ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 320
Скачиваний: 0
4-2. Реакции |
присоединения |
алъдольного |
тип а |
|
|
Существует большое число возможностей осуществления асим метрического синтеза путем реакций типа альдольной конденсации. Так, согласно более общему определению асимметрического синте за, предложенному нами, реакцию альдегида с ацетильной груп пой С-17 в прогестероне с образованием а-оксикетона с новым хиральным центром следует рассматривать как асимметрический синтез.
Конденсация одного (—)-ментплпнрувата в присутствии трпме-
тнлфосфата дает после гидролиза с 35%-ным выходом (S, |
S)-(—)- |
||
2,3-дпметилвннную |
кислоту |
(7% п. э.) [28]. Эту реакцию |
следует |
рассматривать как |
особый |
случай присоединения хирального |
|
субстрата к хнральному карбонильному соединению, других
примеров которого еще не |
было |
дано. |
В то же время известно мало |
реакций такого типа, в которых |
|
индуцирующий хнральный |
центр |
удается отделить от продукта, |
а следовательно, альдольиая конденсация не годится для широкой демонстрации реакций асимметрического синтеза.
Общие стереохимнческие аспекты и представления о механизме реакций альдольного типа, катализируемых основаниями, рас смотрены в обзоре [29], и мы остановимся здесь только на наиболее характерных случаях для объяснения ирпроды процесса асиммет рического синтеза. Некоторые формально родственные реакции представлены на схеме 25 + 26 -*-27, где R * обозначает хпральную группу, например (—)-ментил.
Исследованы все эти случаи асимметрического синтеза, и выво ды, полученные на основании изучения одной системы, могут быть
перенесены |
и на изучение |
других |
систем. |
О |
X |
|
ОН |
II |
I |
Л) г |
I |
p h _ C - H - ! - H , C - C O O R * |
2) н2о P h - CI — C H , C O O H - f - R * O H |
||
|
|
|
1-І |
25 |
26 |
|
27 |
1) Реакция типа реакций малонового эфира: X = СООН, Z =
=пиридин.
2) |
Присоединение альдольного типа: X |
= I i ; Z = ( C 2 H 5 ) 2 N M g B r . |
3) |
Реакция Реформатского: X = Br, Z = Zn. |
|
4) |
Конденсация Дарзенса: X = CI, Z |
= _ 0-7?грет-бутил. |
5) |
О реакциях, родственных реакциям |
Впттига, см. разд. 9-2.2. |
Характерным примером этого типа реакции служит катализи руемая пиридином реакция бензальдегида (25) с кислым (—)- ментилмалонатом (28), приводящая после декарбоксилирования и гидролиза к (—)-3-окси-3-фенилпропановой кислоте (30; 2 1 %
и. э.; общий выход сырого продукта 55%) [30]. При осуществлении
|
COOR* |
|
ОН |
COOR* |
|
|
I |
C 5 H 5 N |
I |
| |
- С О а |
Pl)CH = |
0 - j - C H , |
>- P h C H — СН |
>- |
||
|
| " |
|
|
| |
+н2 о |
|
СООН |
|
|
СООН |
|
25 |
2S |
ОН СООН |
29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— > P h C H — С Н 2 |
+ R * O H |
|
||
30
[R* = (— )-.ментил]
этой последовательности реакций возникает возможность увели чения концентрации одного изомера по отношению к другому в результате кинетического разделения путем либо неполного декарбоксилирования, либо неполного гидролиза. Тем не менее этот пример, по-видимому, является достоверным случаем асимметри ческого синтеза. При перекристаллизации сырого продукта 30 удаляется некоторое количество коричной кислоты и вследствие этого происходит концентрирование (—)-изомера соединения 30, причем (—)-3-окси-3-фенилпропановая кислота образуется с 5 8 % - ным и. э. Поскольку отсутствуют другие примеры, нельзя сделать общие выводы; однако эта система, по-видимому, представляет интерес для дальнейшего изучения.
Наибольшая стереоселективность, наблюдавшаяся в реакциях альдольной конденсации, обнаружена в случае реакции (—)-мен- тилацетата и ацетофенона (табл. 4-1, № 1, 93% н.э.) при исполь зовании такого сильного конденсирующего агента, как диэтиламиномагнийбромид, приготовляемый добавлением эквивалентного количества диэтиламина к этилмагнийбромиду [31]. Степень стереоселективности во всех случаях, когда исходным служил пропиофенон, была ниже (№ 2—7, 20—70% и. э.) [32]. Степень асим метрического синтеза обычно выше, если в качестве хиральногоагента применяют ментальную, а не борнильнуго группу [33]. В двух случаях, представляющих собой исключения из этой зако номерности (№ 10, 11 и 12, 13), найденная величина степени асим метрического синтеза настолько низка, что измеренные величины весьма сомнительны. Однако примеры № 18 и 19 следует рассмат ривать как вполне определенные исключения из правила. При асимметрическом синтезе в системе бензоилформиат — атролактат,
(—)-ментильные и (—)-борнильные эфиры, которые имеют одина ковый хиральный порядок групп R S , R M и R L у карбинольных центров (31 и 32), индуцируют образование избытка одного итого же изомера (рис. 4-4).
При альдольной конденсации (—)-ментиловый и (-]-)-борнило- вый эфиры обычно индуцируют одну и ту же хиральность в про-
Таблица 4-1
А с и м м е т р и ч е с к ие реакции типа альдольпоіі конденсации а
|
P h |
О |
^ |
P h |
ОН |
о |
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|||
|
|
>С = О -J- СН3 С - |
OR* E t 2 N M g B > |
N o - |
CILC - |
ОН + R*OH |
|
|||
|
R / |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продукт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
степень |
|
|
|
ЛЬ п. п. |
|
R |
R * |
|
|
конфи |
асим. |
% |
|
общин |
|
|
|
|
|
|
гура |
спит., |
пыход, % |
||
|
|
|
|
|
|
ция |
11. 0. пли |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
[<x]D
1СНз
2Са 115
3С-Н5
4С 2 Н 5
5СоН8
6С 2 Н 5
7С а Н в
8n - C I I 3 O C 0 H t
9м - С Н 3 О С 0 Н 4
10н - С Н 3 С 0 Н 4
11л - СНзС 0 Н 4
12» - С 1 С с Н 4
13п-С1С0 Н4
140-СН3С0Н4
15о - С Н 3 С 6 Н 4
162 , 4 - ( С Н з ) 2 С 0 Н 3
172 , 4 - ( С Н з ) 2 С с Н 3
18а - С 1 0 Н 7
19а - С 1 0 Н 7
( _ )-Меитнл ( - 1-М етил t і ) - Боршіл
(_|_ )-1-Феннлэтнл ( - -1-Феиплэтнл
(Л- ) - ! - ( ! ' - Н а ф т н л э т н л )
( - |
-1-(1 '-Нафтплэтнл) |
||
( - |
|
-Ментнл |
|
( + |
-Борннл |
||
( - |
|
-Ментнл |
|
/ |
1 |
1 |
- Борннл |
V |
|
||
( - |
|
-Ментнл |
|
( |
|
+ - Борннл |
|
( — -Ментнл |
|||
( |
|
+ - Борннл |
|
( - |
|
-Ментнл |
|
( + |
- Борннл |
||
( - |
|
-Ментнл |
|
("Г |
- Борннл |
||
S |
|
93 |
|
53 |
S |
|
70 0 |
37 |
|
S |
|
36 б |
35 |
|
S |
|
39 |
С |
50 |
R |
|
46 |
б |
36 |
S |
|
20 |
G |
37 |
R |
|
20 |
G |
18 |
( + ) |
|
16 |
|
72 |
( + ) |
|
7 |
|
72 |
( + ) |
+ 0 \ 3 ° |
69 |
||
( + ) |
+ |
1,0° |
70 |
|
( + ) |
+ |
0,0° |
72 |
|
( + ) |
+ 0 , 2 ° |
75 |
||
( - ) |
|
48 |
72 |
|
( + ) |
|
4 |
73 |
|
( - ) |
- 7 4 ° |
74 |
||
( + ) |
+ 7 , 7 ° |
72 |
||
( + ) |
|
21 |
|
79 |
( + ) |
|
30 |
82 |
|
|
Во м е х |
опытах растворы |
хпрального |
агента и кетона |
в толуоле были добавле |
||
ны к эфирному |
раствору |
катализатора. |
°С) [ 3 1 ] ; опыты |
Аї 2 —7 — при ( - 5 °С) — |
|||
Опыт |
М |
1 был |
проведен |
при ( - |
15 ° С ) - ( - 2 0 |
||
( - 1 0 |
°С) |
[ 3 2 ] ; |
опыты AS 8 - 1 9 - |
при - 5 °С [ 3 3 ] . |
|
||
0 Продукт выделен фракционированием в виде метилового эфира.
дукте, хотя это и не |
является общим |
правилом (№ |
14, 15 и 16, |
17). |
|
|
|
Таким образом, |
модель Прелога, |
так успешно |
примененная |
для установления корреляций конфигураций продуктов в асим метрическом синтезе атролактиновой кислоты, ие может быть непо средственно перенесена на альдольную конденсацию. Перво-
начально предполагалось [34], что в асимметрических реакциях альдольной конденсации именно хиральиый центр в ^-положении к карбинольному кислороду ( R L В 31 и 32) стереохимически контро лирует процесс. Этот вывод не согласуется с результатами опытов
|
О |
, Г в |
о |
^ |
о |
|
|
|
II |
Н |
|
^ |
|
||
|
• |
|
, |
4 |
|
|
|
|
|
Зі |
|
32 |
|
|
|
Р и с . |
4-4. Сравнение влияния природы |
групп R s , R J I и |
R L |
В ( —^ментило |
|||
вої: и |
(—)-борнпловом |
эфирах. Представленные |
структуры |
не изображают |
|||
предпочтительные конформации эфиров. Следует лишь отметить, что хираль
иый атом углерода в эфирной |
группе как в 31, |
так и в 32 имеет |
R-конфигу |
|||||||
рацию, тогда как атом углерода в |
Rjy - rpynne в обонх |
эфирах |
имеет |
5-конфн- |
||||||
|
|
|
гу рацию. |
|
|
|
|
|
||
№ 4—7, |
когда в спиртовом |
остатке эфира |
имеется |
только |
один |
|||||
а-хиральный центр, |
но |
степень |
асимметрического |
синтеза |
еще |
|||||
достаточна высока. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Более |
вероятное |
объяснение |
[32] |
этого |
факта |
заключается |
||||
в том, что конформации переходных состояний в этих реакциях таковы, что стереохимический контроль осуществляется как а- так и р-хиральными центрами, имеющимися в ментальной и борнпльной группах. В ментальной группе оба эти хиральиых центра могут усиливать друг друга, тогда как в борнильной группе оба центра могут действовать в противоположных направлениях, с таким суммарным эффектом, что степень асимметрического син теза уменьшается, а в некоторых случаях может даже произойти обращение знака оптического вращения продукта асимметриче ского синтеза.
С точки зрения механизма реакции важно отметить, что при конденсации (—)-ментилацетата с ?г-метоксибензофеноном степень асимметрического синтеза достигает 16% (табл. 4-1, № 8) в про тивоположность реакции восстановления этого кетона под действи ем хирального реактива Гриньяра [35] (разд. 5-2) или хирального комплекса лнтийалюмнннйгндрид-хинин [36] (табл. 5-12), когда степень асимметрического синтеза оказалась настолько ничтожна, что ее не удалось установить. Различие между ?г-метоксифениль- ной и фенильной группами проявляется, когда они находятся в /гора-положениях, удаленных от возникающего хирального центра. Если предположить, что в этих случаях асимметрический синтез контролируется чисто пространственными факторами, то тогда должны существовать определенные взаимодействия между ментальной группой эфира и гг-метоксифенильной и фенильной группами, находящимися в 7гара-положении. Исследование моле-
1 2 - 0 7 7 7
