Файл: Моррисон Д. Асимметрические органические реакции.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 297

Скачиваний: 0

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

шія стереохимпчески аналогичны реакциям присоединения по кар­

бонильной

группе в хиральиом

альдегиде или

кетоне

(случай,

к которому

применимо правило

Крама; разд.

3-3 и

3-4). Как

и в случае альдегидов и кетонов для того, чтобы были выполнены условия осуществления асимметрического синтеза, субстрат дол­ жен быть оптически активным. Однако если располагают методами анализа и идентификации диастереомерпых продуктов, то изучение можно проводить точно таким же путем и на рацемическом субстра­

те. Общая реакция этого типа показана

па примере

превращения

соединения

43

в

44А и

44Б,

которые

имеют

противоположные

конфигурации

по

атому

серы.

 

 

 

 

 

R V . c _ s r M e ^

 

R " < t

_ s ,

и

 

„.Me

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~ C - S .

 

 

 

 

 

 

 

 

о

FT

V"--o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

 

 

 

 

44

A

 

44Б

 

 

Определенный

интерес

в

реакциях

этого

рода

представляет

тот факт, что сульфоксиды

с несколькими хпральнымн

центрами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

8-7

Асимметрическое

окисление

о - тиометнлбензоатов

[(>3|

 

 

 

О

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

і)

P I 1 C O 3 H / \ /

\

 

 

 

 

 

 

OR*

2) Н 2 0 ,

ОН - • | ||

ОН

- R * O H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\ / \ *s=o

 

 

 

 

SMe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

47

 

 

 

Ме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преобладающий

 

 

 

 

R * O H

 

 

энантномер соеди­

 

 

 

 

 

 

 

 

нения is

(%

н. э.)

47'А

( З Я ) - ( - ) - М е и т о л

 

 

 

 

 

S-(-)

(6)

47Б

(Д)-МЄЗІІТПЛМЄТІІЛ карбинол

 

S - ( - )

(20)

47В

(5)-Метнл-а-нафтнл

карбинол

 

Л - ( + )

(9)

включают довольно большой и важный класс природных соеди­ нений * ) , начиная от производных пенициллина [53] и кончая продуктами метаболизма мясной мухи [54]. Они явились, кроме того, ключевыми исходными соединениями в первых стереохими-

*) Ряд примеров

и основные ссылки на литературу приведены в работе

[51], см., кроме того,

[52] .


ческих работах. Например, (5)-(-|-)-метил-ь-цистешісульфоксид; который может быть выделен из лука [16], был использован в каче­ стве объекта в первом исследовании по определению абсолютной конфигурации соединения с асимметрическим атомом серы мето-^ дом рентгеноструктуриого анализа [15], а также явился объектом ряда исследований с применением метода дисперсии оптического вращения 117].

Опубликован полный обзор реакций окисления хиральных эфиров о-(метилтио)беизойной кислоты под действием пербензойной и 2,4,6-триметилпербеизойиой кислот с образованием хиральпой о-(метилсульфипил)бензойной кислоты (ср. табл. 8-7) [55]. Максимальная величина степени асимметрического синтеза соста­ вила 28 %, но в большинстве других случаев величины были ниже 10% . Рассмотрена детальная модель переходного состояния реакции.

Систематических исследований стереохимии окисления хираль­ ных ациклических сульфидов не проводилось, и было выполнено лишь несколько работ по изучению окисления циклических суль­ фидов. Таким образом, хотя существуют многочисленные отдель­

ные примеры

осуществления

асимметрического синтеза

этого

типа, особенно

в ряду циклических систем, о факторах, которые

определяют

асимметрическую

индукцию, известно

очень

мало.

 

 

 

Последующее изложение реакций этого типа поэтому не явля­ ется исчерпывающим и ограничивается рассмотрением некоторых избранных примеров, на которых можно ознакомиться с суще­ ством явления.

8-1.За. Лциклпчесние

сульфиды

Окисление

(—)-метионина

(45) перекисью водорода, иодом,

или иодатом

приводит к образованию неравных количеств диа-

стереомерных сульфоксидов [56]. Величина энантиомерного избыт­ ка ^б'-эпимера (46А) изменяется от 1 % (Ы 2 0 2 ) до приблизительно

30% (окисление иодом

при рН 7) в зависимости от природы

окисляющего агента и условий реакции.

СООН

 

соон

соон

H2 N— С— Н

H , N ^ C — Н

Н,№— С—Н

 

2

I

 

(СН 2 ) 2

•у

(СН 2 ) 2

U

 

 

О — S — :

 

Me

 

Me

Me

S-45

S.S-(+)-46A

S,R-(-)-46S

Аналогичные реакции окисления осуществлены и на произ­ водных метиоиина. Конфигурации продуктов, определенные


в настоящее время,

представлены формулами (-\-)-46А

и

(—)-

46Б

[58].

 

 

 

 

 

Различные S-алкплзамещенпые цистепиа также окисляются

перекисью водорода

в смесь диастереомерных сульфоксндов

[16].

В этих случаях осуществляется 1,3-, а не

1,4-асимметрическая

индукция, как при

окислении производных

метиоиииа.

Трудно

с уверенностью предсказать, какой днастереомер цистенна пре­

обладает в каждом отдельном случае.

 

 

Согласно данным

работы [59], смесь

продуктов

окисления

Б-метпл-ь-цистеина,

выпаренпая досуха и

псследопанпая затем

на оптическое вращение, оказалась левовращающей

( [ a ] D —16°).

Присутствие обоих изомеров качественно было подтверждено хроматографпчески, но на оптическое вращение сырой смеси могли оказывать влияние побочные продукты и примесь пепрореагнровавшего исходного соединения. По данным [60]. при окисле­ нии (3)-(г/.ус-1-пропенпл)-ь-цнстеина перекисью водорода обра­ зуется около 67 % правовращающего эпимера (максимальная величина [cc]D + 118.5°) и 33% левовращающего эпимера (макси­ мальная величина [а]о —106,6°).

Количественная оценка соотношения дпастереомеров в таких реакциях сопряжена с возникновением больших, чем обычно, экспериментальных трудностей. Продукты часто являются твер­ дыми веществами или выделяются в виде твердых производных; имеется возможность частичного окисления сульфонов в резуль­ тате сопутствующего кинетического разделения, а кроме того, пужно считаться с опасностью эпимеризации по атому серы [61, 62]. Например, при окислении метиоиииа [57, 58] (вЄрОЯТіїО, ВСЛЄД= ствие того, что окисление до сульфона протекает в незначительной степени и эпимеризации по атому серы, по-видимому, не происхо­ дит) получали кристаллический продукт, и, действительно, было показано, что при перекристаллизации продукта происходит обо­ гащение (+)-дпастереомером. Каждый член ряда о-тиометилбен- зоатов (47), приведенных в табл. 8-7, был подвергнут окислению действием пербензойной кислоты в растворе хлороформа при —5 °С [63]. После омыления образующихся сульфоксиэфиров была получена оптически активная сульфоксикислота (48). Предложен­ ную конфигурацию этой кислоты следует рассматривать как пред­ варительную, так как ее отнесение было основано на результатах, полученных при асимметрическом окислении под действием ( + ) - моиоперкамфорной кислоты и ахиральных эфиров (47; R* = метил, изопропил, трет-бушя; см. табл. 8-1, №.1—6), для кото­ рых была предложена эмпирическая модель конфигурационных корреляций [64] (разд. 8-1.2), но которая может и не подходить для этой системы.

Мы видим, что для ограниченного числа изученных примеров можио установить корреляцию между конфигурациями сульфок-


сида и асимметрическим атомом углерода, связанным с гидроксилытой группой (независимо от того, правомочно это или пет, данное отнесение конфигурации правильно). Таким образом, сое­ динение 47, полученное из Л-карбинола, приводит к (—)-48 (пред­ положительно с ^-конфигурацией), тогда как соединение 47, полу­ ченное из 5-карбипола, окисляется в (-\-)-48. Асимметрическая направленность реакции в этом случае весьма значительна, даже несмотря на то, что индуцирующий хиральный центр отделяют от атома серы пять связей. В модели 49, предложенной [63] для

объяснения результатов, карбонильная

группа ориентирована

в

пространстве в менее затрудненную сторону между группами

R s

и R M . причем наибольшая группа R L

экранирует одну из диа-

стереотопных электронных пар атома серы; в результате этого облегчается атака перекиси на ?іро-2?-злектроииуго пару (подход сверху на схеме 49).

Эту модель следует рассматривать лишь как схему, позволяю­ щую установить корреляции для примеров, приведенных в табл.

8-7.

Другие конформациоипые модели, такие, как, например,

50,

также могут быть столь же успешно использованы для объяс­

нения результатов.

Как отмечалось в предыдущем разделе и подчеркивалось при последующем обсуждении, эмпирические конформационные пра­ вила a priori нельзя с уверенностью переносить с одного типа реакции на другой. Примером, который, пожалуй, наилучшим образом подтверждает это ограничение, служит окисление (R)- 2-октилфенилсульфида (51) под действием mpem-бутилгидропере- киси. При этом образуются неравные количества эпимерных сульфоксидов R,R-52 и R,S-52.

В первой работе по изучению этой реакции [64] предполагалось, что в продукте должен преобладать ї?,і?-зпимер, так как он дол­ жен образоваться в результате окисления, протекающего с уча­ стием пространственно менее затрудненной электронной пары, если молекулу сульфида рассматривать в виде наиболее устойчивой его конформации (51). Это представление основано на экстраполя­ ции эмпирических правил Крама, выведенных на основании много­ численных результатов по изучению реакций присоединения к хнральным альдегидам и кетонам (гл. 3 и 4). Экспериментально было найдено, что левовращающий сульфоксид образуется с 2 4 % -