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: 272

Скачиваний: 0

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

приводит к R-(—)-140;

тот же продукт получается и из 143.

Анало­

гичная обработка транс-141

дает mpauc-R-(—)-139,

который пред­

ставляет собой диастереомер соединения транс-S-(-\-)-139.

Если

исходить из вполне вероятного предположения, что

 

гидрирование

(-\-)-136 происходит

в результате i/uc-присоединения, то

приве­

денные выше данные позволяют с большой степенью

вероятности

считать изображенные па

рис. 9-8 конфигурации

истинными.

Реакцией, которая может быть ошибочно отнесена к превра­ щениям аксиальной диссимметрии в центровую диссимметрию, является перегруппировка Бекмана соединения 145 в соедине­ ние 146 [79, 80] и в конечном итоге в 147 с известпой конфигура­ цией * ) . Пиридоновьш предшественник соединения 145 пред­ ставляет собой л£езо-форму (С5 -точечная группа), но превращение его в оксим вносит элемент хиралыюсти (145 принадлежит к точеч­ ной группе СІ), которая зависит от конфигурации оксима, т. е. от того, находится ли ОН со стороны R- или ^-асимметрического атома углерода, соседнего с атомом углерода в кольце. Однако

(+)-син-в-/45

І46

І47

продукт перегруппировки Бекмана 146 является классическим случаем образования одного энантиомера из возможных двух пар диастереомеров: его хиральиость обусловлена асимметриче­ скими атомами углерода, уже присутствовавшими в предшество­ вавшем оксиме.

Хиральный тракс-циклооктен (С2 -точечная группа) был пре­ вращен в уен7?гро-диссимметричное соединение в ходе определения его абсолютной конфигурации [82] (о других аналогичных при­ мерах, R-148 -»- 154Г ->- 154Д. см. в разд. 9-3). Хотя это соеди­ нение было получено для указанной цели в результате асимме­ трического синтеза (разд. 9-3), оно было разделено путем кристал­ лизации диастереомерных комплексов транс-джхло]}-(транс- цик- лооктен)-(а-метилбензиламин)платины(П) [S3]. Левовращающий энантиомер (148) был превращен в (1S, 25)-(-Ь)-1,2-диметоксицик- лооктан (149), который в свою очередь был синтезирован из (2Л,Зі?)-(+)-вшшой кислоты [150] такой последовательностью реакций, которая позволила установить его конфигурацию. Конформация 148, показанная на схеме, может быть не единственной конформацией с низкой энергией; действительно, было высказано

*) Об аналогичных примерах, которые не подходят под определение аксиальной хпральностп, см. в статье [81], стр . 399.

предположение [84—86], что затрудненное вращение вокруг связи С-5 — С-6 вносит второй элемент диссимметрии, который может прпвестп к существованию пары изомеров, обладающих значи­ тельным энергетическим барьером для взаимопревращения в пгряис-соединенпе * ) . То, что такие конформациоиныс диастереомеры могут быть выделены при комнатной температуре, кажет­ ся очень мало вероятным. В любом случае на всех стадиях конфи-

I—?Ju Г~\^*0Ш M e 0 v / — \ н \ - - с о о н

"Г

° Н

м е с Г Ч - У

н - ? % о о н

l q °

 

149

иг!

/50

транс-R-(+)-

 

 

н о

циклооктен

 

 

(2",ЗЯ)-(+)-винная

хислота

гурацпонпых корреляций может проявиться только хиралыюсть, обусловленная копформацией при двойной связи. Однако значе­ ние параметров активации для рацемизации оптически активного тряноциклооктена [87] несколько затушевывается [84] этими дополнительными конформационпыми возможностями.

Случай переноса аксиальной хпральпости спиросоедииения на центровую хиралыюсть наблюдался при перегруппировке Стивеиса (разд. 9-1.3) четвертичного аммониевого спирооснования (обладающего С2 -спмметриец) в хиралыгый мостиковый третичный амин при нагревании исходного соединения NaOM в диглиме [88].

Попытка получить оптически активный спиро-[3,3]-гепта- диен-1,5 по реакции Гофмана исчерпывающим метилированием четвертичного основания, полученного из оптически активного 2,6-бис-диметиламииоспиро-[3,3]-гептаидиметиодида, была безус­ пешной [89].

Хиральный реагент Виттига, приготовленный из ( £ ) - ( + ) - бензилметилфенил-к-пропилфосфонийбромида, был обработан 4-метилциклогексаноном; в результате был получен ( £ ) - ( + ) - беизилиден-4-метилциклогексан (43% и. э.). Из других прохиральных циклоалканонов было получено семь других хнральных бепзилиденовых производных [90].

*) Было отмечено [85, 86], что оптическое вращение т/ншс - циклооктеца

впервую очередь обусловлено днссимметрией двонпой связи в твнст-

копформацин,

по первоначально

[85] абсолютная конфигурация

(—)-трапс-

цпклооктена была ошибочно предсказана па основе теоретических

расчетов,

которые, как

полагали, годятся

для данного случая. Это отнесение кон ­

фигурации было затем изменено

па обратное [86] .

 

9-3. Реакции

асимметрического

длимитіроваиия

 

Известеп ряд реакций, в которых хиральная группа элимини­ руется с образованием оптически активного алкепа. Такое превращение является одним из видов «асимметрического синтеза с самопожертвованием».

Примером [91], в котором превращение протекает с довольно высокой степенью сохранения хиральиости, служит реакция элиминирования по Гофману, когда (—)-151 дает (-\-)-цис, транс- циклооктадиен-1,5 (152; 80% и. э.) * ) .

Были изучены оба изомера (А н Б). Абсолютные конфигурации соединений (—)-151 и (А-)-152 неизвестны. Однако оказывается возможным предсказать стереохимические соотношения между 151

и152 путем рассмотрения вероятного механизма элиминирования

икоиформационных моделей.

 

 

R-152

S-15Z,

/5iA.[<xh-14,92°

M j

+ 121,3°

•І5ІБ,

[<х]»+14,30°

[<х]р

-120,5°

Недавно было показано, что реакция элиминирования по Гофману гидроокиси ]М,К,]М-триметидциклооктиламмония дает смесь цис- и трамс-циклооктеиа; тпранс-циклооктен образуется исключительно по «ш-механизму [93]. Полагая, что это же спра­ ведливо и для четвертичного основания, полученного из 151, на основании изучения моделей следовало ожидать, что образо­ вание S-152 должно происходить в результате преимущественной

потери

5-энантиомером

у С-8 (/гро-і?)-водорода. Потеря (npo-S)-

водорода тем же 5-энантиомером

(и опять по син-механизму)

должна

привести к

неактивному

цис,цис-цжклоокта^иеку-1,5.

Таким образом, если S-151 представляет (—)-эиантиомер, то можно предвидеть, что S-152 будет (+)-энантиомером и наоборот. Полное отсутствие оптической активности в продукте может быть результатом некоторого нестереоселективного син- или анти-элж- мииироваиия, частичной рацемизации либо продуктов, либо исход­ ных соединений в условиях реакции или результатом использо­

вания

недостаточно

оптически чистого

исходного

соединения.

В другом примере изучения асимметрической реакции элими-

*) Максимальное

удельное

вращение соединения 152,

составляющее

— 152°,

найдено в результате

расщепления

рацемата [92] с

участием

(-\-)-транс-}ціхло]з-(цис,

шракс-циклооктадпен-1,5)-(а-метплбензпламтш)пла-

т и и ы ( П ) ;

возможно, что

разделение было неполным, см. ссылку [9]

в рабо­

те [92] .

 

 

 

 

 

 

3 0 - 0 7 7 7

шіровапня по Гофмаиу [94] было найдено, что пиролиз хираль­ ного четвертичного основания, содержащего в качестве замести­ теля циклооктпл и полученного из (—)-153 (99.(5% и. з.. конфигу­ рация неизвестна), приводит с 89%-пым выходом к смеси транс-

нг{.ис-циклооктенов в отношении 60 : 40. Было найдено, что

;нрднс-нзомер обладает слабой оптической активностью

[R-(—)-148;

1.4%

и. э.]. При

получении »флнс-цііклооктепа

путем

обработки

 

 

Ob-

 

 

н

 

н

 

 

 

s? 96

•6?

 

 

 

 

сю;

 

н

 

 

н

 

 

 

(~)-153

 

 

в - ( - ) . / 4 в

s . ( + ) . / 4 8

 

(—)-153 амидом

калия в жидком

аммиаке

при —'А) °С образовы­

вался

в избытке

энантиомер S-(~r)-l48

(2.4—2.7"о п. ;•>.). В обеих

реакциях

эиантпомерные

исходные

соединения

дают

продукты

с противоположной

хиральностыо.

 

 

 

 

В

этой

реакции

происходит

перенос центровой асимметрии

с азота на С2 -диссн.мметрпю 7»/ммс-цпклооктена. Элиминирование, по-вндпмому. происходит по £2 -с(ш-механпзму [93] с отрывом водорода у С-2 или С-8. что приводит к эпаптиомерным продуктам. Оба сгш-а-атома водорода диастереотнппы, и, следовательно, оба дпастереомерных переходных состояния для реакций элиминиро­ вания не будут идентичными и эиаптпомеры 148 не образуются в точно одинаковых количествах. Пет смысла пытаться анализи­ ровать в деталях факторы, приводящие к низким степеням асим­ метрического синтеза в этих реакциях и приводящие к обращению стереоселективности в различных условиях реакции. Разница между величинами асимметрического синтеза —1.4и — 2,7% состав­ ляет менее 0,1 ккал/моль ( 0 , 4 « Ю - 3 Дж/моль), н изменение этой величины может быть с полным основанием отнесепо за счет влияния растворителя, температуры и природы реагента.

Попытки получения оптически активного /я.раке-циклооктепа и m-ранс-циклодецеяа путем пиролиза хиралытых циклооктил- и циклодецилгидратропатов [95] привели в обоих случаях к неак­ тивному циклоалкену. Такие результаты и следовало ожидать, так как при температуре реакции продукты рацемизовались [96, 97].

Изящный, прямой синтез оптически активного транс-цпкло- октена (почти 100% и. э.) осуществлен через цептродиссимметричные соединения 154А и 154В [98]. Тионокарбопат (154А, [а]Ц --17,2°; СНС13 ) был получен из (-і-)-т,ракс-циклооктандиола-1,2 ([CZJ'D2 -J-16,9°, абсолютный спирт; разделен через стрихииповую соль кислого фталата) при действии ^1\т '-тиокарбоиилдиимидазо- ла. Реакция (~\-)-154А с триизооктилфосфитоді при 130 °С (с эли­ минированием азота в целях удаления соединения 148 но мере

его образования для предотвращения рацемизации)

приводит

с выходом 84% к Д-(-)-???р««с-октену [R-(-)-148;

[ a ] D - 4 2 3 ° ; 99%

awe-изомер а; эиантиомерно чистый — вывод

сделан

на основа­

нии максимальной величины [ a ] D . полученной путем расщепления рацемата [S3] под действием комплекса [Pt — a-метилбеизиламии].

ССЬ

 

 

 

н

hv

 

/54А,Х

=

О,

Y =

S

 

 

 

 

154 Г

^ 7

154Д

154Б,

Х =

S,

Y =

NH

 

 

 

из (+)-154А:

/00%

и.з.

Я-(-)-148

 

/54 5,

X =

S ,

У-5

 

 

 

из(-)-154В:

96%

и.э.

S-(+)-/4в

 

 

 

 

 

 

 

 

Реакция г/г/с-циклооктена с роданом,

а затем

с НВг

приводит

к иминодитиокарбоиату (154Б).

Это

соединение

расщеплено на

антиподы через соль (—)-1-феиилэтансульфоновой

кислоты с обра­

зованием изомера

(+)-154Б, который

был превращен в

(—)-154В

под действием I I 2 S

в этаноле. Обработка

(—)-154В 1,3-дибензил-

2-метил-1.3,2-дпазофосфолпдином при

30 °С дала

S-(-\-)-148 (99%

транс,

96%

п. э.).

 

 

 

 

 

 

Оптически активный /иракс-циклооктеп, полученный указан­ ным выше методом. был превращен в центродиссимметрпчпые производные [98] по реакции с OsO.-, и диазометаном (см. пример

148-У- 149). Из R-{—)-14S был получен (—)-154Г, из которого прп облучении отщеплялся азот с образованием (-\-)-154Д, содержа­ щего только 4% г/г/с-срощенного изомера. Эпантиомерная чистота соединений 154Г и'154Д, полученных этим путем, была неизвестна, по, как полагают [98], она блпзка к величине для ??гракс-цикло- октена, из которого опи были получены.

Попытки асимметрического синтеза тропидина из гиосциамина [99] оказались неудачпыми из-за того, что гиосциамин рацемйзовался при температуре ниже температзфы образования тропидина в процессе элиминирования. Однако опыты по пиролизу хиральных сложных эфиров 4-метилциклогексилгидратропатов [99—101] ока­ зались успешными. Все четыре днастереомера 155 дали оптически активный 4-метнлциклогексеи, однако избыток энаитиомера во всех случаях был менее 1 % (рис. 9-9). Конфигурация 4-метилциклогек- сеиа известна [100]; была предложена структура переходного состояния для корреляции ее с конфигурациями эфиров, которые использовались в пиролизе. Однако исходпый асимметрический центр оказался далек от того участка в молекуле, который ответ­ ствен за создание нового хирального звена, а существование ряда конформационпых возможностей делало такую модель весьма ненадежной, особенно если иметь в виду, что асимметрическая направленность реакции была так невелика.

Смотрите также файлы