Файл: Моррисон Д. Асимметрические органические реакции.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 354

Скачиваний: 0

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

телей. Такое обращение наблюдается и при изменении темпера­ туры при проведении реакции в диоксаие. Кроме того, при вос­ становлении енаминов (табл. 5-J3) наблюдается обращение стереохимического хода реакции при изменении соотношения ЛАГ : : хинин. Далее, из метплалкилкетопов образуются б'-карбнполы, тогда как метиларилкетопы приводят в тех же условиях к /?-кар- бпполам (табл. 5-12, № 1-10). Таким образом, установление кон­ фигурационных соотношений, основанных на этом эмпирическом методе, мало надежно, если только изучаемые соединения не при­ надлежат к близким рядам или не будут получены дополнитель­ ные данные.

Трудно установить

количественные

соотношения, зависящие

от эффективного объема

заместителей R s

и R L , связанных с кар­

бонильной группой. Например, степень асимметрического восста­ новления убывает по мере увеличения разницы в эффективных объемах в ряду метплфенилкетон (48%), метилмезитплкетон (41%) и метил-2,4,В-трициклофенилкетон (16%). В то же время степень асимметрического восстановления убывает по мере того, как объемы заместителей при карбонильной группе приближают­ ся по размерам друг к другу в ряду метплфенилкетон (48%), цнклогексилфеиилкетон (26%) и mpe/n-бутплфепилкетон (2%).

Помимо различия в пространственном размере замещающих групп, имеются, конечно, и дополнительные факторы, которые также важны в определении степени стереоселектнвпости этих реакций.

В пользу пространственных представлений, однако, говорпт тот факт, что ?г-метил- и /г-метоксибензофенон, где заместитель, который определяет хиральпость центра, связанного с гидроксилом. фактически удален от него, дают оптически неактивные про­ дукты восстановления, тогда как восстановление о-метилбепзофе- нона. в котором метильпая группа находится непосредственно у возникающего хирального центра, приводит к оптически активпому продукту (3% и. э.). В то же время 6-метоксигруппа в (—)- хинине или в (+)-хшшдиие, которая удалена от хирального цен­ тра реагентов, оказывает большое влияние на стереоселектив-

пость

по сравнению с

незамещенными (—)-циихоиидииом

или

(+)-цинхонином.

 

 

 

С изменением температуры от 0 до 60 °С степень асимметриче­

ского

восстановления

ацетофенона под

действием комплекса

ЛАГ — хинин в среде

тетрагидрофурана

увеличивается

от 2

до 9%. Из этих данных для конкурирующих переходных состоя­

ний вычислена

величина AAG*, равная

—2,05

кал/моль

(—8,58 Дж/моль). Однако в среде диоксаиа отмечен

обратный

ход стереоселектнвпости при изменении температуры

от

60 до

105 °С, что приводит к преимущественному

образованию

б'-изо-

мера (2% и. э.)

вместо Л-изомера ( 1 1 % и. э.).

 

 

 


5-3.2. Асимметрическое восстановление еиамннов

II ІШШІІОВ

Червштка [37, 107] показал, что епамииы [113] и пмииы [ 103] могут быть восстановлены: в оптически активные амины под дей­ ствием ЛАГ. если его сначала обработать хиралышм спиртом,

 

 

Таблица. 5-13

А с и м м е т р и ч е с к о е

восстановлени е

2 - замещеппы х

N - метил - Д1 - тетрагндрошірндннш'іпсрхлорато в

под действие м

реагент а 1ЛАШ 4

( — ) - менто л а

 

 

 

 

 

I

I R

 

 

 

 

I) L i A l H j ( O R ) * I

I /

 

 

 

N +

 

 

 

 

 

 

 

 

M e C l O j

 

 

 

M e

 

 

 

 

73

 

 

 

7-1

 

 

 

 

 

 

2-Замеіценньп'і

N-метнлшшеридіш 7 4

.V»

 

растворитель: эфир

растворитель: ТТФ

R

 

 

 

 

 

 

 

П. n .

 

 

 

конфигу­

 

 

конфигу­

 

 

 

 

 

[ a ] D . - °

 

 

 

 

 

рация

рация

 

 

 

 

 

 

 

1

C H 3

+

0,69

 

S

 

 

 

2

C 3 I I 5

+ 2 , 2 0

 

 

3

H-C3H7

+ 9 , 4 9

б

S

 

1,24 в

S

4

H - C 5 H n

 

 

+

1,83

5

C 6 H 5 г, 4

— 1,55

г

- 0 , 8 9

6

CH9CGH5

+

1,02

 

 

7

C H 2 C H 2 C 6 H 5

 

 

+

0,48

S

8

a - C 1 0 H 7

+ 0 , 4 8

 

 

Данные взяты из работы [113] . Отношение L i A l H j : (—)-ментол : субстрат равнялось і : 1,1 : 0,5, за исключением примера с R = л-СдН7, где оно было равно 1 : 1,1 : 1.

6

8

12% и. о.

1,6% н. з.

г Наблюдаемое вращение равнялось + 7 , 3 4 е

при молярном отноше-

нпп LJA1H4 : (—)-ментол, равном 1 : 2.

 

дПри применении реагента LiAlHii—(-Н-борнеол (1 : 1) вращение

равно - 0 , 7 1 ° , а с реагентом ІЛАІЩ—(+)-камфора (1 : 1) вращение равно - 1 , 8 8 ° .

например (—)-ментолом. Примесь к основному продукту асим­ метрического восстановления нейтрального хиральиого инду­ цирующего агента можно исключить экстракцией кислого рас­ твора. Эта асимметрическая реакция была впервые использо­ вана в восстановлении 2-замещепных /У-метил-Д1 -тетрагидро-


ішридппипперхлоратов (73, табл.

5-13),

а затем распространена

на

аналоги

дигидропиррола

(75, табл.

5-14). Эти соли еиамипов

не растворяются

в эфире, и, следовательно,

эти реакции в основ­

ном гетерогениы.

 

 

 

 

 

 

П;І данных,

приведенных

в табл. 5-14, видно, что соотноше­

ние

LiAIH/,

и

(—)-ментола

в

хира льном

восстанавливающем

агенте является

решающим при определении как знака вращения,

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

5-14

 

В л и я н и е

с о о т н о ш е н и я ІЛАІН4 — менто л

на

стереоселективпост ь

восстановлени я 1 - метнл - 2 - алкнл - Ді - діігндрошірролншіігаерхлорато в

[113]

 

 

 

 

75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отно­

 

 

R =

C2H5

R = M - C 3 H 7 R

=

изо - С 3 Н 7

R == СН 2 СвН 5

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шение

Реагент 0

 

 

 

 

 

 

 

 

конфи­

 

 

vu:

11

 

 

[ a ] D

 

 

 

 

 

 

гура­

%

11. 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ция

 

 

3

: 1

[ L i A l H 3 O R

*]

+

6,18°

+

1,32°

- 1 , 6 5 °

+ 4 , 7 5

R

6

2

: 2

( U A 1 H 2 ( 0 R * ) ,

+

3,38°

+

1,10°

+

1,28°

— 1,3 2

S

1,5

1

: 3

[ L i A l H ( O R * ) 3 ]

- 0 , 4 0 °

 

 

- 0 , 3 8

S

0,5

 

 

Рассчитано при [a]g> - 7 8 , 5 °

(иез растворителя). Максимальное вращение полу­

чено расщеплением рацемата через днСензонлтартрат

[ 1 1 3 ] .

 

 

 

 

 

0

Приведенные

формулы

показывают

только

соотношения LiAlEU—(—)-мептол

( R * O H ) ,

но не отражают действительной структуры

этих комплексов.

 

 

 

так и количественного выхода продукта

асимметрического восста­

новления. Так как наибольшая

стереоселективность,

а

также

самый высокий общий выход обычно получаются при молярном

соотношении

ЛАГ:меитол 1 : 1 , то

все последующие

реакции

проводились в стандартных условиях

с использованием

реагента

этого состава,

который можно представить в виде

A l H 3 O R * .

Применение (—)-ментола приводит к более высокой стереоспецифичности при восстановлении 2-фенилзамещенных (табл. 5-13, № 5), чем при применении (+)-борнеола. Реакции в растворе эфира прі/текают с более высокой стереоселективностыо, чем при использовании тетрагидрофурана в качестве растворителя. Реагент иатрийборгидрид—(—)-ментол дает обычно оптически неактивный продукт при проведении реакции в метаноле, но в сре­ де эфира продукт имеет [ a ] D +3,11°, т. е. знак вращения про-


тивоположеіг тому, который получается при восстановлении иод действием комплекса ЛАГ — (—)-мептол.

Для примеров, приведенных в табл. 5-13, максимальное вра­ щение известно только для Л'-метпл-2-п роппл пиперидин а (N-метил- конпниа); полученное вращение | a ] D +9,49° соответствует 12% асимметрического синтеза 5-изомера. Известно, что правовращаю­ щие 2-метпл-. 2-к-проппл- и 2-р-феннлэтпл-Лг-метил.пиперидпны, приведенные в табл. 5-13, имеют конфигурацию, изображенную в уравнении, приведенном вверху таблицы; эта же конфигурация предполагается и для других 2-алкилпроизводпых. Такого вывода нельзя с уверенностью сделать в отношении (+)-2-фенил- и (-|-)-2- сс-иафти.тпропзводпых. образующихся в тех же условиях, вслед­ ствие неопределенности в оценке относительной роли электрон­ ных іг пространственных эффектов и кажущихся относительных размеров этих групп по сравнению с пипсрпдииовым кольцом.

 

Для этих примеров, приведенных в табл. 5-14. максимальное

вращение

известно

только

для А, г -метпл-2-бепзнлпиррола, для

которого

величина

[ a ] D +4,75°

отвечает

 

6%

асимметрического

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

5-15

 

 

 

А с и м м е т р и ч е с к ие реакции восстановлении нмнпов

 

 

 

 

под

действием

р е а г е п т о в

ІЛА1ІІ,,,

— хііральїгїліі

спирт [103]

 

 

 

 

 

 

Ш

 

 

 

 

ГШ,

 

 

 

 

 

 

 

 

R — С — И ' "

 

Ц А 1 Н ^ П - С « - П '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

НоО

 

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77

 

 

 

 

78

 

 

 

 

 

 

 

Кетимпн г г

 

 

Амин

7S, полученный при

применении

 

 

R

 

 

R '

 

(-)-ментола

 

(-І-)-оорнео.ча

(-)-хшшиа

%

 

 

 

 

[ a ] D

% и. о.

 

[ a ] D

% и. э. [ a ] u

% и. э.

 

 

 

 

 

 

 

1

с в н 5

СНа

 

+

0,82

2,2,Л

- 0 , 6 7

1,8, S +0,95 2,5, Я

2

C„HS

с2 н5

 

+

0,94

9,9,7?

- 0 , 8 9

9,4,5

3

СоН5

И-С3Н7

+

0,63

- 0 , 4 2

4 с в н 5

а - С ] 0 Н 7

+4,13 а

1,440

5 с „ н 5

о-СН3 С0 Н4

+4,56

 

6 с я н 5

2,4.6-

 

 

0,0

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

(СН3 )»Св Нг

— 1,81 и

 

 

 

 

 

 

 

о-С1-13С6Ы4 а-С1 0 Ы7

 

 

а

Гпдрохлорнд

после восстановления

имел

величину

вращения

[ а ] ц

+ 3 , 1 0 ° .

 

"

Гпдрохлорнд

после восстановления

имел величину

вращении

[ а ] ^

- 2 , 2 8 ° .

 

и

Восстановление, гндрохлорпда

нмина.

 

 

 

 

 

 

 


синтеза. Падежная стереохимическая интерпретация этих резуль­ татов невозможна вследствие того, что имеется очень мало данных относительно конфигурации реагента и соотношений эпантиомеров дли большинства полученных продуктов.

Асимметрическое восстановление иминов (77, табл. 5-15) в ами­

ны

(78) под действием LiAlH/,, который предварительно обрабо­

тан

хнрадьпым спиртом, например (—)-мептолом, представляет

собой гомогенную реакцию [102]. Кетимины могут быть получены действием реактива Гримьяра па нитрил и использованы in situ. Стереоселективпость при использовании этого реагента в случае алкплфеиилкетимииов ниже 10%, а для арилфеиилкетимипов величины стереоселектнвности не определены, так как не извест­ ны максимальные вращения соответствующих первичных аминов. Эта реакция представляется весьма перспективной для экспери­ ментального установления конфигурационных корреляций среди образующихся аминов. По-видимому, подтверждается сделанное заключение, что правовращающие амины, в которых R' — алкильпая группа (№ 1—3), конфигурационно связаны. Известно, что первые два — это (./?)-(+)-аыины, а, следовательно, третий должен иметь также Л-копфигурацию. Однако преждевременно распро­ странение этих выводов на примеры с фениларилкетимином (№ 4—7). Заметим, что фепил-о-толилкетимин дает оптически активный продукт восстановления, тогда как фенилмезитилкетон совершенно неожиданно не приводит к оптически активному продукту.

5-3.3. Комплексы ліітішаліомштпгндріїд — моносахариды в реакциях асимметрического восстановления

При реакции восстановления кетонов под действием 1ЛА1Н4, который модифицирован обработкой производными моносахари­ дов (7,9—83). образуются оптически активные вторичные спирты (табл. 5-16) [100, 101, 104, 105. 114—116j. Степень асимметриче­

ского восстановления обычно бывает ниже 10%

при применении

реагента, полученного из соединений 79, 80, 82 и S3, но под дей­

ствием реагента, полученного реакцией

L i A I H 4

и З-О-бензил-

1.2-циклогексилидеіг-а-В-гліокофурапозьг

(67,

R = C I i 2 C G H 5 )

в молярном отношении 1 : 1 , протекает асимметрическое восста­ новление некоторых кетонов с оптическим выходом около 30% (табл. 5-16, третья колонка справа). Этот реагент имеет два

активных атома водорода и

может быть представлен

в виде

L i A l H . 2 ( O R * ) 2 [114]. Ландору

и сотр. [115] удалось

повысить

стереоселективпость этого реагента добавлением этанола с обра­ зованием смеси ЛАГ : 81 (R = СН2 СВ Н5 ) : этанол в молярном отношении 1 : 1 : 1 (табл. 5-16, предпоследняя колонка). Этот