Файл: Моррисон Д. Асимметрические органические реакции.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 321

Скачиваний: 0

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

70% п. э.], чем катализатор на основе неацетилировапиого фибро­ ина из шелка некультивированного шелкопряда. Аналогичная реакция асимметрического гидрирования осуществлена па при­ мере а-ацетамппокоричпой кислоты (2А), приводящей к фепилалаиииу при применении палладия, нанесенного на п о л и - L - Л Є Й Ц И Н , в качестве катализатора [5]. При этом был получен с выходом

9296 фенилалашга,

содержащий приблизительно 5°6-ный избы­

ток (S)-(—)-энаитиомера.

Гидрирование 2А и 2Б в присутствии

соон

 

соон

СООН

С—NHCOR

HjO

H,N — С — Н и

Н — С — NH,

2)

2 " |

 

СНРп

 

 

 

2 А. R = Me

 

S-(-),5%u.a.

в-(+)

2J5, R = Ph

 

 

 

скелетного никелевого катализатора (Ni Репея) в щелочпо.м растворе глюкозы приводит к феиилаланину с максимальной вели­ чиной избытка" одного энантпомера 10% [6]. Было найдено, что избыток энантпомера и его конфигурация зависят от способа при­ готовления катализатора, количества растворителя, порядка смешивания реагентов, температуры и количества скелетного никелевого катализатора. Имеется японский патент па способ получения {S)-(—)-фенилалаппна путем гидрирования соедине­ ния 2 на Pd — С в присутствии малых количеств (5)-метиоиииа [7]. Вообще при гидрировании на металлах, нанесенных на дпссимметрпческие носители, наблюдается низкая степень асимметри­ ческого синтеза, может быть, отчасти в результате неоднород­ ности диссимметрического окружения каталитических центров вследствие агрегации металла и в некоторой степени неупорядо­ ченной адсорбции хирального агента на поверхности катализатора.

Для объяснения асимметрического синтеза этого типа был предложен ряд в высшей степени надуманных схем [81, основан­ ных на весьма разрозненных экспериментальных данных.

7-1.2. Хпралыгые субстраты

 

Гидрирование (б')-дикетопиперазииа (ЗА) на

окиси платины

в качестве катализатора приводит к насыщению

беизилиденовой

двойной связи. Сообщается, что дальнейшая гидролитическая обработка приводит к дипептиду (4А). Хотя непосредственные данные относительно количеств двух возможных образующихся диастереомеров (4А) и отсутствуют, указывается, что в одном опыте по гидролитическому расщеплению сырого дипептида был

получен

(S)-(—)-фенилалаиин,

содержащий

16% избытка энан­

тпомера

[9]. Аналогичная обработка R-3A

привела к избытку

(і?)-(+)-фєнилаланииа. Однако, поскольку выход фепилалаиииа,

полученного

из сырого дипептида,

составлял лишь

около 55%

(в расчете на

гидрохлорид), нельзя

с уверенностью

утверждать,

что энаитиомериый состав феыилалаиина отвечает соотношению диастереомерных дипептидов. Кроме того, перекристаллизация сырого дипептида приводила к обогащению одним из диастереомеров (4А), так что расщепление давало более чистый (£)-(—)-фенил- алапин (84—90% и. э.) [9, 10]. Поэтому следует принять, что величина 16% представляет собой максимальное (и весьма сомни­ тельное) значение для асимметрического синтеза в этой системе (рис. 7-1). Исходя из ЗБ. Маеда [11] провел по этой методике-

Me'юс

2) н г 0 >

Me'

cv

*c

 

 

 

R

1) НгСюл]

В--ч

.NH,

 

 

 

 

 

. C ,

 

COOH

 

 

 

 

 

 

H

**CH2R'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

X4,R = Et,R'=Ph[Pt02 ]

 

 

 

R

 

COOH

ЗБ, R = Ph. R'=V7-OMePh[Pd20]

 

 

I

 

I

 

 

—>Me»—C*—"NH,

 

 

 

 

 

і

 

 

 

 

 

COOH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A,R= Et,

R'=Ph

 

 

 

 

 

 

Б, R = Ph, к'=л-0Н"-Рп

 

Р и с . 7 - 1 . Асимметрическое гидрирование діікетошшеразпнов [9 — 111 .

синтез (—)-тирозина с 35 % и. э. Это, вероятно, не отражает дей­ ствительной степени асимметрического синтеза, так как проме­ жуточно образующийся дипептид очищали перекристаллизацией, а кроме того, могла происходить частичная рацемизация во время стадии расщепления эфира [11].

Почти полная стереоселективность была достигнута при гидри­ ровании соединения 5А [12], которое было получено из (-ї-)-1,2-ди- феиилэтаноламина и диметилового эфира ацетилендикарбоновой кислоты. Продукт 5Б был подвергнут гидрогенолизу почти нацело с образованием оптически активного (і?)-(+)-метилового эфира аспарагиновой кислоты, который был по меньшей мере­ на 98 % эиантиомерно чистым! По-видимому, аксиальная фенильная

Ph

 

 

 

СНСООМе

H-T~-NH2

 

 

MeOOCCsCCOOMe

 

Ph - ^OH

 

 

Н

 

 

 

 

(+)-изомер

выделен

 

 

с помощью

L-глутаминовоО

 

 

кислоты

 

 

 

 

 

 

СООН

Pd(OH)2

_,н СН2СООМе

 

 

I

 

 

 

H,N — С—"Н

P h ^ o - ^ V

 

 

 

н

°

S - (+), не менее 98% и.э.

5Б

группа

препятствует адсорбции и

гидрированию

с

аксиальной

стороны

экзоцпклпческой

двойной

связи. Выход

5В

в реакции

с исходным 5А был почти

количественный.

 

 

Хиральные а-бензопламипоциннаматы (6") были также подверг­ нуты гидрированию в дпастереомерные промежуточные соедине­ ния (S-7 и R-7) — предшественники аминокислот. В этом случае оказалось возможным более надежно оценить степень асимметри­ ческого синтеза, так как в некоторых опытах оба диастереомера были выделены с высоким выходом и в достаточно чистом состоя­

нии

[13, 14]. Из 6А, например,

была получена с выходом 95%

смесь R-7A

и S-7A, которые были разделены на кристаллические

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

f

 

 

 

 

 

 

C H 2 - C - C 0 0 R *

 

 

 

 

 

 

 

 

C H , - C - C 0 0 H

 

 

 

 

NHBz

R

 

NHBz

R

I

 

 

с н = с

/

R-7

 

NHBz

R

NH2

 

 

 

 

\

{каталчЛ

 

 

 

 

 

 

 

COOR*

 

 

 

NH,

 

 

 

 

 

 

C H 2 - C - C 0 0 R * -2->

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

R

 

І

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S-7

 

 

 

C H 2 - C - C 0 0 H

P п c.

7-2. Аспмметрпческое гидрирование хиральных эфнров

а-бензонламн-

 

 

 

 

 

ноцішнаматов

|13"• " - 1 5 ] .

 

H

 

 

 

 

 

 

 

б А,

R

=

n - N O j ( N H 2 в продуктах)

 

 

 

 

 

* R

=

(—)-ментил

 

 

 

 

6Б,

Катализатор =

P d — А 1 2 0 3

 

 

 

 

R

=

n - N 0 3 ( N H 2 в продуктах)

 

 

 

 

R *

=

(—)-борнил

 

 

 

 

 

Катализатор =

P d — А 1 2 0 3

 

 

 

 

•6 В,

R =

3,4-метилєндпокси

 

 

 

 

R *

=

(—)-ментил

 

 

 

 

 

Катализатор =

P d — С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хиральность при новом центре

 

 

 

 

 

 

 

 

% S % Н

 

 

 

 

 

 

 

А

65

35

 

 

 

 

 

 

 

Б

48

52

 

 

 

 

 

 

 

В

49

51

 

 

продукты, имеющие различные температуры плавления (32% R-7A, т. пл. 168 - 170 °С; 68 % S-7A, т. пл. 127 - 135 °С). После кристаллизации из этилацетата кристаллы с более высокой темпе­ ратурой плавления (т. пл. 175—176 °С, [cc]D —9°) были переэтерифицированы метанолом и гидролизованы в (Д)-(-|-)-/г-аминофенил- аланин ([а)п +45°, 96% и. э.). Кристаллический продукт с более низкой температурой плавления был перекристаллизоваи из смеси эфир — лигроии (т. пл. 130—136 °С, [cc]D —46,5°) и аналогичным образом гидролизован в (S)-(—)-?г-аминофенилалаиин ( [ a ] D +42°;

90% и. э.) Из этих данных мог быть сделан вывод, что степень асим­ метрического синтеза составила приблизительно 30% (рис. 7-2).

(—)-Борниловый эфир м-нитрокоричиой кислоты (6 Б) был прогидрирован в тех же условиях с образованием смеси диастереомериых эфиров 7г-аминофенилаланииа, имеющих лишь слабый избыток R-(—)-эиаитиомера, приблизительно 4% и. э. * ) . Ямада и сотр. [15] гидрировали 6В и получили с выходом 95% смесь двух диастереомеров. Дробная кристаллизация (выход 89%) дала 2%-иый избыток одного из них, ио гидролиз нефракциоиированиой смеси привел к оптически неактивному 3,4-метилендиокси- феннлаланину.

Шихен и Чендлер [16] изучили гидрирование ряда хиральных амидов а,6-ненасыщенных кислот и достигли степени асимметри­ ческого синтеза 6—39%. Гидрирование S-8A на скелетном нике­ левом катализаторе в среде метанола с последующим гидролизом привело к (R)-(-)-в алину (9А, выход 90%; 39% и. э.). Анало­ гично из (б')-а-метилбензил-а'-бензамидо-Р', Р'-диметилакрил- амида (S-8B) получился (-й)-(-)-валии (9Б, 10% и. э.), а из соот­ ветствующего (Д)-а-метилбензиламида (R-8E) — £-(+)-валин (18% и. э.). Амид (8В), полученный из б'-амина и а-бензамидоко- ричной кислоты, был использован для синтеза (і?)-(-{-)-фенилала- пина (9В, 6% и. э.).

Интересно отметить, что наблюдается двукратное падение избытка энаитиомера при переходе от а-ацетамидо- к а-бензамидо- группе, несмотря на то что ацильиая группа находится довольно далеко как от индуцирующего, так и от возникающего асимметри­ ческих центров.

N l i C O R " '

 

/

 

 

 

1)

НоГШІ

 

 

 

) C O O H

R'R"C = C

 

 

 

— — Г _ і R ' R " C H — C H ( N H 2

 

\

 

*

 

2)

H 2 o

 

 

 

 

 

 

C O N H C H M e P h

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

9

 

A ,

R ' =

R" =

R"' =

Me

 

валпн,

3 9 %

и.

э.

 

Б,

R ' =

R" =

Me,

R'" =

P h

валпн,

18%

н.

э.

 

B ,

R' =

1-І, R" = R"' =

P h

фепплалашш,

6%

п. э.

Было бы крайне интересно исследовать в этой реакции влияние алкильных групп, больших, чем метальная, и арильных групп, больших, чем фенильиая.

*) По-видимому, рацемизации в значительной степени

не

наблюдалось

при гидрировании н гидролизе, так как

гс-ампнофенплаланин,

полученный при

гидрировании (—)-га-нптрофеннлаланпна,

имел

[ a ] D — 47°,

а

гидрирование

и гидролиз его этилового эфира привели к

га-аминофенплаланпну с [CC]D

— 46° .

 

 

 

 

2 3 - 0 7 7 7

Модель 10 типа модифицированной модели Прелога хорошо описывает результаты, полученные при каталитическом гидриро­ вании углерод-углеродной двойной связи в ненасыщенных а-ацил- амидоэфирах или амидах. Главными чертами этой модели яв­ ляются: а) трапсондная ориентация карбонильной группы и олефиновой связи; б) расположение карбонильной группы между малой и средней группами у асимметрического атома углерода; в) подход водорода к двойной связи с наименее пространственно затруднен­ ной стороны (снизу плоскости чертежа схемы 10, как показано при восстановлении 8Л). Пока невозможно дать более правильную, чем эмпирическая, оценку такой модели, так как имеется мало данных о наиболее предпочтительных конформациях, участвующих в ре­ акции соединений. Кроме того, даже если бы и были получены та­ кие данные, ценность их была бы сомнительна, поскольку пере­ ходные состояния для этих реакций включают адсорбированные образования.

 

 

 

 

 

(S)

 

Me '

 

 

 

( S )

Me

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.(*)^H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y/.-H

 

8А

 

AcNrk

 

 

 

 

 

A c N H ' — С — С

 

 

-NH'

4

P h

 

С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

NH x P h

 

 

 

Me'"' 4

M e

 

 

 

 

M e - — C ^ - M e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

7-2. Восстановление

двойных

связей

 

 

 

 

углерод

—

азот.

 

 

 

 

 

 

Опыты по восстановлению нмипогруппы с образованием амино­

кислоты

проводились

одновременно

с

опытами,

описанными

в

разд.

7-1. Имеется

мало

примеров

применения

с этой

целью хиральных катализаторов, но восстановление

связи С = N

в

хиральных

предшественниках

аминокислот является

одним

из

наиболее

разработанных

методов

асимметрического

синтеза

аминокислот.

7-2.1. Ахнральные субстраты и хиральные катализаторы

Работа Накамура [17] представляет собой одну из самых пер­ вых попыток асимметрически восстановить связь С = N , исполь­ зуя диссимметрический катализатор гидрирования. Восстановле­ ние ацетофеноксима на платиновой черни, содержащей небольшие количества этилментоксиацетата или винной кислоты, привело к оптически активному сс-метилбеизиламину (15—18% и. э.). В ана­ логичных условиях гексагидрофлуоренопоксим был также вое-

Смотрите также файлы