ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 268
Скачиваний: 0
экваториальной 6-формы. В растворе в абсолютном метаноле при комнатной температуре равновесная смесь состоит из 45% а- и 55% (З-о-глюкозы. Если реагенты имеют подвижную структуру молекулы в противоположность жестким циклическим структурам декалона-1 и D-ГЛЮКОЗЫ, ТО получаются точно такие же результа ты. Например, Маккензи и Смит [97] изучали мутаротацию мен-
тил-сс-хлорфенилацетатов. (—)-Ментнловый эфир (45А), |
приготов |
||||||||||||
ленный из (+)-а-хлорфенилуксусной |
кислоты |
(\а]}1 |
+155,8°), |
||||||||||
имел [а]о + |
5,7°, а эфир |
45В из (—)-кнслоты |
имел |
[ а ] л |
—150,1°, |
||||||||
тогда как эфир, приготовленный из |
рацемической |
кислоты, |
|||||||||||
имел |
[а]г)—72,2°. |
Омыление |
любого |
из |
этих |
|
эфиров |
дало |
|||||
ос-хлорфенилуксуснуго кислоту с [а]л |
от —1.G до —2,2°. Эти |
||||||||||||
результаты |
казались |
совершенно |
необъяснимыми |
в то |
время. |
||||||||
|
|
О |
OR* |
|
О ч |
OR* |
|
О, |
OR* |
|
|
||
|
|
% С / |
|
он- |
- |
с |
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
CI — С — Н |
н.о |
|
ІІ |
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
/ |
ч |
|
Н — С |
— CI |
|
|
||
|
|
I |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|||
|
|
Ph |
|
|
CI |
Ph |
|
|
Ph |
|
|
|
|
|
|
45А |
|
|
|
45Б |
|
|
45В |
|
|
|
|
|
R''=(-)- пен |
тил |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Несколько капель основания, добавленные к раствору |
любого |
||||||||||||
чистого |
диастереомера, |
давали |
в течение непродолжитель |
||||||||||
ного времени раствор с одним и тем |
же удельным вращением |
||||||||||||
([cc]D —86.5°, |
что |
отвечало 18%-ному |
избытку |
|
(—)-изомера). |
Маккензи и Смит предположили, что при этом наступает равно весие, приводящее к образованию неравных количеств обоих диастереомеров 45А и 45В (через форму, которую мы теперь изо бражаем как енол или енолят-анион 45Б), и что а-хлорфенилаце- тат в значительной степени рацемизуется при омылении.
Причины стереохимической лабильности асимметрического центра не всегда понятны. (—)-Мептилбеизоилформиат (46Б) при растворении в этаноле (по не в эфире) претерпевает мутаротацию. Этот факт, который ранее служил доказательством справедливо сти представления об «асимметрической индукции» по Маккен зи [98], был более логично объяснен Джемисоиом и Тернером [99] образованием в растворе в неустановленных концентрациях диастереомерных полуацеталей (46А и 46В).
|
|
|
ч |
сI / OR* |
О |
OR* |
О |
с |
OR* |
ОЧ |
V |
|
|
НО — C ^ O E t |
|
с=о |
I |
|
||
|
ЕЮ*— С - "ОН |
|||||
|
Ph |
|
|
Ph |
||
|
|
|
Ph |
|
||
|
46Л |
46Б |
|
|||
|
46В |
|
||||
Я* = (-)- |
|
менти/і |
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
2-Октилфениясульфоксид дает нам необычный и крайне по учительный пример. Он содержит два центра асимметрии: один — атом углерода и второй — атом серы. При действии на него соля ной кислотой в диоксаие Мпслоу и сотр. [100] обнаружили, что
центр |
асимметрии |
зга атоме серы может эпимеризоваться (Л, S- |
47 А ^ |
R, R-47B) |
через ахиральный центр «SC12» в соединении 47Б |
без затрагивания асимметрического атома углерода с образовани
ем смеси R, S-(—)-47A |
и R, R~(-\-)-47B |
состава 54 : 46. |
При исполь |
||
зовании |
тре/м-бутилата |
калия в |
диметилсульфоксиде Крам |
||
и Пайн |
[101] показали, |
что может |
эпимеризоваться |
углеродный |
|
центр (S, |
R-47A |
R, RA7B) через карбанион (47Г) |
без затраги- |
н |
о |
|
H |
CI |
|
Т |
! |
|
1 т |
||
- C - S - P h |
Св Н,3 |
||||
1 1 |
—С—S—Ph |
||||
|
I |
I |
|||
R.S-(-)-4?A(54Me |
- |
%) |
Me CI |
||
Me •• |
|
47Б |
|||
трет-ЪиО' |
|
|
|||
! |
Ї |
|
|
||
CR H, —C—S—Ph |
|||||
C 6 H , 3 — C - S - P h |
|||||
|
I |
I |
|||
I I |
|
|
|||
0 |
|
Me О |
|||
H |
|
||||
|
47Г |
||||
S,R-(+)-4?A |
(62%) |
||||
|
|
|
H |
•• |
|
CS H,: |
! |
\ |
|
- C - S - P h |
|||
|
і |
і |
|
|
Me О |
(46%) |
|
R,R-{ + )-478 |
|
||
|
H |
•• |
|
mpem-RuO' |
I |
1 |
|
і |
I |
|
Me О
Я.Я-(+)-473(Зв%)
ваиия |
асимметрического |
атома серы, с образованием |
смеси |
S,R- |
|
(+)-47А |
и R, R-(+)-47B |
состава 62 : 38. |
В любом |
случае |
S,R- |
или Л,^-диастереомер |
термодинамически |
более устойчив, |
чем |
||
R,R- |
или 5,5-диастереомер. |
|
|
|
В идеальном случае соотношение изомеров в обоих опытах должно быть одним и тем же, по применение различных раствори телей легко могло вызвать наблюдаемое различие.
l-4:.3t. Обратимая, изомеризация по двойной связи
Изомеризация по кратной связи C==N или N = N в особых условиях может приводить к рацемизации или мутаротации. То же наблюдается и в случае связи С = С, обычно при фотохимиче ской активации. Оксим циклогексанонкарбоновой-4 кислоты (48) существует в энантиомерных формах (48А и 48Б) благодаря затру дненному вращению по двойной связи С = N оксиминогруппы [102]. Если водный раствор этой рацемической кислоты обрабо-
, о н |
н о . |
н соон |
н соон |
48А |
48Б |
тать |
хшшдииом. то выпадает одна форма соли с выходом свыше |
8 0 % . |
Исходная кислота была регенерирована в виде раствора |
и в форме натриевой соли имела максимальное вращение [M]D —91°. Эта натриевая соль в водном растворе имеет период полупревра щения 24 мин при 20 °С, а в растворе 0,1 н. гидроокиси натрия
—21 ч при 20 °С. Обработка исходного раствора соединения 4S бруцпиом дала соль, пз которой могла быть получена энаптиомерная кислота в виде раствора ее натриевой соли.
1-4.4. Кинетически контролируемые асимметрические превращения
Четвертый общий метод получения хпральных соединений — кинетически контролируемые асимметрические процессы — пред ставляет наибольший интерес с точки зрения выяснения механиз ма реакции, так как дпастереомериыо переходные состояния или промежуточные образования (включая комплексы и сольваты)
|
|
|
Продукты |
|
Лоордината |
реакции |
>- |
Р и с. 1-3. Изменение |
потенциальной |
энергии |
вдоль координаты реакции |
для кинетически |
контролируемых |
асимметрических превращении. |
являются контролирующими факторами в стереохимическом ходе реакции. В этих процессах свободные энергии реагентов в основ ном состоянии для конкурирующих направлений процесса дол жны быть идентичны (AG0 = 0). Различаются только свободные энергии активации (AG^) для обоих направлений процесса: сте пень асимметрического превращения зависит только от разницы свободных энергий ( A A G ' ) конкурирующих процессов. Схема потенциального профиля пути реакции, представляющая такие кинетически контролируемые асимметрические процессы, изобра жена на рис. 1-3, на котором реагенты соединены с продуктами двумя потенциальными кривыми для диастереомеров. Для всех кинетически контролируемых асимметрических превращений реа генты имеют одинаковую свободную энергию в основном состоя нии (т. е. AG0 = 0). Это условие выполняется при протекании реакции по одному из двух путей. Либо рацемический^ субстрат
(—А) ( + А ) реагирует с хиральиым реагентом (R*) через два кон курирующих диастереомерных переходных состояния n C ( _ A ) R * и lIC(.j.A )R * [свободные энергии эпаптиомеров (—А) и ( + А ) всегда идентичны в ахиральпом окружении], либо один ахиральный суб страт (В)(или ахиральная группа в хиральной молекуле) реаги рует с хиральиым реагентом (R*) через диастереомериые переходные состояния.
|
A ( _ , + R* |
— > [ П С ( _ Д ) і г ; 1 ; ] |
— » |
продукты |
|
|||
|
A ( + , - f R * |
— > [ П С ( + А ) Й * ] |
— > |
продукты |
|
|||
Свободные энергии в |
|
основном |
состоянии |
для продуктов |
||||
в этой |
схеме не рассматриваются. На рис. 1-3, ^1 свободная |
энер |
||||||
гия в |
основном состоянии продукта, |
который |
образуется |
через |
||||
|
j |
> |
[ П С ( _ В ) 1 1 * ] — > |
продукты |
|
|
||
|
B + R* |
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
> |
[| I C (-;-B)R*l |
|
продукты |
|
|
переходное состояние с более высоким уровнем энергии, представ лена кривой с более высокой свободной энергией, чем в случае продукта, который образуется через энергетически более низкое переходное состояние. Однако это ие является необходимым усло
вием, |
и, действительно, очень часто реакция протекает иначе |
(рпс. |
І-3, Б). Очень хорошо изученным исключением является |
тип асимметрического синтеза «с самопожертвованием» (разд. 1-1, формулы 1 -г 2—^-3), в котором для продуктов, образующихся из обоих переходных состояний, свободные энергии в основном состоянии одинаковы (рис. 1-3, В).
То, что свободные энергии в основном состоянии реагентов одинаковы, а также тот факт, что R* может либо быть хиральиым реагентом, либо оказывать хиральное физическое воздействие, позволяет выделить четыре типа кинетически контролируемых
асимметрических |
процессов: |
|
||
а) Процессы, в которых протекает преимущественное превра- |
||||
щеиие |
одного |
энантиомера рацемического субстрата |
с хираль |
|
иым |
реагентом, |
обычно называют кинетическим |
разделением |
|
(разд. |
1-4. 4а) |
или в некоторых случаях асимметрическим разло |
жением.
б) Реакции ахирального (но прохиралыгого) субстрата с хи ральиым реагентом или реакции ахиралы-юй (ио прохиральной) группы в хиралыюм субстрате с ахиральпым реагентом с образо ванием хиралыюго продукта обычно называют асимметрическим синтезом (разд. 1-4. 46).
в) Реакции, в которых происходит преимущественное разру шение одного изомера в рацемической паре под влиянием физиче-