ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 326
Скачиваний: 0
кулярных моделей указывает на необходимость учета таких взаимодействий, поэтому их нельзя полностью исключить из рас смотрения. В то же время причина стереоселектнвности может за ключаться в различии электронных взаимодействий фенпльной и 71-метоксифеннльной групп: желательно было бы обобщить соответствующие данные для корреляций констант а — р уравне ния Гаммета, что могло бы помочь в выборе между этими возмож ными объяснениями.
При использовании о-толнлфснплкетона в качестве субстрата
степень |
асимметрического |
синтеза достигает |
48% |
(табл. 4-1, |
|
№ 14); это указывает па то, что степень |
стереоселектнвности |
||||
заметно |
возрастает, когда |
заместитель |
располагается ближе |
||
к возникающему хпральному центру. Этот |
результат |
согласует |
|||
ся с первоначальным объяснением контроля этих |
асимметрических |
синтезов, основанным на стерическнх факторах. Было бы инте ресно получить результаты, применяя другие субстраты, такие, как мезптилфепнлкетон и 2,4,6-трпметплбеизальдегид. Необходимо обобщить данные, касающиеся стереохимического влияния ряда других субстратов и хнральных индуцирующих агентов, прежде чем удастся правильно объяснить факторы, контролирующие протекаине этого типа асимметрических синтезов. Некоторое сопо ставление результатов, полученных при изучении этой системы (табл. 4-1) и при исследовании асимметрической реакции Рефор
матского (табл. 4-2), дано |
в разд. 4-3. |
4-3. Реакции |
Реформатского |
В старой химической литературе ^имеется обзор [37], посвящен ный препаративным возможностям реакции Реформатского, но без рассмотрения ее стереохимии. Формально реакцию Реформатского можно сравнить с реакцией Гриньяра, в которой цинкорганпческий реагент, полученный из а-галогеноэфира, заменяет реактив Гриньяра. В обеих реакциях возникает новый хиральиый центр, если R-группы различны, как показано на рис. 4-5. Два различ ных пути могут приводить к асимметрическому синтезу. Если карбонильное соединение хпрально, то будет происходить асим метрический синтез того типа, который подчиняется правилу Кра ма. Хотя имеется ряд отдельных примеров таких случаев, систе матических исследований в этом направлении проведено не было (реактив Реформатского не приведен в табл. 3-1—3-7). Если реак тив Реформатского хирален, то будет происходить асимметриче ский синтез с образованием нового хпральпого центра; большин ство примеров относится к реакциям, в которых в сложном эфире имеется хиральный спиртовый остаток. Хотя реакции Гриньяра и Реформатского формально, по-видимому, сходны, в реактиве Гриньяра имеется истинная металлоорганическая связь, тогда
как реактив Реформатского целесообразно представлять в виде енолят-иона (33) или в виде комплекса, в котором галоген (X) и атомы цинка образуют циклическую структуру {34). Поэтому
|
|
|
|
|
ОН |
|
|
|
R " M g B r |
; |
_ ! 5 £ , ч R |
' — С — R " |
|
(Присоединение реак- |
|
1-1 |
|
|
|
|
|
|
тпва Грнпьяра) |
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R' |
|
|
|
|
ОН |
|
|
В й п С Н р С О О ^ |
|
|
_ J , _ C H < |
|
(Реакция Реформатско- |
||
|
R |
f |
C 0 0 E t |
||||
|
|
|
|
|
RI |
|
го) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р н с. 4-5. Формальное |
|
сравнение |
реакции |
Реформатского и присоедине |
|||
|
|
ния реактива Грлньяра. |
|
реакция Реформатского ближе стоит к катализируемой диэтиламиномагннйбромидом альдольной конденсации (разд. 4-2), в ко торой реагент можно представить формулой 35, чем к реакции Гриньяра.
ZnX |
_ Zn |
MgBr |
|
|
H 2 < w ° |
н < 4 ^ 6 |
и ? ч ^ ° |
с |
і |
0 R * |
OR |
OR* |
|
|
|
|
33 |
34 |
35 |
Этот вопрос, однако, можно решить не на основании теоретиче ского рассмотрения, а на основании опытов [38] с использованием оптически активного метил-а-бромпропионата (36), вводя его во взаимодействие с бензальдегидом (37А) или с ацетофеноном (37Б). В обеих реакциях (рис. 4-6) образуются четыре изомера, разде
ленных |
на две диастереомерные пары |
энантиомеров |
(3S и 39). |
В одной |
реакции при использовании |
бензальдегида |
отношение |
38А : 39А найдено равным 37 : 63, причем оба продукта обнаружи вают оптическую активность. Как было найдено, в преобладающем диастереомерном продукте 39А (S, 5)-энантиомер присутствует в 2,2%-ном избытке по сравнению с (Л, /?)-энантиомером. Следова тельно, поскольку главным направлением реакции была рацеми зация, то при реакции в небольшой степени произошла инверсия.
Однако при реакции |
этого же оптически активного |
реагента |
с ацетофеноном (37Б) |
пара диастереомеров (38Б и 39Б) |
образует |
ся в отношении 69 : 31, причем эти продукты оптически недеятель ны. Можно предположить, что первоначально образующийся с сохранением конфигурации цинкорганический реагент переходит
затем в симметричный |
енолят-аннон, который не может привести |
к оптически активным |
продуктам * ) . |
Прп использовании в качестве субстратов рацемического этил- сс-бромпроппоиата и четырех различных кетонов было получено
СООМе |
R |
|
H - C U C H 3 + |
C=O |
^ > |
Br |
Ph |
|
S(-)-36 |
37 |
|
^ • R = H
S,R = CH3
СООМе СООМе
с н 3 — С — н + н — С — С Н , |
|
Н О — С — R R — С —ОН |
|
1 |
I |
Ph |
Ph |
S.R38_ |
R.S-Зв. |
A. 377. Б,69%
СООМе |
|
СООМе |
н — с — с н , + с н , — с — н |
||
НО — С — R |
I |
R — С — О Н |
Ph |
I |
|
|
Ph |
|
,fi,fl-J9 5,5 |
-39. |
Аібз°/о Б,31%
Р и с . 4-6. Сравнительные данные по взаимодействию бепзальдсгнда п аце - тофенопа с оптически активным метил-а-бромпроппонатом в реакции Рефор матского.
приблизительно одинаковое соотношение изомеров трео : эритро [39, 40], а именно для ацетофенопа 70 : 30, для 2-ацетплпафталпна
|
R |
о |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
I |
+ B r C H 2 C - O R * - S U - M , |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ph |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
7 |
|
4° |
CH,COOH |
СНХООН |
|||||
|
J4 R= Н |
- |
I |
2 |
и |
I |
2 |
|
+ R*OH |
||
|
R — С — О Н |
НО — С — R |
|||||||||
|
5,R=Me |
|
|
Ph |
|
|
Ph |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S-41 |
|
R-41 |
|
|
||
Р и с . |
4-7. Асимметрический |
синтез |
иа |
основе |
реакции |
Реформатского |
|||||
|
с |
использованием (—)-ментпл-а-бромацетата. R * = |
(—)-ментил. |
||||||||
70 : 30, для |
2-пропионилнафталина 75 : 25, |
для |
2-ацетил-6-мет- |
||||||||
окспнафталина 75 : 25. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Помимо стереоселектнвного образования R, Л-б1 ,б'-энаптиомер- |
|||||||||||
ной пары по сравнению с образованием R, 5-5,/?-пары |
(или наобо |
||||||||||
рот) |
(рис. 4-6), при осуществлении взаимодействия |
(—)-меитил-сс- |
бромацетата с беизальдегидом или ацетофеноном (рис. 4-7) наблю дается особый тип стереоселектнвиости, соответствующий клас-
*) Ретеп (Retey R . , частное сообщение; см. также сноску в работе [38]) нашел, что реагент, приготовленный из оптически активного метнл - а - бром - пропиопата, дал после обработки формальдегидом пеактпвпую 2-метнл-З- оксппропионовую кислоту.
с в
в
%
1Н
21-І
3н
4н
51-І
61-І
7н
8н
9н
10С Н 3
11СНз
12СН 3
13СНз
14СНз
15СНз
16СНз
17СНз
18СНз
19СНз
20СНз
211-І
22Ы
23 1-І
Асимметрическая |
реакция Реформатского с применением |
|
|||
|
оптически активных |
бром ацетатов а |
|
||
|
|
|
ОН |
|
|
R \ |
|
|
I |
|
|
) С = |
О + BrCHjjCOOR* - > R — С— С Н 2 С О О Н + R * O H |
|
|||
R ' / |
|
|
| |
|
|
|
|
|
R ' |
|
|
|
|
Р-Окснкпслота |
|
||
R ' |
R * |
стерео- |
конфи |
вы Условия реакции |
Лите |
селек- |
рату |
||||
|
|
тпв- |
гура |
ход, |
ра |
|
|
ность", |
ция |
% |
|
|
|
% н . э. |
|
|
|
сс н5 с„н5
С„НВ
Св Нв
С0 Н 5
СоНв СсН 5
С0 Нв
С0 Н 5
C e H s
с„н5
Св На СвН5
C e H s СвН5 С0 Нв СвН6
С 0 Н 5
с0 н5
(—)-Меитпл |
15 |
(—)-Ментпл |
17 |
(—)-Ментпл |
18 |
(—)-Ментпл |
25 |
(—)-Ментнл |
30 |
(—)-Ментпл |
18 |
( — ) - Борнпл |
15 |
(—)-са-Фенхнл |
16 |
( + ) - в т о р - О к - |
2 |
тпл |
29 в |
(—)-Ментип |
|
(—)-Ментпл |
34 |
(—)-Ментпл |
9 |
(—)-Ментпл |
34 |
(—)-Ментпл |
61 |
(—)-Ментил |
44 |
(—)-Ментпл |
31 |
( — ) - Борнпл |
12 |
( — ) - Фепхпл |
7 |
(-\-)-втор-Т5у- |
5 |
ТИЛ г |
|
S |
74 |
_ |
44 |
S |
64 |
Z n B r 2 |
44 |
S |
40 |
Активирован |
44 |
|
|
ный Zn |
|
S |
63 |
Гомогенная |
44 |
|
|
реакция |
|
S |
54 |
Z n ( K - C 3 H 7 ) 2 |
44 |
S |
79 |
РІодацетат |
44 |
R |
76 |
— |
44 |
R |
88 |
— |
44 |
S |
84 |
— |
44 |
S |
64 |
— |
4 1 , 4 3 |
S |
64 |
Б е н з о л , эфир |
43 |
S |
58 |
Т о л у о л |
43 |
S |
37 |
Гомогенная |
43 |
|
|
реакция |
|
S |
68 |
C d ( H - C 3 H 7 ) 2 |
43 |
S |
66 |
Z n ( « - C 3 H 7 ) 2 |
43 |
S |
63 |
M g l 2 -Mg |
43 |
R |
79 |
— |
43 |
R |
56 |
— |
43 |
S |
82 |
— |
43 |
СвН5 |
( - г) - 'і - Метил - |
0 |
— |
80 |
— |
|
гептил Д |
е |
— |
|
— |
СвН„ |
(—)-Ментил |
69 |
|||
н- |
(—)-Ментил |
ж |
— |
58 |
— |
СзН, |
|
ж |
|
|
|
»- |
(—)-Мептил |
|
71 |
|
|
С4Н0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение |
табл. |
4-2 |
|
|
|
|
|
fl-Оксишіслота |
|
|
|
||
|
|
|
|
стерео- |
|
|
|
|
Лите |
|
R |
R ' |
R * |
селек- |
конфи |
вы |
Условия |
реакции |
рату |
|
|
|
|
T H B - |
гура |
ход, |
|
|
ра |
|
|
|
|
ность^, |
ция |
% |
|
|
|
|
|
|
|
% н. 0 . |
|
|
|
|
|
24 |
Н |
н- |
(—)-Мептил |
ж |
— |
84 |
— |
44 |
|
25 |
|
C G I I I 3 |
(—)-Мептпл |
ж |
|
75 |
|
|
44 |
I I |
н- |
|
|
|
|||||
|
|
С зЫ і 7 |
|
|
|
|
|
|
|
Реакции были проведены в растворе бензола D стандартных условиях |
[ 3 7 ] . |
||||||||
Расчет основан |
па |
[сс]^5 |
—19,9° (этанол) для |
(S)-(—)-3-фешш-3-оксппропаіювой |
|||||
кислоты н [ a ] ^ + S,9° |
(этанол) для |
(8)-(-)-)-3-фешіл-3-окспбутановой |
кислоты [31, 4 2 ] . |
||||||
1 ! Реакционную смесь кипятили |
1 ч. При кипячении в течение |
20 |
ч выход |
падает |
|||||
до 5 5 % , а стерсоселсктнвность убывает до 2 6 % и не изменяется при |
добавлении |
G0CI2 |
|||||||
ИЛИ CdBro, но еще больше снижается |
при добавлении MgBra (23%) или ZnBi'2 |
(25%) [ 4 1 ] . |
|||||||
г Действие дп-и-пропилциш;а в гомогенном растворе в эфире приводит |
с 77%-ным |
||||||||
выходом к S-(-)-)-ii30Mepy, |
энантпомерная чистота которого составляет |
5%. |
|
|
|||||
д При примепешш в качестве конденсирующего |
агента ди-н-пропилкадмии |
асим |
|||||||
метрический синтез не происходит. |
|
|
|
|
|
|
|||
е Удельное врапіение |
[а]х> |
—1,20° (с 5,7; этанол). Стереоселектшшость |
не |
извест |
на, поскольку это соединение не было разделено на энантиомеры.
л > Наблюдаемые величины оптического вращения составили 0,05° или еще меньше, но, поскольку эти соединения не были разделены па энантиомеры, степень асимметри ческого синтеза не могла быть установлена.
снческому определению асимметрического синтеза, данному Марквальдом. Этот тип асимметрического синтеза открыли Рейд и Тернер [41, 42], а Пальмер п Рейд [43, 44] распространили его на другие примеры. При использовании бензальдегида (37А) в каче стве карбонильного соединения образуется приблизительно 15% -
ный избыток (S)-(—)-3-окси-3-феиилпропановой |
кислоты |
[S-(—)- |
||
41 А] сравнительно с |
)-изомером. Если таким же |
образом |
||
обработать |
ацетофеион (37В), то образуется |
приблизительно |
||
30%-ный |
избыток |
(5)-(-г-)-3-оксн-3-фенилбутановой |
кислоты |
|
[S-(-\-)-41B] |
по сравнению с R-( —)-нзомером. Данные |
по реак |
циям других хиральных а-бромацетатов приведены в табл. 4-2. Несмотря на то что исходный хиральпый центр в спиртовой группе отделен тремя атомами от возникающего хирального цен тра, находящегося у р-атома углерода, степени стереоселективности весьма значительны. Они обычно выше при реакциях ацетофепона (№ 10—20), чем бензальдегида (№ 1—9). Максимальная величина степени асимметрического синтеза составила 61 % при применении кадмийоргаиического соединения, образующегося из