ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 331
Скачиваний: 0
Для реакции Меериейиа — Поппдорфа — Верлея восстанов ления замещенных беизофеиопа при взаимодействии с дилтилкар бинолом была найдена константа р уравнения Гаммета, оказавшая ся равной 1,296 |15]. Таким образом, повышенный положительный заряд на карбонильном атоме углерода в бензофенопе способ ствует реакции. Это подкрепляет вывод о тоді, что атом водорода с его парой электронов переносится в виде гидрид-иона.
Все стадии [уравнения |
(1)-(4)] обратимы, и, следовательно, |
хотя стереохимия исходного |
соединения и может кинетически |
контролироваться, равновесие наступит, как только реакция дойдет в конечном счете до соотношения энаитиомеров 50 : 50. Таким образом, теоретически количественную оценку стереоселсктнвности в различных реакциях восстановления по Меервейпу — Поппдорфу — Верлего следует проводить путем обратной экстра поляции па стереохимический состав первоначально образовав шегося продукта. Обычно этого не делали, и поэтому имеющиеся данные не всегда могут быть использованы для количественной оценки.
5-1.2. Стереохимнческая модель переходного состояния
Стереохимический ход асимметрического восстановления по Меервейпу — Поппдорфу — Вср.тсю целесообразно представлять так. как показано на рис. 5-1.
В этом случае хиральпый восстанавливающий агент 7 получен из (£)-(+)-метилизопропилкарбииола; субстратом служит метплциклогексилкетон (8). В моделях переходного состояния [9 А и 9Б) изображен только один из нескольких (вероятно, трех) имеющих ся в полимерных алкоголятах атомов алюминия, а другие, кото рые не показаны на схеме, комплексуются с обеими OR-группами. Если OR-группы в 9А и 9Б. которые непосредственно не входят в шестичлеппый цикл переноса водорода, являются хиралышми, то они окажут влияние и на стереохимический результат реакции; однако это будет уже второстепенным влиянием по сравнению с влиянием хирального алкоголята, участвующего в переносе водорода, как изображено на схемах 9^4 и 9G. Логично предполо жить, что переходное состояние 9/J, в котором меньшая метильпая группа реагента находится рядом с большей циклогексильпой группой кетона. а большая изопропильпая группа реагента находится рядом с меньшей метилыюй группой кетона, будет более предпочтительным по сравнению с диастореомерпым переход ным состоянием 9А, в котором обе большие группы и две меньшие группы находятся.в заслоненной конформации. Таким образом, когда исходят из алкоголята алюминия, полученного из (•?)-(+)- метилизопропилкарбинола 7, можно ожидать, что преобладающим
энантиомером при |
восстановлении метилциклогексилкетона 8 |
|
окажется |
(5)-(+)-метилциклогексилкарбинол (11Б; 22% н.э.), |
|
что и подтверждается на опыте [4]. |
||
Представление о том, что лучшая «подгонка», а следовательно, |
||
и меньшая |
энергия |
активации получается при «плотной подгонке» |
|
R O ^ |
/ O R |
|
|
|
, - A k |
|
-> |
|
I K |
4 1 |
' s V C - C H 3 н 3 £ 7 |
с |
с |
|
|
^ \ ' " М е |
||
|
|
|
изо-Рг |
S
8
9А
A I ( O R ) 2
О
I
С.
и30-? г 7
R O ^ |
^ O R |
,AI |
|
о ' ; |
^ о |
•* IK |
ч і |
q ^ - v - c . .
/ V - L \'-ме
С Н 3 / \wo-Pr
|
|
AI(OR)2 |
|
|
|
|
||
|
|
О |
|
|
|
|
|
ОН |
|
|
I |
|
|
с |
|
|
I |
|
|
.с. |
|
|
|
|
|
|
н |
с - 'У |
н |
/ \ |
н |
3 |
с ' _ У |
||
3 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
изо-Рг |
Me |
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ОА |
|
|
|
|
|
//л |
|
|
A I ( O R ) 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
он |
|
|
1 |
|
+ II |
|
|
|
I |
7 |
|
|
с |
|
|
|
|
|
н |
|
/ |
Me |
|
|
СНз |
||
с н 3 |
|
изс-Рг |
|
|
|
|||
|
|
/075 |
|
|
|
|
|
/ / 5 |
Р л с. 5 - 1 . Сравнение моделей переходного состояния прп асимметрическом восстаповлешш по Меервенну — Понндорфу — Верлею.
групп R L и Rs реагента к группам R s и R L субстрата, |
как пока |
||
зано на модели 12Б в противоположность 12А, где группы R L |
— |
||
R L и Rs—R's находятся в «заслоненной |
конформации», |
подтвер |
|
дилось во всех примерах, приведенных |
в табл. 5-1 и |
5-2. |
Это |
РA I ( Oс?R ) z
R L |
Rs |
R L |
|
/2А |
|
І2/1— модель энергетически невыгодыого переходного состояпия
Р, , A U O RЦ) 2
R S |
R L |
R L |
|
|
/ 2 5 |
|
|
12В — модель |
предночтп- |
||
тельного |
переходного |
со- |
|
стояния |
|
|
|
может также служить руководящим принципом для предсказания конфигурации преимущественно образующегося продукта в реак ции восстановления под действием реактива Гриньяра (разд. 5-2), а возможно, и в других системах, в которых существуют аналогич ные 1,3-взаимодействня в циклическом переходном состоянии.
5-1.3. Реакции восстановления под действием хпральиых алкоголятов алюминия
Реакции восстановления, представленные в табл. 5-1, были проведены с применением избытка хирального спирта с каталити ческими количествами алкоголята алюминия в условиях равно весия, которые не являются строго сопоставимыми. В связи с этим
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
5-1 |
|
Реакции |
восстановления |
под |
действием хпральиы х алкоголятов |
алюминия |
||||||||||
|
|
|
ОН |
|
О |
|
|
О |
|
ОН |
|
|
|
|
|
|
|
с |
+ |
с |
|
•* |
с |
+ |
с |
|
|
|
|
|
|
R{ |
К Н |
R, |
|
R s |
Rs |
r ' L |
1 1 |
R L R |
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Образующиеся |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
карбинол |
|
|||
п. п. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
степень |
Лите |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рату |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
конфи |
аснмм. |
ра |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гурация |
синте |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
за, |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% и . э. |
|
|
1 |
СНз |
и з о - С 3 Н 7 |
|
|
СНз |
цнкло-СпНц |
|
S-[+) |
|
|
22 |
4 |
||
2 |
СНз |
C S |
H S |
|
|
СНз |
ыэо - С„Н ) 3 |
|
s-(+) |
|
|
Г> |
4 |
|
3 |
СНз |
C 2 |
H S |
|
|
СНз |
СН2 СН2 С„1-15 |
|
— |
|
0 |
5 |
||
4 |
СНз |
C 2 |
H S |
|
|
СНз |
ліре/д-С4 Но |
|
— |
|
0 |
5 |
||
5 |
СНз |
mpem.-CiH.ri. |
|
|
СНз |
м-С6 Н,з |
|
S-(~) |
|
|
6 |
5 |
||
6 |
1-І |
C H ( C H 3 ) C 2 H 5 |
|
СНз |
C 0 H S |
|
|
— |
|
0 |
17 |
|||
7 |
н |
С Н ( С Н з ) С 2 Н 5 |
|
с в н 5 л - С1С 0 Н 4 |
|
— |
|
0 |
17 |
|||||
8 |
н |
С Н ( С Н з ) С 2 Н 5 |
|
СНз |
с 2 н 5 |
|
|
|
а |
|
а |
17 |
||
9 |
н |
C H ( C H 3 ) C 2 I - I 5 |
|
СНз |
с с н 5 |
|
|
|
а |
|
а |
17 |
||
10 |
и |
С Н ( С Н Э ) С 2 Н 5 |
|
б |
б |
|
|
_ |
а,б |
_ а , б |
17 |
|||
л Указывается, что степень асимметрического |
синтеза |
пысока |
в случае № 8, но |
|||||||||||
низка для Nb 9 н 10. Однако значении не включены в таблицу |
вследствие |
противоречи |
||||||||||||
вости данных, |
приведенных в оригинальной |
статье [ 1 7 ] . Величина |
вращения нспользо- |
|||||||||||
ванного (—)-2-метнлбутанола указана равной [osljgg —10,13°, |
тогда как максимальное |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ос, |
|
|
|
|
|
|
вращение для этого спирта |
равно, |
как известно, [ a ] 3 g g —5,7° |
(без растиорнтеля). Кро- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 п |
те того, |
вращение бутанола-2, |
полученного в опыте .Ni S, |
указывается |
равным |
[ a l ^ g g |
|||||||||
+ 1 3 , 0 8 ° |
и [ а ] | д Й + 8 9 , 6 3 ° , |
тогда |
как для чистого |
(+)-бутаиола-2 в литературе имеются |
||||||||||
другие данные: ГсО^д + 1 3 , 8 2 ° (без растворителя) |
и [ а ] | з 5 |
+ 2 7 , 2 3 ° (без растворителя). |
||||||||||||
Очевидно, данные работы [17] требуют проверки. |
|
|
реакции — З-метнлцикло- |
|||||||||||
''Исходным служил З-метнлцнклогексанол, продукт |
||||||||||||||
гексанол. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
невозможно сделать окончательные выводы при рассмотрении количественных данных. Вполне вероятно, что отсутствие стерео селективности в опытах № 3 и 4 является следствием рацемизации, наступившей в результате установления равновесия.
Результаты опытов № 6 и 7 получили Бейкер и Лини [16], пытавшиеся провести первое асимметрическое восстановление по Меервейну — Лоиндорфу — Верлего, о чем уже упоминалось во введении (разд. 1-1). В качестве восстанавливающего агента при менялся алкоголят алюминия, полученный из первичного спирта
(—)-2-метилбутанола-1, в котором хиральиый центр находится в lj-положении по отношению к атому кислорода. Вследствие этого хиральиый центр не входит в шестичленный цикл в процессе пере носа водорода и поэтому имеются два диастереотопных атома водо рода, находящихся в й-положеиии к атому алюминия, причем лю бой из них может быть вовлечен в стадию восстановления (ср. фор мулы 12А и 12Б, где Rs должна быть атомом водорода, a R£ дол жна включать хиральную группу).
Это как раз та ситуация, которая более подробно рассматривает ся в связи с аналогичными реакциями восстановления под дей ствием реактивов Гриньяра (разд. 5-2). Описаны реакции асим метрического восстановления по Меервейну — Поппдорфу — Вер лего с применением этого реагента [17], однако они требуют провер
ки (см. табл. 5-1, № 8—10, |
примечание |
«а»). |
|
|
5-1.4. Реакции восстановления под действием хираль- |
||||
ных алкоголятов |
магния |
|
|
|
5-1.4а. |
Получение |
хиралъных |
а-дейтсргір |
овинных |
первичных |
спиртов |
|
|
Реакции асимметрического восстановления под действием алко голятов нашли наиболее интересное применение для получения оптически активных первичных а-дейтероспиртов [7, 18—22]. Алкоголяти магния оказались более удобиыми реагентами для этой цели, чем алкоголяты алюминия, причем наиболее широко изучен изобориилоксимагпийбромид (15) [18—24], полученный при взаимодействии (—)-изоборнеола (14) в эфире с реактивом Гринь яра. Восстановление (+)-камфоры (13) литийалюмииийгпдридом приводит с хорошим выходом к (—)-изобориеолу с примесью около 10% эпимериого бориеола. Поскольку борнилоксимагнийбромид не является восстанавливающим агентом в этих условиях [24], то для получения магниевой соли можно непосредственно использо вать смесь изоборнеол — борнеол (90 : 10); при желании можно удалить большую часть бориеола хроматографически на окиси алюминия [25]. В этом варианте реакции восстановления по Меер вейну — Попндорфу — Верлею алкоголят не является катализа-
тором и берется в избытке. Реакция с альдегидами протекает при комнатной температуре, и установление равновесия в значитель ной степени способствует образованию камфоры. Рацемизация
LiAIH4 |
RMgBr |
OMgBr + RH
15
вследствие обратной реакции протекает в минимальной степени, если для реакции подобрать соответствующие условия. Иа рис. 5-2 дана схема восстановления дентеробепзальдсгида (/6') в бепзило- вый-la-D] спирт, в котором содержание /? - ( — ) - Ю превышает содержание ( 5 ) - ( + ) - Л 9 (45% н.э.).
Атом углерода С-2. с которым связан гндроксил в пзоборнилоксипропзводиом. экранирован с одной стороны четвертичным,
|
|
|
MgBr |
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
О |
н.о |
|
|
|
|
- 13 + |
I |
|
|
|
|
|
.С.. |
-ї-н |
|
||
|
|
|
D |
|
|
|
15 |
17А |
18А |
(72,5%) |
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МдВг |
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
із + |
|
к |
|
|
|
|
|
н / |
- с |
|
|
|
|
|
Ph |
|
|
|
|
|
1вБ(27,5%) |
|
|
||
Р и с. 5-2. Восстановление |
деитеробензальцегпда |
под |
действием |
(—)-нзо- |
||
борпилокспмагннйбромпда. |
|
|
|
|
|
|
стоящим в голове моста |
атомом углерода |
(С-1), который |
является |
R L - r p y n n o u , а с другой стороны связан с вторичным метиленовым атомом углерода (С-3), который можно рассматривать как группу R s . Тогда переходное состояние с пониженной энергией должно быть представлено схемой 17А (в которой атом дейтерия субстрата находится против С-1, а фенил — против С-3), а не схемой 17Б (на которой изображена противоположная конформация). И дей ствительно, после гидролиза соли со структурой 18 А в избытке (41—45% и.э.) образуется как раз (й)-(—)-эпаитиомер (табл. 5-2, № 5, 6).