Файл: Моррисон Д. Асимметрические органические реакции.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 335

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

та. То, что эта стереоселектнвность составляет всего лишь 1—2%, является удивительным, так как следует ожидать увеличения сте­ реоселектнвности при замене фенильной группы на пафтильиую. Как видно из примеров реакций восстановления № 2 и (5. а также № 1 п 7, замена фенила на а-нафтил приводит к а-оксп-а'-нафтил- уксусиой кислоте, знак вращения которой противоположен знаку вращения сс-оксифепилуксусной кислоты. Если предположить, что обе эти кислоты с .противоположными знаками вращения имеют одинаковую абсолютную конфигурацию, то результаты, приве­ денные в примерах № 5 и 6. можно объяснить, используя модели, приведенные на рис. 5-4. в которых фенил нужно заменить па а-пафтнл.

Примеры № 8 и 9 в табл. 5-3 представляют особый интерес, так как здесь н реагент, и субстрат хпральиы. Можно ожидать, что асимметрический синтез, который контролируется (—)-ментилыюй группой в сложном эфире, будет протекать согласно правилу Пре­ лога с образованием (5)-(+)-мипдальной кислоты (см. примеры в табл. 2-4). Кроме того, поскольку действие (—)-ментоксимагний- бромида на ахиральиуго беизоилмуравьиную кислоту дает (S)- (-т-)-пзомер (табл. 5-3, № 1), чего и следовало ожидать на основании модели 26В па рис. 5-4, то естественно, что оба эти контролирую­ щих фактора должны усиливать друг друга, приводя к особенно высокой степени стереоселектнвности. Как видно из данных, при­ веденных в табл. 5-3 (№ 9), степень асимметрического синтеза была

наибольшей

( 4 1 % н.э.)

в этом ряду реакций, но

образовался

в избытке

совершенно

неожиданно R-(—)-изомер!

Можно пола­

гать, что карбомеитокси-группа имеет эффективный объем не мень­ ше, чем у фенильной группы, что и приводит к обращению направ­ ления асимметрического синтеза, по это должно означать, что оба контролирующих фактора действуют в противоположных направ­ лениях, а вследствие этого следует ожидать снижения степени стереоселектнвности. Совершенно очевидно, что эти простые моде­ ли неприменимы к более сложным примерам, в которых хиральны как субстрат, так и реагент (ср. также табл. 5-12, № 28, 29 и разд. 5-3.1 для других примеров «двойной асимметрической индукции»).

5-1.4:в.

Восстановление

йІ-2-(о-толил)

цикл

огенсаиона

 

Восстановление 2-(о-толил)циклогексаноиа под действием (—)- изоборнилоксимагнийбромида [29—31] *) представляет особый интерес потому, что в этом примере хиральны как субстрат, так и восстанавливающий агент. Это служит примером восстановле­ ния хиральных циклических кетонов под действием хиральных

*) Дополпптельные детали, касающиеся разделения о-толплцпклогек- санола, приведены в работе [32] .


реагентов, хотя в действительности в качестве исходного соедине­ ния был использован рацемический кетон. Продукт 2-(о-толил)- цпклогексапол представлял собой смесь 92% цис- и 8% транс- пзомсров. г/мс-Дпастереомер содержит приблизительно 2%-пый

Л5

R.R

и S.S,9Z%

R,SuS,R,e%

 

(Z%

н.э. R,R)

(% и.э. не

известен)

избыток R. Л-изомера но отношению к £,£-изомеру * ) . Если предположит!), что реакция проходит на 100%, когда исходят из чистого (і?)-2-(о-толил)цпклогексапона. то должны получиться с выходом 9-4% 7?,7?-пзомер п с выходом 6% /?..5-нзомер. Таким образом, преобладающим стереохпмнчески контролирующим фак­ тором в образовании г/г/с-нзомера является аксиально-экватори­ альная атака (разд. 3-4). а не хнральиость восстанавливающего агента. Было бы интересным определить величину оптического выхода для шрянг-пзомера продукта, которая может оказаться совершенно отличной от величины, полученной для г;»с-продукта.

5-1.5. Реакция типа восстановления по Меервенну —

Понидорфу — Верлею с использованием хирального алкоксиалюмштйдихлорнда

Реагент, полученный из 4 молей хирального спирта, 1 моля литийалюминийгидрида и 3 молей хлористого алюмипия, пред­ ставляет собой другой тип асимметрического восстанавливающего агента [33—36]. Предполагается, что этот реагент представляет собой алкоксиалюминийдихлорид (A1C12 0R*), который образуется согласно следующим уравнениям:

Li А1Н4 + 4R*OH Li Al(OR*)4 + 4Н 2 ) Li AI (OR*) І -!- ЗАІСІз - > LiCl + 4A1CLOR*.

Это более удобный восстанавливающий агент, чем стандартный реа­ гент Меервейна — Понидорфа — Верлея. Он отличается от реаген­ та, полученного из 1 моля литийалюминийгидрида и менее 4 мо­ лей хирального спирта, рассмотренного в разд. 5-3.

Стереоселективность этого реагента — алкоксиалюмншшдихлорида — колеблется незначительно при получении его смешпва-

*) Процспт асимметрического синтеза можно было оценить лишь п р и ­ близительно, поскольку опубликованные данные по оптическому вращению, полученные из опытов по разделению [31], прпведепы для метанола как рас ­ творителя, а оптическое вращеппе продукта в опытах но асимметрическому синтезу измерено в этаноле.


 

 

 

 

 

 

Таблица

5-4

 

Реакции

в о с с т а н о в л е ш ш карбопильной группы

под

действием

 

 

 

хиральных

алкокспалтомштйдихлоридов

а

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Карбинол

 

Л*

R *

реагента

R - C O R '

 

 

конфи­

Лите­

И . П .

 

 

 

% «• а-

гура­

ратура

 

 

 

 

 

 

ция

 

1

 

 

С Ы 3 С О С 2 Н 5

 

 

R

33

2

 

 

СН3СОС2Н5

1 - 3

R

34

3

 

 

С1Т3 СО-изо-С4 И0

5 - 6

R

34

4

 

 

С Н 3 С О - и з о - С 3 Н 7

12—16

R

34

5

 

 

С Ы 3 С О - 7 г е р е т - С 4 Н 9

22

 

R

33

6

 

 

CH3 CO-mpe7?i-C4 Ho

12—18

R

34

7

- (—)-11зоборппл б

С 0 Н 5 С О С Н 3

19—25

R

34

8

 

 

C G I I 5 C O C 2 H 5

3 5 - 3 8

R

34

9

 

 

С 6 Н 5 СО - мзо - С 4 Но

45—67

R

34

10

 

 

С в Н 5 С О - и з о - С 3 Н 7

6 6 - 7 0

R

34

11

 

 

С с Н 5 СО - /н / > е т - С 4 Н 0

23

 

R

36

12

 

 

С в Н 5 С О С в Н „

40

 

R

36

13

 

 

С 0 Н 5 С О С О О Н

7

 

S

35

14

[—)-Боринл

С 6 Н 5 С О С О О Н

52

 

S

35

15

(—)-Мсптнл

С0Н5СОСООН

1

 

S

35

16

( — ) - Изоборпнл

С 0 Ы 5 С О С О О С 2 Н 3

14—17

S

35

17

( — ) - Борннл

C G H 5 C O C O O C 2 H 5

9

S

35

18

(—)-Ментил

C G H 5 C O C O O C 2 H 5

4

 

S

35

19

(—)-Изобормпл

C G H 5 C O C N

2 - 4

S

35

20

( — ) - Борннл

CJI5COCN

9

S

35

J

Восстановление проводилось по методу А, описанному в работе [ 3 4 ] .

 

б Этот реагент представляет couofi смесь приблизительно

9 0 %

изоборнпла

п 10%.

борнпла; спирт был получен восстановлением камфоры под действием

лнтшїалюмнннп-

гидрпда.

 

 

 

 

 

 

пием хлористого алюминия с эфирным раствором литийалгоминийгидрида с последующим введением хиральиого спирта (метод А) или добавлением литийалюминийгидрида к хиралы-юму спирту с образованием тетраалкоксилитийалюминия с последующим добавлением эфирного раствора хлористого алюминия (метод Б). При добавлении исходного кетопа к предварительно приготовлен­ ному тетраалкоксилитийалюмииию в обычных условиях восстанов­ ление ие протекает, если же к такой смеси добавить хлористый алюминий (метод В), то начинается восстановление, но стереоселек-


тііпііость реакции совершенно отлична от стерсоселективиости, наблюдающейся прп проведении реакции по .методу А или Б.

В табл. 5-4 сведены результаты, полученные при проведении реакции по методу А. Преобладающие продукты, приведенные в этой таблице, имеют конфигурацию, которую п следовало ожи­ дать, принимая во внимание те же пространственные факторы, что были рассмотрены и при восстановлении по Месрвейпу — Поігндорфу — Верлего (ср. формулы 12,17, 26А). Степени асимметриче­ ского синтеза достигают максимальной величины 70% прп вос­ становлении фепилизопропплкетона под действием реагента, при­ готовленного из пзоборнеола. Степени асимметрического синтеза в случае фенплалкплкетопов очень близки к величинам, получен­ ным для соответствующих реакций восстановления под действием реактивов Грпньяра (см. ниже табл. 5-7). Важно отметить, что в обоих типах реакций асимметрического восстановления стереоселективность возрастает при переходе от фепгьтэтп.ткетопа к фепилпзопропилкетопу, по убывает при переходе от фонилизонропилкетопа к феннл-треш-бутплкетону. Попытки дать объяснение это­

му явлению [30] обсуждаются ниже

в разд. 5-2.3.

 

5-1.6. Реакции типа восстановления по .Меервейну —

Поїшдорфу — Верлею с

использованием

хиралышх

алкоголятов щелочных

металлов

 

Еще до открытия реакции асимметрического восстановления по

Меервейпу — Поїшдорфу — Верлею

под действием

алкоголята

алюминия Дерпнг и Ашнер *) сообщили, что в растворе бензола алкоголят натрия, полученный из (—)-2-метилбутапола-1, вызы­ вает восстановление фепилизопропплкетона в (—)-феиилизопропил- карбпиол (2% н.э.). Было высказано предположение, что в бензо­ ле алкоголят натрия образует связанную ионную пару и действует

.аналогично алюминию или магнию с образованием катиоиового мостика в шестичлениом переходном состоянии, аналогичном 4\\17, однако против этого говорит тот факт, что алкоголят алюминия, полученный из (—)-2-метилбутапола-1, оказывается неактивным в асимметрическом восстановлении [16]. Реагент, приготовленный из первичпого спирта. (—)-2-метилбутанола-1, представляет собой особый случай, поскольку у а-атома углерода имеются диастерео-

топпые атомы водорода, каждый из которых

может участвовать

в переносе. Таким образом, хиральиый центр

восстанавливающего

агента не входит непосредственно в шестичленпый цикл переход­ ного состояния. Аналогичное явление рассмотрено подробно в разд. 5-1.3 и 5.-2.3г.

*) Статьи была представлена 17 сентября 1947 г. на 112-м Собрании Американского химического общества (рефераты, стр. 216;) сноска на нее дана в работе [ 3 ] .


п . II.

1

2

3

4

5

6

СНз

СНз mpem-Cjllg

с„н5

С.Н5 С.НЦ

Реакции асимметрическог о восстановления по Меервейпу — Понндорфу — Верлею под действием алкоголятов калия а . 6

R * O K

*

R s C O R L

^ R s C H O H R L

Кетон

Оптическая активность продукта реакции восстановления под действием

Св Н и

а- С 1 0 Н 7

с,н5

о-С1-13 С0 Н4

а- С 1 0 Н 7

св н5

СНз

( S K - l - ) - C H O K а

С(СН3

S-(-j-) 0 . 52"

S - ( - )

1,70

г

S-(-)

4,70

Д

S-{-]-)

1,50

с

S-(-)

4,95е

S-(-)

5,77

ж

 

СН3

( S ) - ( - ) - C H O K а

 

1

 

св нв

 

0,42 в

S - ( - )

1,05 г

S-(-)

4,03Д

Д - ( - )

1,38 е

/? - (+ )

3,18 е

S - ( - )

^ . 5 5 ж

( — ) - ХИН1Ш ^

mpcmCiHoOK

_

 

S-(-j-)

1,79 е

S - ( - )

4,72 с

 

( + ) - Х Ш Ш Д И 1 1 G

+

rapem-CiHgOK

 

_

 

-

 

R-(-)

1,78 c

Д - ( + )

1,53 с

 

a

Данные взяты из работы

[ 3 7 ] , вращение измерено в этаноле,

 

 

 

 

 

б Данные взяты из работы

[ 3 8 ] ; вращение измерено в этаноле.

 

 

 

 

 

в

Максимальное удельное

вращение

[cc]]j

5,0° (без растворителя).

 

 

 

 

г

Максимальное удельное

 

вращение

[a]]j°

7 6" (этанол).

 

 

 

 

 

Д Следует отметить, что в качестве R ^ и R g выступают фенил

и трет-бутіт

соответственно

в противоположность

предположе­

ниям,

принятым

п работе

[ 3 7 ] , где пришли

к неверному заключению о Я-конфнгурацин (—)-продукта.

Максимальное удельное вра­

щение

[га]р ЗІІ,2°

(эфир);

30,6°

 

(ацетон);

2 7

, 3 " (бензол) (для этанола данные отсутствуют).

 

 

 

е

Максимальное вращение не известно;

абсолютная конфигурация выведена

на основании

данных, приведенных

в настоящей

таблице и и табл.

5-12, а также на основании других эмпирических

корреляций.

 

 

 

 

ж

Максимальное удельное

вращение

[ u ] f f -|-37,(>° (эфир), [ajjj°

+ 2 2 3 (бензол) (для этанола данные

отсутствуют).