книги из ГПНТБ / Блага К. Основы стереохимии и конформационного анализа

генты действуют как восстанавливающие агенты по цикличе­ скому механизму, где атом магния координируется с атомом кис­ лорода карбонильной группы, а атом водорода при р-углеродиом атоме реагента участвует в восстановлении. Восстановление про­ исходит очень медленно, если углеродный атом в р-положении

различных переходных состояния. Вероятность их образования будет обусловливаться различием в несвязанных взаимодей­ ствиях между имеющимися группами. Асимметричность течения

грег-бутильная группа кетона и метальная группа реагента рас­ положены по одну сторону шестичленного цикла. Переходное состояние (XIX) менее вероятно, поскольку взаимодействие двух самых больших групп, находящихся на одной стороне кольца, значительно сильнее, чем в первом случае. Можно связать абсо­ лютную конфигурацию алкилгалогенида с конфигурацией образующегося спирта. Если разветвление цепи алкилгалогени­

выход. Это согласуется с предполагаемым видом переходного

Аналогичным образом можно объяснить асимметрическое восстановление, осуществляемое с помощью алкоголятов, полу­ ченных из оптически активных спиртов, в которых гидроксильная группа непосредственно соединена с асимметрически замещен­ ным атомом углерода:

180

Д в а переходных состояния, возможные при восстановлении

обладающим и определяет конфигурацию преимущественно об­ разующегося энантиомера ( X X I I I ) . В случае гомологического алкоголята с асимметрическим атомом углерода в а-положении к гидроксильной группе циклическое переходное состояние, где асимметрически замещенный атом выступает в качестве компо­ нента цикла, не может реализоваться . Попытка осуществить асимметрическое восстановление с помощью алюмината (—)-2- метилбутанола не предпринималась, однако этот процесс, по-ви­ димому, принципиально возможен .

Оптическая активность продукта реакции может быть обус­ ловлена не только асимметрическим углеродом, но и другим ти­ пом хиральности. Восстановление рацемического циклического кетона(ХХ1У) с помощью смеси (+) - 3,3 - диметил - 2 - бутанола и грет-бутил ата алюминия приводит к образованию одного энан­ тиомера циклического спирта ( X X V ) , одновременно в реакцион-

* Следует иметь в виду, что восстановление по Меервейну-Паиндорфу обратимо; эти выводы имеют силу только для реакций, протекающих за кинетически небольшой промежуток времени (в большинстве случаев — не­ сколько часов) до того, как устанавливается равновесие.

181

Рассмотрение молекулярных моделей * показывает, что кар­ бонильная группа атропоизомера (XXVI6) значительно более до­ ступна для молекулы восстанавливающего агента, так как при этом отсутствует взаимодействие объемистой трет-бутильной группы с ароматическим кольцом и только небольшая метильная группа приближается к нему. Изомер (XXVI6) более легко вос­ станавливается, чем изомер ( X X V I a ) , и будет, следовательно, преобладать в спиртовой фракции . Основываясь на этих рассуж­ дениях, можно определить пространственные связи между атропоизомерами дифенильного типа и веществами с асимметриче­ скими атомами.

стрелке вокруг оси, перпендикулярной к плоскости бумаги, сдвигает всю конфигурацию от наблюдателя; при тех же условиях в случае формулы (XXVI6) это вращение приближает ее к наблюдателю. В обеих формулах гидроксильная группа восстанавливающего агента (спирта) находится перед плоскостью бумаги (на схеме не показана); С = 0-группа показана точкой.

182

из (—) -2-октанола[2-0] и эквимолекулярного количества этилмагнийбромида, с масляным альдегидом:

преимущество по сравнению с предыдущим методом: реакция может проводиться в эфире, который понижает обратимость ре­ акции и связанное с этим равновесие.

Особым случаем асимметрических реакций является восста­

Асимметрическое восстановление кетонов можно осуществить сходным образом. Эксперименты с L i A l D 4 показали, что восста­ новление действительно осуществляется гидридными водородами и что модифицированная реакция Меервейна — Панндорфа,

}83.

которая могла бы быть вызвана образующимся алкоголятом, не имеет места. В этом случае связь между абсолютной конфигура­ цией первоначальных спиртов и продуктов восстановления может быть определена с помощью, например, хинных алкалоидов в качестве исходных оптически активных спиртов. Восстановление

цинхониновых алкалоидов, которые являются эпимерами первой

ния до сих пор неизвестной конфигурации днарил - и цикло-

А С И М М Е Т Р И Ч Е С К И Е Р Е А К Ц И И , О Б У С Л О В Л Е Н Н Ы Е У Ч А С Т И Е М О П Т И Ч Е С К И А К Т И В ­ НОГО К А Т А Л И З А Т О Р А

Известно очень немного асимметрических реакций, вызывае­ мых простыми химическими катализаторами . М о ж н о привести лишь один имеющий определенное значение пример — асиммет­ рический синтез циангидринов, катализируемый оптически актив­ ными основаниями -*- алкалоидами . В этих условиях продуктом реакции альдегида с синильной кислотой является оптически активный а-гидроксииитрил, более или менее рацемизованный в зависимости от характера катализатора и времени реакции.

184

х х х п

Оптический выход, в основном, определяется конфигурацией атома Со) (см. табл . 4) . Значительную роль играют и другие

асимметрические атомы углерода молекулы катализатора, а так­ ж е общая структура молекулы, так что стереохимическое тече­ ние реакции нельзя детально интерпретировать. Таким образом, это подтверждает, что для объяснения стереохимических связей при асимметрических превращениях необходимо брать в качестве субстрата оптически активный компонент с одним асимметриче­ ским атомом с известной абсолютной конфигурацией. З а с л у ж и ­ вает внимания реакция присоединения к олефиновой двойной связи ( — ) - диизопинокамфенлборана, получаемого при гидроборировании а-пинена. После окисления образуются спирты с высо­ кой оптической активностью. Працейусом была описана реакция несимметрично замещенных кетенов со спиртами в присутствии

185

оптически активных алкалоидов, при этом были выделены слож­ ные эфиры с определенной оптической чистотой.

Большинство многочисленных попыток различных авторов осуществить асимметрический синтез с помощью оптически ак­ тивного растворителя были ошибочны по своей принципиальной постановке и, естественно, оказались безуспешными. В качестве примера можно привести попытку асимметрического восстанов­ ления фенилглиоксиловой кислоты с помощью цинка в водном растворе винной кислоты. В реакцию вступает водород, но вин­ ная кислота вообще не принимает никакого участия в присоеди­ нении водорода по двойной связи С = 0 . Эти реакции будут успешны только в тех случаях, когда молекулы оптически актив­ ного растворителя сольватируют исходное вещество или реагент определенным и стабильным образом .

Примером служит применение оптически активных эфиров в реакции присоединения гриньяровских реагентов. Известно, что две молекулы эфира или амина, используемые в качестве раство­

вещества. Наличие второй молекулы растворителя допускает два

асимметрическая реакция в (-|-)-2,3-диметоксибутане, сначала со сложным реагентом, полученным из 2,2,6-триметил-6-хлорцикло-

концепцией. Оптическая активность в реакции бензальдегида с

186

188

189