотрении первых десяти примеров, приведенных в табл. 3-9. Аналогичным образом значительное увеличение размера а-заместителя должно приводить к росту энергии активации подхода реагента сверху на схеме 39. но не должно оказывать значительного пространственного влия­ ния на подход реагента снизу, хотя он должен способствовать, но в меньшей степени, росту торсионного напряжения. Эффективный

объем а-заместителя (и реагента) имеет важное значение. Так, этнльная или изопропильная группы должны вызывать увеличе­ ние препятствий при подходе сверху, а винильная группа мол-сет легко вызвать уменьшение стерических препятствий по сравнению

сметильной группой. Скудные данные, которыми мы располагаем

вэтом отношении (табл. 3-10), подтверждают общую точку зрения, что использование либо более пространственно затрудненного реагента, либо более пространственно затрудненного а-замещен- ного кетона будет способствовать уменьшению доли изомера, обра­

зующегося в результате подхода реагента сверху (схема 39).

3-4.2. Цнклогексаноны

Вскоре после опубликования в 1950 г. своей первой осново­ полагающей статьи по конформационному анализу Бартон [61] обобщил имеющиеся многочисленные данные по восстановлению производных циклогексанона в виде следующего правила: «Восста­ новление под действием натрийборгидрида и литийалюминийгидрида большей частью приводит к экваториальному эпимеру, если кетогруппа пространственно не затруднена, и к полярному (акси­ альному) эпимеру, если она экранирована или если подход к ней очень сильно пространственно затруднен. Восстановление по Меервейну — Понндорфу, которое применимо исключительно лишь к пространственно не затрудненным кетонам, приводит к более высокому содержанию изомера с полярной (аксиальной) гидроксильной группой, чем при получении по любому другому методу». Камернпцкий и Ахрем [69] обобщили данные более чем трехсот примеров различных реакций, а Хайос [77] собрал данные по всем реакциям восстановления под действием гидридов металлов и алкоголятов металлов. Это эмпирическое правило в общем справедливо в тех довольно широких пределах, которые опреде­ ляются самим понятием «пространственно затрудненный» и «про­ странственно не затрудненный кетон».

Даубен и др. [62] для объяснения успешного применения этого обобщения в 1956 г. высказали идею о «стерическом контроле подхода» и о «контроле образования продукта реакции». Позднее Уилер и сотр. [64, 65] применили эти представления к корреляции Бартона, причем они предположили, что кова­ лентно связанный комплекс, содержащий гидриды металлов, при­ водит к большим количествам более устойчивого экваториального спирта, а восстанавливающие агенты, обладающие более ионным характером, дают сравнительно устойчивый аксиальный изомер.

Последняя работа ясно указывает на то, что стереохимические результаты, полученные для реакций присоединения к цикличе­ ским системам, могут быть объяснены при более точном учете пространственных взаимодействий и торсионных напряжений

аПри избытке реагента LiAIH.i-АІСІз, по-видимому, образуется равновесная смесь.

При избытке кетона получается почти исключительно транс-продукт [7S, 86] .

в конкурирующих переходных состояниях. Весьма информатив­ ные стереохимические данные, полученные в реакциях присоеди­ нения к 4-т?гре?7г-бутилциклогексанону, приведены в табл. 3-11. Очевидно, что заместитель, находящийся на значительном рас­ стоянии, например /преяг-бутильная группа в 4-положении в цпклогексановом кольце, оказывает более ярко выраженное влияние на стерическое протекание реакции. Это конформационный эффект, а не результат непосредственных пространственных затруднений, оказываемых игрет-бутильной группой подходу

чтобы существенно повлиять на состав образующейся смеси про­ дуктов.

Если в 4-положеяии вместо 77іре7?і-бутильной группы ввести метильную, то разность энергий между переходными состояниями, в которых метальная группа находится в экваториальной или в аксиальной конформации, не будет столь велика, а следователь­ но, и наблюдающиеся стереоселективности не будут высоки, хотя они и обнаруживают ту же тенденцию; например, восстановление 4-метилциклогексанона под действием литийалюминийгидрида приводит к смеси транс- п yac-4-метилциклогексанолов в отноше­ нии 81 : 19, тогда как с 4-??іре7?г-бутильньш ГОМОЛОГОМ соотноше­ ние равно 91 : 9 [78—82]. 4-Хлор- или 4-метоксизаместители ока­ зывают влияние в противоположном направлении, что можно объяснить на основе дипольных взаимодействий в переходном состоянии [81—83]. Природа реагента, так же как и прпрода заместителя, играет важную роль в определении стереоселективно­ сти. При восстановлении 4-трет-бутилциклогексанона процентное содержание транс-спирта в продукте может изменяться от 96% при использовании литийалюминийгидрида в тетрагидрофуране при —40 °С до 59 % при применении литийтриметоксиалюминийгидрида. Вообще реагенты, объем которых считается «большим», такие, как, например, реактивы Гриньяра, изопропплат алюми­ ния, литийтриметоксиалюмпнийгидрид, дают более высокие выходы i^wc-спирта, тогда как реагенты, объем которых считается «малым», такие, как литийалюмииийгидрид, натрийборгидрид и литийацетиленид, приводят к большей доли ттгракс-спирта в про­ дукте. Определение эффективного объема реагента для стереохимических исследований в настоящее время в значительной степе­ ни произвольно и основано на данных, приведенных в табл. 3-9, 3-11 и 3-12. Высказсшо предположение, что «меньшие» по размеру реагенты приводят к большей доли экваториального продукта, а «большие» по размеру реагенты дают в большей степени аксиаль­

наблюдается (при прочих равных условиях) кажущееся увеличе­ ние размера реагента. Последовательность в увеличении объема

CH 3 MgX < R 2 Mg < «ди-3-пинанилборан».