ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 316
Скачиваний: 0
деления соотношения диастереоыеров в 22. Должны быть приняты обычные предосторожности, чтобы убедиться, что определение проведено количественно. Это не всегда указывается в опытах, приведенных в табл. 7-2, поэтому необходимо обращаться к ори гинальной литературе для уточнения количественных данных.
(5)-(+)-Аргииин (24) (в виде его карбоната) был введен в реак цию с избытком пировиноградной кислоты (табл. 7-2, № 1) [26], затем реакционная смесь обработана водородом в присутствии окиси платины (рис. 7-14), в результате чего образовался продукт, который оказался (+)-октопином — аминокислотой, которая выде лена из мышц спрута, моллюсков и некоторых других морских
с н 3 |
СООН |
СН3 v |
соон |
|
|
С = 0 + H 2 N - C — Н |
• |
X C = N — С ^ Н |
|
||
СООН |
(СН2 )3 |
СООН |
(СН2 )3 |
|
|
|
NHC(=NH)NH2 |
|
|
NHC(=NH)NH2 |
|
18 |
S-24 |
— |
/ |
25 |
|
|
|
|
|
СН, |
соон |
|
|
|
|
I 3 |
I |
|
|
|
\r*v2l |
H"—С—"NH"—С—"H |
|
|
|
|
I |
I |
COOH (CH2 )3 NHC(=NH)NH2
S.S-26
P її c. 7-4. Восстановительное ампнированне пировиноградной кислоты
(5)-аргншіном.
животных. В другом опыте [27] (катализатор P d 0 2 и аргининкарбонат или аргинингидрохлорид) продукт был идентифицирован как (+)-изооктопин (26) (называющийся теперь (£)-(+)-аллоокто- пином [28]), который является эпимером (-(-)-октопина. Если предположить, что (+)-аллооктопин [группировка (б')-аланина] полностью отделяется от эпимерного (-}-)-октопина [группировка
(Л)-аланина], тогда приведенный в работе выход 85% будет отвечать степени асимметрического синтеза 70% .
Наиболее широкие исследования асимметрической реакции траисаминировапия, сопровождающегося гидрогеиолизом, выпол нили Хиски и Нортроп [29, 30] и Харада и сотр. [31—33]. Был изучен асимметрический синтез аланина, 2-аминомасляной кисло ты, фенилаланина, фенилглицина, валииа, аспарагиновой кислоты и глутаминовой кислоты с использованием в качестве хиральных амииирующих агентов а-метилбензиламина, а-этилбензиламина и фенилглицина. Обе группы исследователей применяли различные методы обработки и выделения продуктов, и их результаты, хотя в общем и сопоставимые, несколько разнятся.
В большинстве примеров Хиски |
и Нортроп получали имин |
in situ, гидрировали его на 10%-ном |
палладии на угле (Pd — С) |
и затем отщепляли исходиую хиральную бензильную группу R* путем гпдрогеполпза иа катализаторе гидроокись палладия на угле, особенно эффективном катализаторе для этой цели. Затем амино кислота выделялась путем кристаллизации.
Харада и сотрудники, однако, нашли, что эта методика иногда приводит к фракционированию хпральпой аминокислоты и раце мата. Поэтому после гндрогенолнза добавляли 2,4-дипитрофтор- бензол для образования 2,4-дшштрофенплыюго (ВМФ) произ водного аминокислоты, которое выделялось путем хроматографии, предположительно без фракционирования, и затем определялось оптическое вращение. В табл. 7-2 в скобках приведены величины избытка эпантиомеров в процентах, полученных по последней методике (цифры в скобках) наряду с величинами, вычисленными на основании данных, полученных после выделения по методике Хпскп н Ыортропа.
Кроме того, было показано 129. 30), что выделение и очистка промежуточного производного аминокислоты 22 из а-кетокислоты и хнралышго амина приводит к большей энантиомерной чистоте аминокислоты, чем получается по стандартной методике, по кото рой соединение 22 подвергается гпдрогенолизу без выделения. Это было неожиданным, так как соединение 22 представляет собой смесь двух диастереомеров, легко различимых в ряде случаев. Вывод, который может быть сделан на основании данных, приве денных в табл. 7-2. состоит в том. что применение катализатора 1096 Pd — С для гидрирования нминогруппы приводит к более высокой степени асимметрического синтеза, чем применение ката лизаторов P t 0 2 или Pd(OH) 2 . Более высокая стереоселективность гидрирования при применении Pd-катализаторов отмечена и дру гими авторами [8].
Чтобы подчеркнуть характерные данные, иа основании кото рых сделан ряд выводов, величины степени асимметрического синтеза для ряда реакций, осуществляемых в одинаковых усло виях, приведены в табл. 7-3 как функция строения хиралыюго амина и а-кетокислоты. Для трех приведенных в таблице аминов, как видно, выполняется следующая корреляция: 5-амии приво дит к 5-аминокислоте, а Д-амин — к ./^-аминокислоте. Эта кор реляция для изученных примеров обозначена в виде S-21 —>- S-23, как приведено в заголовке табл. 7-3.
Степень асимметрического синтеза изменяется с природой группы R в кетокислоте. Если исходят из а-метил- или а-этил- бензиламина, то, по-видимому, наблюдается общая закономер ность уменьшения степени асимметрического синтеза в ряду
СН 3 > СН2 СООН > С 2 Н 5 > С в Н 5 > СН 2 С 6 Н 5 , СЫ2 СН2 СООН.
Относительное положение изопропилыюй группы неопределенно (выполнен один опыт), но, по-видимому, ее можно сопоставить
был предложен ряд структурных моделей переходного состояния [32—34]. Однако по ряду причин эти модели в настоящее время имеют весьма ограниченную ценность: а) отсутствуют подробные псследовання по влиянию различных хиралыгах групп; б) имеется недостаточно данных, касающихся геометрической изомерии и кои-
формациониой устойчивости подобных имииов в растворе; в) |
в ос |
|
новном реакция протекает |
путем 1,3-асимметрической индукции |
|
и сравнение с 1,2- пли |
1,4-реакциями более обычного |
типа |
(по Краму или Прелогу), для которых имеется много примеров, весьма рискованно; г) наконец, эти реакции каталитические, а о природе адсорбированных образований известно мало.
*) Харада [32] в действительности предложил копфорыадию для |
Z-27, |
в которой атом водорода у хирального центра паходнтся в плоскости С О О - - |
|
Первыми были исследованы реакции траисамииирования, вклю |
|
чающего стадию гидрогенолпза. па примере фепилглицина. |
Эти |
реакции проводили в щелочной среде таким образом, чтобы первоначально образовавшийся имип (21) находился в виде дпаппона. Отталкивание карбоксильных групп в обеих частях моле кулы имина может служить дополнительным существенным фак тором, отсутствовавшим в случае имннов, образующихся из а-ал- кплбепзиламинов. Поэтому возможно, что асимметрическое трапсампнирование, протекающее через стадию гпдрогегголиза, с исход ным фенилглицпном не следует тому же стерпческому направле нию реакции, которое наблюдается в случае а-алкилбензнлами- нов. Харада [32, 35, 36] предложил модели, аналогичные моделям Е-27 и Z-27'. Модель для Z-изомера предполагает экранирование карбоксильной группы в иминокислотной части молекулы фенильной группой и атомом водорода * ) . В этой копформации карб оксильные группы максимально удалепы друг от друга, насколько это возможно для изомера, имеющего Z-расположение групп при двойной связи. Насыщение связи С = N в Е-27 или в 2,-27 водородом, подходящим снизу плоскости чертежа, позволяет пред сказать наблюдающееся стереохимическое направление реакции. Харада придавал большое значение тому факту, что в этих моделях не происходит значительного взаимодействия R-группы кетокис лота с хиральным центром амина. Это, по его мнению, лучше всего подтверждается тем наблюдением, что степень асимметри ческого синтеза, по-видимому, оказывается ие очень чувствитель ной к природе группы R, если в качестве трансамиииругощего агента применяется фенилглиции (табл. 7-3).
Канаи и Мицуи [34] предложили схему 28А (в которой водо род атакует с менее затрудненной стороны снизу плоскости чер тежа) в качестве модели реакции траисамииирования, протекаю щей через стадию гидрогенолиза, с участием оптически активного
грушш пмннокпслоты, а не копформацшо, приведенную нами; последняя, однако, полностью отвечает найденным результатам.
(£)-сб-метилбензиламина. Харада [33] высказался против этой модели на том основании, что она не в состоянии предсказать зависимость степени асимметрического синтеза от пространствен ного размера группы R, которая наблюдалась, когда исходили
|
|
|
|
R |
СОСГ |
R |
СОСГ |
|
|
|
|
|
|
|
\ с / |
\ с / |
|
|
|
|
|
НX |
|
II |
II |
|
|
|
|
|
|
с |
/ N•. |
.-N \ VЛ Н |
|
|
|||
|
|
|
|
\ Ph |
"ООО/ |
с |
|
|
|
|
|
-ООСS |
|
S .Ph |
|
|
|||
|
|
" |
Е-27 |
|
Z-2.7 |
|
|
||
из а-алкнлбензиламинов |
(табл. 7-3). Он предпочел |
рассматривать |
|||||||
конкурирующие взаимодействия в Е-28Б |
и Z-28B, |
причем послед |
|||||||
няя модель приобретает значительно больший вес при |
больших |
||||||||
R; |
он указал |
также, что когда R' |
меняется от метила на этил, |
||||||
то, |
согласно |
модели |
|
28Б — 28В, |
разница в энергиях, |
требую |
щихся для подхода водорода снизу, сравнительно с подходом сверху плоскости чертежа будет убывать в соответствии с наблю дающейся убылью степени асимметрического сиптеза при пере ходе от а-метил- к а-этилбензиламину. Были предложены и более детализированные, ио в то же время и менее обоснованные схе
мы, в которых |
учтена |
роль |
катализатора |
[33, |
35, 36]. |
|
R coo- |
|
R |
coo- |
R |
СОО" |
|
с |
|
|
|
с |
с |
|
11 |
,, |
|
|
II |
и |
|
.N |
|
Н |
|
N. |
N |
Н |
' ^ С — М е |
Ч |
с / |
" |
• \ / |
||
Z-28A |
|
Е-28Б |
|
|
Z-28B |
Детальный механизм этих реакций весьма сложен, и пред почтительная коиформация адсорбированных форм зависит не только от пространственных и электронных свойств групп субстрата, но также и от реакционной среды. Для реакции трансаминирования, протекающей через стадию гидрогеполиза в при сутствии Pd-катализатора, отмечено довольно сильное влияние растворителя [35, 36]. Так, например, в табл. 7-4 приведены резуль таты, полученные при систематическом изучении реакций в раз личных растворителях с исходными а-кетокислотами и некото рыми аминами, имеющими бензильиую группу.
Харада [35] дал объяснение этого влияния с точки зрения меньшего хедатирующего характера адсорбированного промежу точного имина в полярных растворителях, приводящего вслед ствие этого к меньшей степени асимметрического синтеза. В раство рителях с низкой полярностью возникают более жесткие хелати-