Файл: Моррисон Д. Асимметрические органические реакции.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 330

Скачиваний: 0

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

(табл. 6-14) введение хлористой меди(І) не вызывало значительных изменений в стереохнмнческом ходе реакции, что согласуется с незначительным, влиянием добавления хлористой меди на общий

Таблица 6-14

Реакции асимметрического 1,4-ііріісоедннения беїізіілмагіїїіїіхлорнда к хнральным сложным эфирам коричной кислоты а > 0

св н5 н

\/ 1) СбН5 СН«МрС1

 

С = С

>- C t i I I 5 C I l ( C H . , C t l l I r ) ) C I I , C 0 0 1 l

/

\

2) Н 2 0 ( О Н - )

НCOOR*

170Б

171В

Продукт

л;

 

R*

п. п.

 

 

 

( —)-Ментпл

( —)-Мептпл

159

в - г

159",

г

ТА

158

В

158"

в

160

SB

160

в

 

Катализатор

общин

степень

 

а с т ш .

 

 

выход,

 

 

синтеза

 

 

0

 

 

%

И .

!>.

 

 

 

Без

катализатора

59

 

32

- 1 9

Си2 С1,

61

 

27

- 1 6

Без

катализатора

62

 

18

- 1 1

C i u C U

5S

 

17

- 1 0

Без

катализатора

49

 

18

- 1 1

Си2 С1,

40

 

22

- 1 3

Без

катализатора

53

 

18

- 1 1

C i i 2 C l ,

56

 

17

- 1 0

а

Данные взяты из работы

[ 1 2 8 ] .

 

0

Абсолютная конфигурация

1Т1Б

не определена; максимальное удельное враще­

ние [сс]ц - 6 0 ° (бензол) определено расщеплением на антиподы частично оптически ак­ тивной кислоты при помощи хининовой соли.

в Структурные формулы этих групп приведены в тексте.

гРастворитель ТГФ.

выход продукта 1,4-присоединения при взаимодействии бензилмагнийгалогенпда и ахиральных сложных эфиров а,В-ненасыщен- ных кислот [129] * ) . Синтез разветвленных Сахаров путем стереоселективного восстановления а.В-ненасыщенного нитропроизводного под действием натрийборогидрида применен к кетозам [132].

Для 1,4-присоединения реактивов Гриньяра к сложным эфи­ рам а,В-ненасыщенных кислот предложены два механизма, пред­ ставленные на схемах 1.72 и 173 [129]. Первая (172) изображает процесс, в котором участвуют две молекулы реагента на молекулу сложного эфира, вторая представляет циклический синхронный

*) Обзор по реакциям магпнйоргаиических соединений с а, fS-ненасы- щеннымы карбонильными соединениями см. в [130].Роль меди в этих реакциях рассмотрена в [131], там ж е даны многочисленные ссылки на литературу.


процесс, в котором участвует только одна молекула суострата п реагент.

Предполагалось, что превалирующий механизм зависит от спе­ цифики реактива Грпньяра и относительных количеств субстрата

и реагента. Если механизм такой,

как

представлено на схеме

 

R

 

 

 

 

.МдХ

 

 

 

О

 

X

 

 

 

 

 

сн, н

RMgX

с н 3

н

/72

 

 

ИЗ

 

172, то стереохимический

результат

присоединения фенилмагний-

галогенида к (—)-ментилкротонату будет зависеть от конформации R*-rpynnbi в переходном состоянии. Если для этого переход­

ного состояния предполагают модель

174 * ) , в которой

Rs, В-м

и R L имеют хиральное распределение

такое же, как в

(—)-мен-

тильной группе, а также предполагают конформацию аналогичной конформации модели асимметрического синтеза атролактиновой

кислоты по Прелогу, тогда S-(-\-)-l71

А будет ожидаемым преобла­

дающим изомером, что и наблюдается на опыте.

PhMgX

 

/COOR*

 

 

О

/ s

СН2

V "

2

сн3 ьг\

 

1

н

 

Ph

 

PhMgX

 

 

174

 

S-C+H7IA

С другой стороны, когда присутствует хлорид меди(1), то пред­ полагается, что получается фенплмедь, которая реагирует с сзт б- стратом, образуя комплекс с двойной связью в результате под­ хода с пространственно менее затрудненной стороны таким обра­ зом, что последующая нуклеофильная атака реактивом Гриньяра, содержащим фенильную грзшщ'' (или другой молекз^лой фенил-

меди), происходит

с противоположной

стороны,

как показано

на схеме 175, что

и приводит к R-(—)-171A.

Следовательно,

стереохимический ход процесса

бзщет

обратным тому, который

предсказан на основании модели

174, что и наблюдается на опыте.

*) Модели 174 п 175 представляют собой модификации моделей, пред­ ложенных в работе [128] и согласуются с моделью 161 (разд. 6-5), которая была предложена для объяснения стереохимии метокспмеркурирования хиральных сложных эфпров а, Р-ненасыщенных кислот.


C O O R*

металл— Ph

175

R-(-)-17(A

Поскольку ни на общий выход [129], ни на стереоселектнвность [128] (табл. 6-14) реакций бензилмагнпйгалогеннда со сложными эфцрамн корпчной кислоты добавление хлорида меди не оказывает существенного влияния, был сделан вывод, что бензилмедь в каче­ стве промежуточного соединения в этих условиях не образуется.

Тот факт, что три хпральных сложных эфира соединения 175, полученных из производных моносахарида 15S—160, проявляют более высокую асимметрическую индукцию, чем (—)-ментиловые эфиры. может быть обусловлен в общем большей конформационной направленностью, связанной с большими возможностями хелатированпя металлоорганического реагента с несколькими атомами кислорода. Однако любые попытки объяснить результаты асим­ метрических синтезов таким способом слишком спекулятивны.

Восстановление

двойной связи

С = С в сложном эфире 176

под действием натрийборогидрпда

протекает стереоселективно

и приводит после

восстановления

промежуточно образующегося

насыщенного сложного эфира 177 под действием литийалюминипгпдрпда к (+)-лупинину (179), 10% п. э.) [133]. При использо­ вании N a B D 4 был введен дейтерий в положение С-10. Протонирование промежуточного енолята дало только 177 при полном отсутствии (С-'1)-эпимера, поскольку эпилупинин не был обнару­ жен после восстановления литийалюминийгядридом. Таким обра­ зом, образование первого хирального центра в С-10 под влиянием ментальной группы в сложном эфире протекало с 10%-ной стерео-

селективностью, а образование второго хирального центра в С-1 было полностью стереоселективно. Протонированпе соединения 176 по С-1 с образованием соли иммония 1.78 протекает, как было найдено, несколько менее стереоселективно, чем перенос водорода кС-10 с образованием 1.77, но направление атаки было в обоих примерах одинаковым. Это доказано превращением 178 в (+)-лупи- нин (6,8% п. э.) в результате последовательных реакций восста­ новления натрийборогпдрпдом и литийалюминийгидридом. И в этом случае не был обнаружен эпилупинин (о других примерах асимметрических реакций восстановления иона иммония см. в разд. 5-3,4).

6-6.2. Некаталитнчеекне реакции присоединения хнральных спиртов и аминов к кетенам

Кетены быстро реагируют со спиртами и первичными и вто­ ричными аминами с образованием сложных эфиров или амидов.

Изучено

два типа асимметрических реакций присоединения

к кетенам:

некаталитическое

присоединение

хирального спирта

или амина

и присоединение

ахирального

спирта

в присутствии

оптически

активного

третичного

амина

в

качестве

катализа­

тора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н*он

 

О

 

 

 

 

 

 

* II

 

 

 

 

 

(или

R * N H 2 )

R i R 2

C H С (OR*)

(иди

N H R * )

 

 

 

 

 

 

 

R K .

С = С = 0 -

R / '

R ' O H

R i R 2 C H C O O R '

хиральнын mpem-аміш— ^ катализатор

Некоторые примеры первого типа асимметрического синтеза рас­ смотрены в этом разделе, тогда как обсуждение других аналогич­ ных некаталитических реакций, связанных с синтезом аминокис­ лот, перенесено в гл. 7.

Вейсс [134], обрабатывая фенил-7г-толилкетен (—)-ментолом, получил левовращающий ментилфенил-72-толилацетат, который, как он сообщил, является почти чистым диастереомером. Позднее было показано [135, 136], что метплэтилкетен в тех же условиях дает смесь (50 : 50) диастереомеров и что Вейсс, вероятно, также получил в пределах ошибки эксперимента равные количества двух возможных диастереомеров. В четырех монографиях [137— 140] приводится ошибочное заключение об осуществлении асим­ метрического синтеза в работе Вейсса, получившего якобы опти­ чески активную фенил-м-толилуксуснуго кислоту. В действитель­ ности он выделил в основном один диастереомерный эфир, а кис-



лота, по сообщению Вейсса, после омыления этого сложного эфира была рацемической! Как выяснил Маккензи [135], даже если бы сложный эфир был чпстым диастереомером, то он, вероятно, эпнмерпзовался бы в условиях реакции омыления [141], приводя к рацемической кислоте.

Очень подробное п важное исследование реакции фенилметилкетена (ISO) с —)-а-метплбензплампном с образованием диастереомерных амидов S,S-1S1 и R,S-181 (рис. 6-28) привело к исключительно интересным результатам п дало материал для

сн.

 

Me

 

 

 

 

Me

.0

H

 

 

 

 

 

//

/

 

 

Ph

 

N

\

"'Ph

Ph""/

[J

V-Ph

: N H ,

 

 

 

 

C H ,

H

 

C H ,

 

 

 

H

 

H

 

 

s,s-iet

 

 

 

/ 02 A

 

 

 

 

Me

 

Me

 

 

H

 

Me

 

 

 

 

 

, C .

 

 

 

 

С=0

^.c—-c

+

 

 

 

 

 

Ph"" \

 

N '

\ ' - ' P H

Ph

 

\ ''Ph

Ph

 

V

 

 

\

/

\

C H 3

 

 

 

 

C H ,

 

то

 

R,S-I81

 

 

H

 

H

 

 

 

 

 

І82Б

 

 

 

 

 

Р и с .

6-28. Асимметрическая

реакция

кетепа

с хпральным

амипом.

теоретического обобщения [142, 143] * ) . Стереохнмпческн опреде­ ляющей стадией должно быть присоединение водорода к а-атому углерода в кетене, и асимметрическая направленность реакции должна определяться хиральностыо заместителя по азоту. Суще­ ствует несколько возможностей интерпретации механизма реак­ ции. Если в реакции в основном происходит четырехцентровая атака двойной связи С = С, то стереохимия определится разли­ чием в энергии активации подхода реагента с ?чг-стороны по сравне­ нию с подходом с si-стороны двойной связи, т. е. слева или справа, как показано на схемах 182В и 182Г. Но если атака происходит ступенчато с образованием такого промежуточного соединения, как 182А и 182Е, в котором анион стабилизирован в результате резонанса, то стереохимически определяющей стадией является не подход исходного реагента, а последующий перенос водорода либо по схеме, приведенной на рис. 6-28, либо путем переноса

протона

ионной

пары, как показано на схемах 182Д

и 1.82Е.

Какой

продукт

образуется преимущественно,

должно

зависеть

от конформации

хиральной группы, связанной с атомом азота;

в 182А

— 182Б

или 1.82Д — 182Е это зависит

от того,

находится

*) В этой статье [143] прежняя интерпретация результатов [142] несколь ­ ко изменена.