Файл: Краббе П. Применение хироптических методов в химии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 13.07.2024

Просмотров: 133

Скачиваний: 0

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

ДОВ и КД функциональных групп

39

ка кольчатых систем. Например, если применяют пра­ вило октантов к циклогексанону, образованному углерод­ ными атомами С-8, С-9, С-11, С-12, С-15 и С-16 дитерпенового производного 13, то экспериментальный эффект Коттона ([0]зо2 = —6740°) согласуется с октантной проек­ цией 13а. Действительно, углеродный атом С-9 является сильно скошенным и попадает в отрицательный октант. Отрицательному вкладу атома С-9 способствует то, что кольцо А т а к ж е расположено в отрицательном октанте, в то время как атом С-14 находится в положительном октанте [171].

14

13

 

 

Сильный эффект Коттона, наблюдаемый у

бицикли-

ческих кетонов 14 и 15,

обусловлен,

главным

образом,

скошенными углеродными

атомами

циклопентанонового

кольца. tfMC-p-Бициклический кетон 14 дает интенсивную

положительную

кривую

К Д

([0]3 O i =

+ 11350°),

в то

время

как г{«с-а-изомер

15 дает отрицательную кривую

К Д большой

интенсивности

([Э]зо2 =

—11.520°)

[172].

Таким

ж е образом можно

объяснить

положительный

эффект

Коттона, который обнаружен у

D - ( + ) - камфоры

1 (рис.

2).

 

 

 

 

 

Следующий пример показывает, что иногда предпо­ чтительная конформация молекулы может быть опреде­ лена с помощью знака эффекта Коттона. Э-Метнл-г^нс- декалон-1 16а может принимать конформацию кресла 166 или 16в. Согласно правилу октантов, этот бициклнческий



40

Глава 2

кетон будет иметь отрицательный или положительный эффект Коттона соответственно в двух возможных двухкресельных конформациях 166 и 16в. Действительно, экс-

\6а

Ш б

16в

пернментальный эффект Коттона является положитель­ ным (а = + 51°), показывая, что молекула принимает

Таблица 4

Эффект Коттона в кетостероидах [19, 20]

 

 

 

Э ф ф е к т

Коттона

Положени е

 

 

 

 

 

 

карбо­

Конфигура­

Д О В

 

К Д

нильной

ция

 

группы

 

Молекул ярпая Молекулярная

 

 

амплитуда

эллиптичность

 

 

а,

град

|В],

град

I

5аН

- 2 5

— 1 200

 

5ВН

— 136

-11

100

2

5аН

+

120

+9

800

 

5ВН

- 34

- 2

800

3

5аН

+56

+4

200

 

5В Н

- 2 7

— 1 500

4

5аН

- 9 4

- 7

700

 

58Н

 

+3

 

+

250

6

5аН

- 7 6

- 4

600

 

5ВН

-160

- 14

000

7

5аН

- 23

—2

200

 

5SH

+29

+2

400

11

5аН

+

13

+

1 100

12

56 Н

+

15

+

1 230 •

5аН

+40

+3

300

 

5ВН

+20

+ 1 900

15

14аН

+

140

+

11 000

 

14ВН

-100

- 8

200

16

14аН

—240

- 19

000

 

14ВН

+

137

+

11

200

17

14аН

+

140

+

11 400

 

146Н

+34

+3

500


 

 

ДОВ и КД функциональных

групп

41

предпочтительную конформацию 16в. М о ж н о

сделать вы­

вод,

что,

если абсолютная конфигурация кетона изве­

стна,

его

абсолютную конформацию

можно

определить

на основании знака эффекта Коттона и, наоборот, если конформация вещества установлена, абсолютную конфи­ гурацию можно найти с помощью оптических данных (рис. 10).

В табл. 4 приведены эффекты Коттона, обусловленные карбонильной группой, находящейся в различных поло­ жениях стероидного ядра. Из этой таблицы хорошо вид­ но, насколько полезны хироптические свойства для опре­ деления как строения, так и стереохимии молекулы [19, 20].

Имеется ряд спорных вопросов в отношении правила октантов [71, 72, 173—179]. Тем не менее, опубликовано свыше тысячи работ, в которых это правило успешно применено для всех классов оптически активных соеди­ нений, от кетонсодержащих алифатических соединений до полициклических молекул [19, 20].

2.8.а-ЦИКЛОПРОПИЛКЕТОНЫ, а-ЭПОКСИКЕТОНЫ. ВИЦИНАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ

«Обратное»

правило октантов

было

предложено для

а-циклопропила

и а-эпоксикетонов

[180—182]. Д л я пояс­

нения обращенного

правила октантов

можно

сравни­

вать эффекты Коттона, которые обнаруживают

3-метил-

циклогексанон

17 ([9] — +

1980°)

и 6-метил-[2,5]-спиро-

октанон-4 18 ([9] =

+ 9 6 0 ° )

[183].

 

 

 

18

21

Первоначальное правило октантов предсказывает суще­ ственное увеличение положительного эффекта Коттона при переходе от соединения 17 к соединению 18, так как циклопропановое кольцо находится при углеродном


42

Глава 2

атоме С-2 (рис. 9). Однако молекулярная эллиптичность соединения 18 более чем вдвое меньше эллиптичности соединения 17, что говорит об отрицательном вкладе циклопропанового кольца.

Имеются

некоторые

исключения

из

этого

правила

[184,

185]. Тщательное

исследование

К Д

большого

числа

таких

кетонов показало,

что знак я —> я*-эффекта

Кот­

тона определяется октантом, в котором

находится

мети-

леновая группа (в циклопропилкетонах)

или группа, со­

д е р ж а щ а я

кислород

эпоксикетонах). З н а к

опреде­

ляется по обычному и обращенному правилу

октантов

соответственно [186—188].

 

 

 

 

Неожиданные хироптические свойства некоторых а- эпоксикетонов и а-циклопропилкетонов показывают, что для кетонов, которые имеют функциональную группу в «-положении к карбонилу, правило октантов надо при­ менять с осторожностью [173—179, 184—188]. Действи­ тельно, было обнаружено, что а-фторкетоны [17, 19, 20],

некоторые

оксикетоны [19, 20],

а-кетолы, а-ацетоксикето-

ны [189], а

т а к ж е аминокетоны

[190, 191] иногда обнару­

ж и в а ю т эффекты Коттона, не

подчиняющиеся обычному

правилу октантов.

 

2.9. а, (3-НЕНАСЫЩЕННЫЕ КЕТОНЫ

Сопряженные кетоны имеют по меньшей мере два максимума поглощения между 220 и 400 нм. Интенсив­ ный максимум поглощения между 230 и 260 нм приписы­

вают

я - * я * - п е р е х о д у (/С-полоса)

сопряженной карбо­

нильной группы. Менее интенсивная

полоса поглощения

около

340 нм соответствует п —> я*-переходу карбоиила

(У?-полоса). Оба перехода являются оптически актив­

ными

в асимметрическом окружении.

На

рис.

10

приведены

кривые К Д энантиомерных

дикетостероидов

19а и 196

[192, 193]. Температура плав­

ления

УФ-,

ИК-, Я М Р -

и

масс-спектры этих изомеров

идентичны.

Оптические

свойства позволяют подтвердить

относительную и абсолютную конфигурацию данных со­ единений. Рис. 10 показывает, что оба перехода в Д4 -3- кетохромофоре являются оптически активными, но боль­ шей оптической активностью обладает /(-полоса но сравнению с /^-полосой, характеризующейся сложным эф-