книги из ГПНТБ / Прилежаева Е.Н. Реакция Прилежаева. Электрофильное окисление

м п 0 2 ^ Н С -

Совершенно аналогично сесквитерпеноидный спирт неролидол дает только циклические продукты окисления, в случае же формильной защиты его гидроксила из него можно получить (че­

v

OR

Изопреноидные гераниол (А) и нерол (Б), содержащие гидроксильную группу в большем удалении от концевой С = С-связи, окис­ ляются буферированной Н У К без циклизации, хотя и не совсем избирательно [31], в первом случае — с частичной изомеризацией по С =С-связи.

238

Авторы работы [32], исходя из эпоксида цитронеллола, осу­ ществили синтез изопреноидных тетрагидропирановых произ­ водных (В) и (Г), составляющих основу запаха болгарской розы:

в г

Окисление принадлежащих к этому же ряду цитронеллаля и цитраля уже рассматривалось выше (см. Введение и главу I I I ) .

Моноциклические монотерпеноиды

Основные работы в этом разделе группируются вокруг окисле­ ния ключевого углеводорода этого класса — лимонена. Возмож­ ность получения из него как моно-, так и диэпоксида, показанная Прилежаевым, а также Меервейном (см. «Введение»), была затем подтверждена другими авторами при использовании различных НК [33—36]. Наилучший выход моноэпоксида (90%) получен при окислении НУК в растворе хлороформа [36]. Этот эпоксид стал промышленным продуктом, а также был найден в при­ роде.

Окисление лимонена идет нестероспецифично с образованием эквимолярной смеси цис- и /пракс-эпоксидов [37—41], что было доказано на основании изучения продуктов, получаемых при раз­ мыкании этих окисей [37, 38, 40], и методом аналитической ГЖХ [39, 41]. Ввиду термолабильности этих эпоксидов исполь­ зовать для их разделения препаративную ГЖХ пока не уда­ лось [39].

Такие же стерические соотношения наблюдаются и при эпокси­ дировании карвоментена [39, 43—46], причем та же смесь 1,2-эпокси-п-ментанов может быть также получена гидрирова­ нием эпоксидов лимонена [14, 47] 4 .

4 В некоторых из этих работ стереохимия эпоксидирования не исследовалась.

239

/

Эти окиси, для которых были разработаны стереоспецифические пути синтеза, послужили удобными моделями для изуче­ ния сложных закономерностей стереохимии размыкания оксиранового цикла в зависимости от конформационных эффектов нескольких заместителей в шестичленном кольце (библиографию см. в [40, 42]).

Другими удобными моделями являются окиси А3 - и Д2-гс- ментенов. Первую из них получили Огата [48] и позже — Пигулевский и Кожин [43] при действии НБК на смесь изомерных ментенов, из которых избирательно окислялся А3 -ментен (см. также [40])

[50, 51] окисляется медленнее лимонена, причем окисление перво­ начально направляется в боковую цепь; из двух диэпоксидов

Эпоксидный цикл вступает преимущественно в торакс-поло­ жение к изопропильной группировке в торакс-/г-ментене-2 [52], а в случае г^ис-п-ментена образуется экримолярная смесь эпимеров. Это свидетельствует, по-видимому, о том, что последний

240

1 : 1

Об окислении других изомерных лимонену углеводородов — изолимонена с неисследованной стереохимией [54], а- [55] и у-терпиненов [56] и сильвестрена [57] (А, Б, В и Г соответственно) — имеются лишь отдельные указания.

Подробно обследовалась и стереохимия эпоксидирования терпи- нен-4-ола [58, 59]. В реакционной смеси были найдены а- и (З-эпоксиды в различных соотношениях, причем содействие гидроксильной группы, способствующее образованию R-изомера, боль­ ше всего проявлялось в среде галоидуглеводородов. При гидра­ тации оба эпоксида дают тот же триол, неожиданное образование которого при окислении бициклического сабинена было иссле­ довано в ряде работ [59, 60]. Оказалось, что этот триол образу­ ется из примесей терпинен-4-ола, всегда присутствующих в сабинене [59].

(в = сн3. НООСС,Н4, н).

241

/

Любопытно, что при гидроксилировании (+)-терпинен-4-ола НМК образуется не упоминавшийся выше триол, а (+)-2-эн.<9о-окси- 1,4-цинеол, что объясняют внутримолекулярным алкоголизом оксиранового цикла промежуточной окиси в сильнокислой среде [59] (см. стр. 241).

Содействие со стороны ОН-группы в высокой степени прояв­ ляется и при эпоксидировании а-терпинеола (А) [61], но, судя по строению образующихся продуктов, почти не имеет места в слу­ чае тракс-тг-ментен-2-ола-8 (Б) [51]

Б

При окислении пинеола стереохимия продуктов определяется экранированием со стороны расположенных на мостике геж-ди- метильных групп [62]:

Судя по довольно старым данным, содержащимся в работе [55], /г-ментендиол дает при окислении НБК нормальный эпоксид, а тг-ментен-2-триол-1,4,8 при окислении Н У К образует триоксицинеол [63]:

Кетоны ряда моноциклических монотерпеноидов эпоксидируются нормально по двойной связи; для пулегона данные Приле­ жаева (см. Введение) подтверждены более поздней работой Пигу-

242

левского и Мироновой [64]. Изопулегон также дает эпокись, ко­ торая при кислотной циклодегидратации легко переходит в ментофуран [65]:

с6 н5 со3 н

Недавно осуществлен следующий изящный путь перехода от моноциклических терпеноидов к бициклическим 8- и 9-замещен- ным каренам типа найденного в природе и обладающего высокой физиологической активностью сиренина [66]. В качестве исход­ ного использовали метилперрилат, полученный из периллового альдегида; окисление последнего НК шло по Байеру — Виллигеру с образованием енформиата.

Наконец, следует здесь еще упомянуть о работах Каррера [67], Нава [68] и Ружички [69] с сотр. по окислению МНФК и НБК монотерпеноидов циклогексенового типа из группы иононов: а - и 6-иононов, а также дигидроионона. Последний был исполь­ зован для различных синтетических подходов к соединениям, содержащимся в серой амбре [69].

Новые синтетические возможности для синтеза гормона абсциссина представляет частичное образование (наряду с гликолем Б)

243

Б

аллилового алкоголя (А) при кислотном размыкании эпоксида (3-ионона [70].

Бициклические монотерпеноиды

В этой группе терпеноидов, особенно широко распространен­ ной в природе и составляющей основу скипидаров, получаемых из различных хвойных пород, эпоксидирование действием НК изучалось для всех основных типов углеводородов (табл. 1).

Из таблицы видно, что бициклические монотерпеноидные углеводороды с внутрициклической С=С-связью дают значитель­ но более стабильные эпокиси, в то время как терпеноиды с экзоциклической С=С-связью легко изомеризуются в процессе окис­ ления. Так, при окислении сабинена вовсе не описано получения окиси, а только — сабиненового альдегида в смеси с ацилатами гликоля [71, 72], возможно, потому, что этот углеводород, повидимому, не окисляли в строго буферированных условиях. Легкость изомеризации окиси |3-пинена уже в процессе окисления была замечена еще Меервейном [97] и Файдутти [88]; последний получил при этом (одновременно с Н. А. Прилежаевым [87]) дигидромиртеналь. В сильно кислой среде окись В-пинена легко дает с размыканием цикла перилловый алкоголь (А), а из него окислением получают перилловый альдегид [98], на что также указывал еще Прилежаев [82].

ососн3 А

244

245

Т а б л и ц а 1 (продолжение)

246

личных солей (см., например, [75, 80, 85, 99—104], а также обзоры [105, 106]). Эти реакции, часто сопровождающиеся изменениями углеродного скелета, во многом определяют ценность этих окисей для различных синтетических целей.

Исследование стереохимии эпоксидирования бициклических монотерпеноидов связано с большими трудностями, так как вы­ сокая термолабильность образующихся эпоксидов до настоящего времени сильно ограничивает применение аналитической, а тем более — препаративной ГЖХ . Это отражено в табл. 1, которая в стереохимической части носит несколько противоречивый харак­ тер. Данные таблицы в основном опираются на ГЖХ продуктов, полученных при размыкании эпокисей чаще всего восстановитель­ ными методами (действием алюмогидрида лития, гидрированием Ni/Re или в последнее время — литийэтиламина). Обсуждение этих реакций выходит за рамки этой небольшой книги, однако сложность их трактовки не раз приводила к ошибочным данным относительно стереохимии реакции эпоксидирования, которые затем исправлялись в последующих работах.

Тем не менее ясна общая закономерность: эпоксидирование, как правило, идет преимущественно с наименее экранированной

247