Файл: Моррисон Д. Асимметрические органические реакции.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 290

Скачиваний: 0

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

8-1.4. Синтез хиральных сульфннатов

нсульфннамндов

Реакция сульфинилхлорида 72 с оптически активным спиртом 73 приводит к неравному количеству диастереомерных сульфнна­ тов 74*). В качестве оптически активного спирта часто исполь~

O

R

O

R

 

R

II

I

II

I

.

. I

R - S - C I + H O ^ C ^ H

>• R —- S — О — С — H и

R ^ S ^ O ^ C ^ H

 

І ,

"

І

II

I

 

R

 

R'

0

R'

72

73

S*-74

 

 

R*-74

зуется (— )-ментол; несколько таких асимметрических реакций

приведено

в табл. 8-10.

При

применении (—)-ментола

во

всех

 

 

 

 

 

Таблица

8-10

 

Асимметрический

синтез ментилсульфішатов

а

 

 

 

 

 

 

 

S-74

 

\

 

 

72

 

 

 

 

 

' ,

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

R-74

 

 

 

Лі

 

 

 

Отношение

диастереомеров

п. п.

 

R

 

R-7 4 : S-7 4

 

 

1

н-Толпл

 

 

1,75

: 1

 

 

2

п-Иодфенил

 

 

1 , 8 6 :

1

 

 

3

Бензил

 

 

2,29 : 1

 

 

4

/(-Бутил

 

 

2 , 7 7 : 1

 

 

5

Метил

 

 

1,87

: 1

 

 

а Реакции проводились в эфире

при —78 °С. Данные взяты нз работы

[ 1 0 ]

и ци­

тированных в ней статей.

 

 

 

 

 

 

 

примерах,

изученных до

настоящего времени,

образующийся

в избытке

диастереомер

имел

^-конфигурацию по

атому

серы.

*) О конфигурационном отнесении атома серы в формулах S-74 п R-74 следует сказать, что в отношении номенклатуры существует предположение, согласно которому сера не имеет претгутцеств перед кислородом в правиле старшинства и связь S = О рассматривается как простая связь с точки зре ­ ния номенклатуры. Подробности см. в ссылке [10] статьи [26] .


Хотя

тот

же эпимер

сульфппата преобладает в равновесиях

№ і

п 2

(табл. 8-10),

устанавливаемых при каталитическом дей­

ствии ЫС.1, было показано [10], что соотношение продуктов в реак­ циях сульфнннлхлорпда с образованием сулъфината практически во всех случаях контролируется кинетикой. Соотношение зпимеров в основном не изменяется независимо от того, какой реагент находится в избытке. Поэтому сульфиннлхлорпд, который хирален по своему строению, должен проявлять себя как ахиральпый либо вследствие быстрой инверсии в результате образования ахиральиого промежуточного соединения, такого, как, например, октаэдрп-

ческий комплекс с

пиридином,

либо

вследствие

образования

в некоторых

случаях

сульфпна

( R C H =

S = О) в

качестве про­

межуточного

соедппения [10].

 

 

 

Если бы строение сульфнннлхлорпда можно было рассматри­ вать как ахпральиое, то тогда эту реакцию следовало бы считать асимметрическим синтезом. Но если сульфпнилхлорид — быстро взанмопревращатощпйся рацемат, то эта реакция представляет

собой случай асимметрических

превращений второго

рода

(разд. 1-4.36).

 

 

Реакция реактива Грииьяра с

хиральным сульфниатом,

как

было показано, протекает с обращением конфигурации по атому серы с образованием хирального сульфоксида. Инверсия по атому

серы при замещении

эфирной

группы в хиральиом сульфииате

о

 

 

 

Rp—S—"О—R*

+ R'MgX

R - S - R ' + R'QMgX

 

 

 

О

(см. табл. 8-11) в настоящее время твердо установлена при опреде­ лении абсолютной конфигурации с применением реитгеноструктурного анализа [90]. Очевидно, что сочетание синтеза (—)-ментил- сульфинатов с реакциями Гриньяра представляет собой удобный путь синтеза хиральиых сульфоксидов. Основпым результатом

ряда таких реакций является

превращение

сульфипилхлорида

результате

последовательных

реакций с

хиральным спиртом

и

ахиральным

реактивом Гриньяра с образованием хирального

сульфоксида); в последней стадии хиральиый индуцирующий агент регенерируется. Этот путь асимметрического синтеза сульфииата был использован для корреляции конфигурации некоторых спиртов, а также и для установления конфигурации сульфоксидов [91, 92].'

Результаты некоторых таких корреляций сведены в таблицу 8-11. Данные показывают, что спирты, представленные формулой 78, приводят к избытку £-(—)-77; поэтому избыток эпимера сульфината 76, имеющего Л-конфигурацию по атому серы [7], доджей возникнуть па стадии асимметрического синтеза. Чувствительность метода иллюстрируется тем фактом, что (S)-(4-)-nponamwi-2-[l-D3 ]


способен индуцировать заметную оптическую активность. Эти результаты указывают, что пространственный размер С Н 3 больше, чем CD3, как и следовало ожидать на основании сравнения вандерваальсовых радиусов И и D .

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8-11

К о н ф и г у р а ц и о н н ые

 

корреляции

спиртов

с п о м о щ ь ю

асимметрического

 

 

 

синтеза

сульфинатов

[91]

 

 

 

О

 

 

 

 

 

О

 

Ме

4 . — S —С1

н ой *

ч . л г „

/

\

С

К" MeMgl

 

хч w її

Пиридин, - 7 8 °С уl млU L

._\/

/ /N .

 

i-t "

 

\ ;

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76

 

 

 

 

 

 

 

•Me<f

S — Ме

 

 

^? II

77

X,

п. П .

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

а

0

R * O H

(— )-Ментол (— )-Изоборнеол ( — )-Бориеол

( - г ) - Б у т а н о л - 2 (— )-3-Метилбутанол-2

( ) - 3 , 3 - Дпметнлбутанол - 2

( - - ) - П р о п а 1 ш л - 2 - [ 1 - Б 3 ]

(-— ) - 4 ' , 1"-Дпметпл-1,2,3,4-дпбепзцпклогепта- днен-1,3-ол-б

( 1 R ,2S)-{ +

)-экзо- Дпгпдронорборнеол

( 1 R ,25)-( +

)-экзо-Беизнорборнеол

Конфигурация и % п. э. продукта 7 / а

S-{—),

25, 0

S-(-),

50, 2 б

— ) , 22, 7 6

R-{ + ) , 10, 0 Л-( + ) . 18, 0

+ 1 8 , 6

S-( — ) , 0,26

Д - ( - г ) .

6,С

Д - ( - І - ) ,

4, 8 б

Д - ( - г - ) ,

s > 8 6

Рассчитано с учетом того, что для B-(-f-)-"<' [ a ] r j + 1 5 6 ° (этанол). Введена поправка на оптическую чистоту индуцирующего спирта-

Использование атропоизомерного спирта

S-(-\-)-79 дает избы­

ток R-(-r)-77,

что указывает на то, что

должен соответ­

ствовать энантиомеру с формулой 78. Изучение моделей показы­ вает, что в S-79 кольцо А в системе бифенила создает большие пространственные затруднения ОН-группе, чем кольцо В. Если кольцо А рассматривать как Иь-группу, то получаем простран­ ственную формулу, которая является энантиомерной по отноше­ нию к 78. Следует подчеркнуть, что в этом случае проявляется аксиальная хиральность бифенильной системы, а не хиральность


асимметрического атома угле))ода — ситуация, аналогичная рас­ смотренной в гл. 2 для метода установления конфигурационных корреляций по атролактиповой кислоте.

 

о н

, . Н

 

 

В Х П Н 2 / % 0 Н

=

 

M e ^ f = C H 2

Rs' С — R L

\^У/

А Me

 

ОН

М е Me

 

СН2 В

78

S-(+)-79

=

А С Н 2 ^ С — Н

 

 

 

ОН

Очень близкий тип асимметрического синтеза наблюдался при взаимодействии беизолсульфини.тхлорпда (80) с оптически актив­ ным К-метнл-'1-фешіл-2-прошіламппом (S1). Продукт представлял собой смесь неравных количеств эпнмерных сульфнппмидов (82), которые могут реагировать с метпллитием (метилмагнпйгалогеиид неэффективен) с образованием оптически активного фепилметилсзмьфокспда (83) [93]. Конфигурация и избыток эиантномера сульфоксида характеризуют конфигурацию атома серы и состав дпастереомеров в предшествующем сульфииамнде.

Предполагалось, что реакция замещения происходит с обра­ щением конфигурации по аналогии с подобной реакцией сульфинатов с реактивами Грнньяра * ) . Асимметрический синтез соедп-

0

NH.Me

О

С П 3

 

її

;

її

і

м е н

P h — S - C l - P h C H 2

C H C I I 3

— > Ph — S - N - C I I - C l I o P h — . »

 

*

* і

*

 

80

81

M

e

 

82

О

II

— > P h — S — M e

83

нения 82 очень сильно зависит от температуры, причем увеличение асимметрической направленности реакции усиливается при повы­ шении температуры от —70 до 0 °С. Смесь дпастереомеров 82, полученная из S-(+)-81 и 80 при 0 °С, содержала 50%-пый избыток эпимера с /^-конфигурацией по атому серы, тогда как при —70 °С были получены равные количества обоих эпимеров. Возможности синтеза при использовании реакций как сульфината, так и сульфинамида, приводящих к хиральным сульфоксидам, могут быть

" ) При превращеппи 82 -> 83 происходит в небольшой степени потерн конфигурационной чистоты но атому серы (около 1 0 % ) , вероятнее всего вследствие частичной рацемизации соединения 83 [93] .


еще более расширены, если промежуточно образующиеся диастереомеры разделить дробной кристаллизацией до их взаимодействия с реактивом Гриньяра или алкиллитием. Андерсен [5] впервые воспользовался отим методом для стереоспецифического синтеза оптически активных сульфоксидов из сульфинатов, а последую­ щие широкие исследования [610] показали общий характер этой реакции. Мислоу и сотр. [10] сделали ряд обобщений в этой области.

Недавнее сообщение о разделении диастереомерных сульфитов, полученных при реакции метилхлорсульфината с S-( )-дифен-

ацилмалатом [94] (С6 Н5 СОСНа ОСОСН 2 С НОНСООСН 2 СОС6 Н5 ) , открывает новые возможности осуществления асимметрических

синтезов по атому серы.

 

 

8-2.

Асимметрические

синтезы

по

атомі/

азота.

 

Реакция имниов с хиральными перкислотами приводит к опти­

чески активным

оксазиридипам [95,

96]. Было получено два типа

оптически активных продуктов; первые имели как асимметриче­ ский атом азота, так и асимметрический атом углерода [95], а у вторых активность была целиком обусловлена асимметрическим атомом азота [96]. Примеры № 16 в табл. 8-12 иллюстрируют результаты, полученные с некоторыми альдиминами при окислении их в оксазиридииы под действием (11 5)-(+)-моиоперкамфорной кислоты (1) [95]. Продукты, полученные в примерах № 5 и 6, были разделены на диастереомеры, что указывало на наличие асимметрии как по атому азота, так и по атому углерода. Инверсия по атому азота в этих случаях происходила достаточно медленно, что позволяет следить за процессом по изменению оптического вращения. Определенные указания об этом можно получить из при­

меров № 8 — 11, в которых

продукт не имеет асимметрического

атома углерода (R' = R" =

С 6 Н 5 ),

а имин не может существовать

в син- и акти-формах.

 

 

Максимальные вращения для всех оксазиридинов, приведенных

в табл. 8-12, неизвестны, поэтому

степень асимметрического син­

теза ие могла быть вычислена. В

одном из изученных примеров

[95, 96] было проведено сравнение асимметрической направлен­ ности реакции асимметрического окисления с кинетическим разде­ лением. Взаимодействие 2-к-пропил-З-изобутил-З-метилоксази-

ридина (85;

R

= С 3 Н 7 ; R' =--трет-С4Яэ;

R" =

С Н 3 ; табл. 8-12, № 7)

с

бруцином

приводит к частичному

превращению

оксазиридина

в

имин 84

с

образованием N-окиси бруципа

[97].

Непрореагиро-

вавший оксазиридин был оптически активным ( [ a ) D —3,94°). Тот же оксазиридин, но полученный асимметрическим окислением имина под действием (+)-моноперкамфорной кислоты [95, 96], имел в два раза большую оптическую активность (табл. 8-12, № 7).