ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 350
Скачиваний: 0
преимущественного образования Д-карбинола, как показано на 66А. Аналогичный анализ для переноса Н в по схемам 66В н 66Г приводит к заключению, что перенос Нв способствует образованию ^-карбинола согласно 66Г. Если бы 66А и 66Г представляли собой зеркальные изображения переходных состояний, а 66Б п 66В были бы также онантиомерпьгаи. то в результате этой реакции можно было бы ожидать образования рацемического продукта, так как стереоселективиость при перепосе H R должна была бы быть равной и противоположной стереоселективиости при перепосе И л . По вследствие наличия хиралытого центра, связанного в ос-положеипн с фепплыюй группой, А п Г являются дпастереомерпымн. а не энантпомерньшп переходными состоя ниями, п поэтому учет всех пространственных взаимодействий в переходных состояниях невозможен; в связи с этим, согласно принципу симметрии, должен образоваться хпральный продукт. Интуитивно пельзя ожидать большой разницы, так как исходный хиральпый центр не находится рядом с возникающим хпралышм центром; следовательно, наблюдаемую степень асимметрического синтеза, равную 25%, следует считать необычно высокой, осо
бенно если учесть апалогичпый |
пример в |
алифатическом |
ряду [90]. |
|
|
Восгппгнов.ичше |
1-даіітероал |
ьдегидов |
При изучении пространственных эффектов в реакции асим метрического переноса водорода на карбонильные соединения наименьшей возможной Rg-группой является атом дейтерия.
Следовательно, |
при |
изучении асимметрического восстановления |
|
1-дейтероальдегидов |
с образованием хиральных первичных 1-дей- |
||
тероеппртов можно добиться максимальной |
разницы между R s |
||
и R L [62. 67, 93]. Результаты таких опытов по асимметрическому |
|||
восстановлению |
под |
действием реактивов |
Грииьяра сведены |
в табл. 5-10, где представлены для сравнения также величины, полученные при восстановлении соответствующих метплкетонов. Во всех случаях преобладающий изомер имел ожидаемую конфи гурацию, предсказанную па основании модели 54.
Неожиданным является то, что степень асимметрического вос становления 1-дейтеротриметилацетальдегида под действием реак тива Грииьяра. приготовленного из 1-хлор-2-метилбутана (12%), существеппо не отличается от величины, полученной в случае метил-77гт?е»г-бутилкетона (13%), тогда как степень асимметриче ского синтеза для а-дейтеробензальдегида (29%) существенно больше, чем для ацетофенона (4%). Тот факт, что величины стереоселективности не высоки, указывает па то, что важную роль, кроме разницы в пространственных объемах Rs- и R X j - r p y n n , играют и другие факторы. Одним из таких факторов должна быть
общая пространственная заполненность переходного состояния.
Впереходных состояниях пространственные взаимодействия
|
|
Таблица 5-10 |
Сравнение |
степен и |
асимметрическог о в о с с т а п о в л е п н я |
(в % |
и . э . |
спирта ) 1 - дейтероальдегидов |
п с о о т в е т с т в у ю щ и х метнлкетоно в
D |
MgCI |
I |
I |
с = о + |
с н 2 |
I |
1 |
R' |
С |
Н |
* R" |
|
R" |
Карбонильное соединение
m / W H - C i H g C D O (mpem - C 4 H 9 COCI - I 3 ) r C 0 H 5 C D O
(С с Н 5 СОСНз) г
а См. [ 9 3 ] .
|
D |
СН, |
|
|
I |
II |
* |
Н — С — ОН + С—R"' |
|||
|
I |
I |
|
|
R' |
R" |
|
Реактив |
Гриньяра |
||
MgCI |
|
|
MgCI |
с н 3 |
|
|
СН, |
|
|
|
| |
с. |
|
|
С |
Н і 'Me |
Н |
і ''Et |
|
El |
|
|
Ph |
12 а |
|
29 е |
|
(13) |
* |
( 7 ) г , д |
|
•19 б |
67 |
с |
|
(4) |
в |
(47) г |
|
б В работе [62] приведена взличпна 1 9 ± 2 % и. э. В од
ном из двух опытов в этой работе была допущена ошибка в расчете при переходе от наблюдаемого к удельному вра щению (стр. 3598, колонка 2; строка і). Более правильная величина равна 1 7 ± 4 % п . э.
п Для сравнения в таблицу включены соответствующие метилкетопы {см. табл. 5-6).
гСм. табл. 5-7.
д Эта величина приведена для асимметрического вос становления под действием 2-феипл-І-прошілмагнпііхлорнда вместо 2-фенпл-1 -бутплмагнпнхлорчда.
еСм. [ 6 8 ] .
должны осуществляться таким образом, чтобы свести к минимуму энергию активации.
Если переходное состояние достаточно подвижно и заполнение пе слишком плотное, то кажущееся различие между двумя такими группами, как дейтерий и тротг-бутил, не может быть намного больше, чем различие между метилом и трет-буптом. Но в слу чае более плотного заполнения влияние различия в объемах
групп может проявиться гораздо сильнее. Очевидно, что необ ходимы дальнейшие исследования в этом направлении. Так, 1-ада- мантапкарбоксальдегид-Ц-D] был восстановлен под действием активных ферментирующих дрожжей в соответствующий 1-ада- мантплкарбипол-Ц-D]. имеющий оптическую чистоту не менее 97%. что было доказано па основании ЯМР-спектров ого О-метил- манделата [94] (ср. табл. 5-9).
Реакции асимметрического восстановления, приводящие к пер вичным 1-дейтеросппртам, могут осуществляться либо путем переноса водорода к дейтероальдегиду, либо путем переноса дейтерия к нормальному в изотопном отношении альдегиду.
сі |
сі |
|
|
Mg |
j . M 9 > . |
|
|
, - с - |
v C - - |
- - С " ' — " V е - - . |
|
трет-Ви \ |
Н \~Ме трст-Ви |
\ 0 |
\'Ме |
D |
El |
Н |
El |
67 А |
67В |
|
|
Модели для более выгодных переходных состояний при образова нии пеопеитплового-П-D] спирта показаны па схемах 67А и 67Б. Переходные состояния, представленные этими моделями, очень близки друг к другу, но не идентичны. В 67А связь С — I I после разрыва образуется снова, тогда как в 67Б разрывается, а затем вновь образуется связь С — D; в первом случае взаимодействие осуществляется .между дейтерием и этилом, а во втором — между водородом и этилом. Хотя перенос дейтерия происходит заметно медленнее (Дани и Уоркеитин [49] нашли, что изотопный эффект дейтерия равен 2,0—2,2 при восстановлении бепзофеноыа под действием 2-метилпропилмагнийхлорида-[2-Б]), априори можно ожидать приблизительно одинаковых стереоселективиостей в этих двух реакциях. Действительно, степень асимметрического восстановления составляла при переносе водорода 12%, а при
переносе дейтерия 36% * ) . Кроме |
того, |
было |
сделано наблюде |
|
ние * * ) , что |
восстановление беизальдегида-Ц-D] под действием |
|||
комплекса |
ЫА1Ы4 -хинин (разд. |
5-3.1) |
дает |
(—)-беизиловый- |
[a-D] спирт |
(30% и. э.), тогда как |
восстановление нормального |
||
в изотопном отношении бензальдегида под действием комплекса 1лАШ4 -хинин приводит к образованию энантиомера с 39% и. э.
На основании этих результатов, по-видимому, можно дать единственно приемлемое объяснение, связанное с привлечением туннельного механизма реакции [96]. Водород, обладая более
*) Наблюдаемые величины вращений в этих опытах были невелики [63], причем эта работа была выполнена еще до разработки газохроматографнческого метода очистки. Результаты следует повторить и метод распространить на другие родственные системы.
**) Данные Оро, Лапеи, Меа и H y a i i приведены в [95] .
длинной волной Де-Бройля, способен переходить от реагента к субстрату, минуя энергетический барьер. Переход водорода между атомами углерода в реагенте и субстрате, когда они еще достаточно далеки друг от друга, может происходить поэтому с гораздо большей вероятностью, чем в случае переноса дейтерия, который в незначительной степени способен к реакции с исполь зованием туннельного механизма. Необходимость для атомов углерода находиться ближе друг к другу для переноса дейтерия сравнительно с переносом водорода должна отразиться на запол нении переходного состояния, а это должно тем самым усиливать влияние пространственных взаимодействий.
Восстановление фенил-трет-бутилкетона под действием (S)-2- фенил-1-бутилдгагиийхлорида (табл. 5-7) по сравнению с восста новлением этого же кетоиа под действием реагента, содержащего дейтерий в Р-положеиип, протекает с одинаковой (в пределах ошибки эксперимента) степенью асимметрического синтеза (16 % по сравнению с 15%) [47]. Это же справедливо и для восстановле ния фенплэтилкетоиа под действием реактива Грипьяра, при готовленного из (+)-1-хлор-2-фепилбутана и (+)-1-хлор-2-фенил-
бутапа-12-D] (54 и |
55 "6 асимметрического |
синтеза соответствен |
но) [97]. Эти две |
реакции нельзя, строго |
говоря, сравнивать |
с восстановлением триметилацетальдегида, представленным моде лями 67А и 67Б. но они дают возможность предполагать, что важным фактором является различие стерпческих взаимодействий И и D , а не различие в переносе Ы и D
«5-3. Восстановление |
под |
действием |
хиралъных металлгидридных |
комплексов |
|
Согласно сообщению Босиербая [98], литийалюминийгидрид (ЛАГ) можно превратить в хиральный литийалюминийалкоксигидрид — реагент, активный в асимметрическом восстановлении; так. реагент, приготовленный из L i A l H 4 и (+)-камфоры (в молярпом отношении 1 : 2), восстанавливал метнлэтилкетон и метил- треш-бутилкетон в соответствующие вторичные карбинолы, обла давшие оптической активностью. Однако впоследствии было показано, что эти результаты были ошибочными [99—101]; опти ческая активность была обусловлена примесью следов камфоры в продукте. Далее было показано [100. 101], что восстановление діетил-нгрепг-бутилкетона реагентом, приготовленным из Ы А Ш 4 и (—)-ментола, также не приводит к асимметрическому восста новлению. Эти первые неудачи были обусловлены тем, что проме жуточное соединение — литийалюминийалкоксигидрид — легко подвергается диспропорционированию (ср. разд. 3-4.2) согласно следующим уравнениям, в которых OR* обозначает хиральную
1 6 - 0 7 7 7
пзооорнплокспили мептилокспгруппу: |
|
|
ІЛЛІ 11/, + [TOR* - > L i A l I I 3 O R * |
-!- H 2 , |
|
2 L i A l H 3 O R * ^ L i A l H 2 ( O R * ) 2 |
+ L i A I I I , . |
|
2 L i A l H 2 ( O R * ) 2 =pt L i A l ( O R * ) 4 |
-|- |
L i A l H 4 . |
Лнтийалюмішпйгндріїд. получающийся в результате этих равновесных реакций, является более активным восстанавли вающим агентом п должен осуществлять ахнральпос восстанов ление. Такая схема может быть справедлива в ряде случаев, но, конечно, не во всех. Недавно было показано, что комплексы
(—)-ментол — ЛАГ п (-|-)-камфора — ЛАГ проводят асимметри ческое восстановление метил- и этплбензоилформиатов |102| (табл. 5-12. № 26 и 27); комплексы (-|-)-борнеол — ЛАГ и (—)-
ментол — |
ЛАГ |
асимметрически |
восстанавливают ряд пмпнов |
[103] (ср. |
табл. |
5-13 и 5-14). а |
сопряженные снпполы [104. 105] |
восстанавливаются в хнральпые аллеповые спирты под действием
комплекса (—)-мептол |
— ЛАГ |
(табл. 9-1). Наконец, недавно |
|||
найдено, что и метилэтилкетоп действительно |
асимметрически |
||||
восстанавливается |
под |
действием |
комплекса |
(-(-)-камфора — |
|
ЛАГ [106]. |
|
|
|
|
|
Червпнка [107] |
установил, |
что |
комплексы, |
образующиеся |
|
пз ЛАГ и амппоеппртов (хинин, хипидии. цинхопип, ципхонидпп, эфедрин), вызывают асимметрическое восстановление. Эти резуль таты получили широкое подтверждение и на других примерах [108—115] (табл. 5-і 1—5-15). Есть основания полагать, что ком плексы аминоспиртов должны обнаруживать меньшую тенденцию к диссоциации и должны быть более стереоселективны, че.м ком плексы моиоатомпых спиртов, таких, как (—)-меитол, (-г)-борнеол или (—)-изобориеол.
Ландор и сотр. [104, 105, 113] показали, что карбонильные соединения асимметрически восстанавливаются под действием реагента, приготовлепиого из литийалюмииийгидрида и дпоксипроизводных моносахаридов. Червипка и Фабриова [116] показа ли, что и монооксипроизводное моносахарида также образует с литийалгомиипйгидридом комплекс, который способен осуще ствлять реакции асимметрического восстановления (табл. 5-17).
Простота экспериментальной методики и доступность хиральных аминоспиртов, а также производных моносахаридов делает этот тип асимметрического восстановления весьма перспективным для препаративного получения оптически активных вторичных спиртов. При использовании основного хиральиого агента с после дующей экстракцией из кислых растворов можно быть уверенным в том, что нейтральный продукт не будет по исосторожности загрязнен примесью оптически активного основания. Оптиче ская чистота продуктов, полученных в этих реакциях восстанов-
