ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 337
Скачиваний: 0
Червинка п сотр. [37, 38] нашли, что реакции асимметрического
восстановления |
легко осуществляются |
в |
бензольном растворе |
при использовании: алкоголятов калия следующих соединений: |
|||
( £ ) - (+) - метил - трт - бутнл карбинола, |
(S)-(—)-метидфепил карби |
||
нола, (—)-хпнипа |
и (-г)-хпнндииа. В табл. |
5-5 (№ 1—3 и 6) в тех |
случаях, когда конфигурации образующихся карбинолов извест ны, эпантиомер, получающийся в избытке, оказывался как раз тем, который можно было ожидать иа основании моделей 12А и 12Б [с заменой АІ (OR) 2 иа К ] . Однако в примерах № 4 и 5 чисто али фатический реагент, полученный из метпл-н?ре?/і-бутилкарбпиола, приводит к (б')-карбпнолам, тогда как реагент из метилфепнлкарбппола приводит к образованию (Л)-карбинолов. По-впдп.мому, существует дополнительное электронное взаимодействие в резуль тате введения ароматических колец как в субстрат, так и в реагент (ср. разд. 5-2. За). Алкоголят калия, приготовленный из (—)-хнни- на и (-Ь)-хннпдпиа, которые имеют противоположные конфигура ции по С-8 и С-9, привел, как и ожидалось, к энантиомериым про дуктам. Степень асимметрического синтеза, по-видимому, изменя лась от 1 до 25%, но точно она не могла быть определена, так как наблюдаемые величины оптического вращения приведены не для тех растворителей, для которых известны вращения чистых эиантиомеров.
|
Показано |
[39], что под действием хирального литнй-(і?)-(—)- |
|
(а-метплбепзил)аішлпда |
фепнл-а-нафтплкетон восстанавливается |
||
в |
оптически |
активный |
карбинол точно таким же образом, как |
и |
прп реакции Меервейпа — Понидорфа — Верлея. Оптическое |
вращение карбинола составляло [а]Е -г35,5° (с 1; ацетон) при про ведении реакции в эфире и [ a ] D +3,6° (с 1; ацетон) при проведении реакции в среде тетрагидрофураиа. Максимальное вращение про дукта неизвестно. Восстановления феггал-л-бпфенилкетоиа не наблюдалось, что указывало на незначительную роль простран ственных затруднений в «-положении аналогично асимметриче скому восстановлению под действием реактивов Гриньяра (ср. стр. 225 и сл.).
5-1.7. Использование реакции асимметрического восстановления по Меервенну — Поїшдорфу — Верлею для определения конфигурации производных бифеннла
Обсуждение реакций восстановления, близких к реакции Меервейна — Понндорфа — Верлея, которые представляют собой час тичное кинетическое разделение рацемата, а не асимметрический синтез, тесно связано с рассматриваемыми нами реакциями. Мислоу и сотр. [40—43] использовали восстановление под действием хирального алкоголята рацемических мостиковых кетонов ряда бифенила, таких, как , 1"-динитро-1,2,3,4-дибенз-1,3-цикло-
гептадиеноиа-6-(,27), для установления абсолютной конфигурации мостиковых бифенилов и их производных. R- и биформы кетона (27) и соответствующего карбинола (28) приведены на рис. 5-5.
Важно подчеркнуть, что хиральность спирта (28) определяется диссимметрией бифеиилыюй системы, а не центром, содержащим
Р н с. 5-5. Конфигурация эпантпомерних ( R ) - п (5)-4',1"-дпптітро-1,2,3,4- дпоепзцнклогсптадпен-1,3-онов-6 н 4', 1"-дпнптро-1,2,3,4-днбеизциклогепта- дпои-1,3-олов-6.
гидроксил. Это с очевидностью следует из моделей: взаимная за мена положений Н и ОН в «стоящей» формуле (R-28) эквивалентна рассмотрению структуры из-за плоскости чертежа вместо рассмо трения спереди, как показано на рис. 5-5, и не вызывает инверсии конфигурации молекулы. Указанная реакция восстановления соединения R-27 приводит только к одному спирту, а именно к R-28, независимо от того, с какой стороны происходит атака карбо нильной группы. Установлено, что восстановление чистого ( + ) - изомера 27 дает (+)-2S. Следовательно, кетой и карбинол с одина ковой абсолютной аксиальной диссимметрией имеют одинаковые знаки оптического вращения.
Частичное восстановление рацемического кетона R.S-27 под действием (5)-(-|-)-метил-?пре7?і-бутилкарбннола в присутствии ттіре»г-бутилата алюминия дает карбинол (28), обладающий (—)- вращением, а возвращенный непрореагировавший кетой приобре тает (+)-вращение. Современные представления о механизме восстановления по Меервейну — Понидорфу — В ерлею позволяют с определенностью установить, какой изомер будет быстрее восста навливаться под действием алкоголята алюминпя (29), получен ного из (6,)-(+)-метил-??гре??г-бутилкарбинола. В ЗОА (рис. 5-6) объемистая mpm-бутильная группа противостоит водороду в ме-
тилеыовой группе, тогда как меньшая по размерам метальная группа перекрывается с фенильной группой. В ЗОБ наблюдается обратная картина. Значительно больше пространственных взаимо действий должно быть с выступающим фенилытым кольцом, чем
|
AlV3 |
|
|
29 |
О |
( - ) - Я - 27 |
I |
|
|
,CJUe — |
С ч |
_ утрет - В и
Н
O2N N0,
JOA
| быстрее
02 N
|
|
(-)-R-Zd |
избытке |
(+)-S-2e |
|
|||
|
|
образуется |
в |
|
|
|
||
Р п с. |
5-6. |
Стереохимнческнп |
анализ |
взаимодействий |
п реакции посстанов- |
|||
лення |
по |
М е е р в е й н у — |
П о ш щ о р ф у — |
Верлею |
( - г) - 4',1" - дншітро - 1,2,3,4 - |
|||
днбепзциклогептаднен-1,3-опа-6 |
(27) |
в |
соответствующий слпрт-6 (28) под |
|||||
действием |
(5, )-(-|-)-'х-шррт-бутіілзтіілата |
алюминия |
|
(29). |
с водородом метилеиовой группы (это хорошо видно на моделях), и, следовательно, переходное состояние 30А явно более выгодно. Согласно этому, кетой R-27 реагирует быстрее, чем S-27, в начале реакции, и преимущественно образуется карбинол R-28. Посколь ку неполное восстановление в этой реакции дает продукт, обога щенный (—)-карбинолом, а остающийся иепрореагировавший ке тон обогащается (+)-изомером, (—)-карбинол 28 имеет /?-коифигу- рацито. а (+)-кетон 27 имеет ^-конфигурацию. Как известно в настоящее время, эти конфигурации согласуются с конфигура циями, установленными другими методами [40—43].
5-2. Реакции |
асимметрического |
|
восстановлении |
под действием |
реактивов |
Гриньяра |
|
|
5-2.1. Введение. Представление о механизме
Основным направлением действия реактива Гриньяра на кар бонильные соединения является часто восстановление * ) , а не
*) Обзор по реакциям восстановления карбонильных соединений под действием реактивов Гриньяра см. в работе [44] .
присоединение, что показано на следующей |
схеме: |
|
|
O M gX |
|
|
|
R 2 C — C H 2 C H R 2 |
(присоединение) |
|
|
R 2 C = О -|- R ^ C H C H 2 M g X |
|
|
|
R , C H + R2 G = C H 2 |
(восстановление) |
||
O M g X |
|
|
|
Реакция восстановления была обнаружена |
еще |
Гринъяром |
[45], |
а в 1929 г. Конэнт и Блэтт [46] нашли, что |
восстановлению |
спо |
|
собствует применение пространственно затрудненных кетонов |
[31). |
Уитмор и Джордж [47] указали на связь между степенью восста новления диизопропилкетона и наличием атомов водорода у (3-ато- ма углерода в реактиве Гриньяра (32). Особенно поразителен тот факт, что реактив Гриньяра, содержащий неопентильную группу, в которой нет (3-атомов водорода, не вызывает восстановления, тогда как реактив Гриньяра с третп-бутильной группой, в кото рой имеется девять р-атомов водорода, обусловливает восстанов ление с выходом 95% . На основании этих наблюдений Уитмор предположил * ) , что реакция восстановления под действием реактивов Гриньяра протекает в результате обратимого образо вания комплекса 33, в котором затем происходит перенос водорода от реагента к субстрату. Пространственная затрудненность карбо нильной группы в 31 подавляет реакцию присоединения и способ
ствует |
переносу атома водорода, занимающего |
малый объем, от |
|||||
Р-атома |
углерода |
в реактиве |
Гриньяра, |
как |
показано |
в 34Б, |
|
с образованием алкоголята магния (35) |
и олефина (36). Конечный |
||||||
результат после |
гидролиза |
состоит |
в |
восстановлении |
кетона |
в карбинол под действием реактива Гриньяра, который окисляет ся до олефина. Образование эквивалентных количеств олефина и карбинола было продемонстрировано неоднократно. Кроме того, перенос исключительно только р-водорода был впоследствии дока зан опытами с применением дейтерия [49]. Сходство механизмов реакции восстановления по Меервейну — Понндорфу — Верлего и под действием реактива Гриньяра очевидно. Однако основное различие механизмов состоит в том, что реакция Гриньяра в зна чительной степени необратима в противоположность равновесному процессу переноса водорода с применением алкоголятов.
Вавои и сотрудники впервые осуществили асимметрическое восстановление под действием реактивов Гриньяра при восстанов лении ацетофеиопа (38) реагентом 37, приготовленным из «пииенгидрохлорида» [50], с образованием (Л)-(-|-)-метилфенилкар- бииола (40) (30% н.э.). Этот реагент состоит из смеси борнил-
*) Сообщение иа 143-м Собрании Американского химического общества (апрель, 1943). Подробное изложение работы дано в работе [48] .
и нзооорыплмапшнхлорида; предполагается, что активным вос станавливающим агентом является часть реагента, содержащая пзоборнилытую группу (37) (ср. разд. 5-2.Зв). Эта реакция была распространена па ряд алкнлфеиилкотонов [51], однако по было сделано попыток пи интерпретировать эти реакции с точки зрения
|
|
Мд |
|
|
|
О |
СН2 |
|
|
R - C - H |
II |
R — |
|
С—R |
|
|
I |
I |
|
|
|
R |
R |
34 А |
34 Б |
35 |
36 |
Р п с. 5-7. Механизм реакции |
восстановления иод |
действием |
реактива |
Гриньяра |
(по Унтмору) . |
|
|
механизма с циклическим переносом водорода, ни проанализиро вать факторы, контролирующие асимметрический синтез: была лишь установлена связь между стерпческимп препятствиями, создавае мыми молекулами реагирующих кетонов, и степенью асимметри ческого восстаповления.
н о » — С—»н Ph
37 |
38 |
39 |
40 |
Первая серия работ, специально посвященных изучению приро ды этой реакции и попыткам использовать ее как средство для изу чения факторов, влияющих на переходное состояние при реакции асимметрического восстановления, была опубликована в 1950 г. [52]. В этих первых работах применялся реактив Гриньяра, полу ченный из (5, )-(-т -)-1-хлор-2-метилбутана, который имел один асим метрический центр в В-положении по отношению к атому магния. Восстановление метил-тере/га-бутилкетона (41) иод действием этого реагента (42) представлено на рис. 5-8. Реагент может атаковать карбонильную группу с любой энаитиотоппой стороны с образова нием переходных состояний 43А и 43Б. Поскольку переходные состояния являются диастереомерпыми, то скорости обеих реак-