книги из ГПНТБ / Моррисон Д. Асимметрические органические реакции

и. э.; общий выход сырого продукта 55%) [30]. При осуществлении

30

[R* = (— )-.ментил]

этой последовательности реакций возникает возможность увели­ чения концентрации одного изомера по отношению к другому в результате кинетического разделения путем либо неполного декарбоксилирования, либо неполного гидролиза. Тем не менее этот пример, по-видимому, является достоверным случаем асимметри­ ческого синтеза. При перекристаллизации сырого продукта 30 удаляется некоторое количество коричной кислоты и вследствие этого происходит концентрирование (—)-изомера соединения 30, причем (—)-3-окси-3-фенилпропановая кислота образуется с 5 8 % - ным и. э. Поскольку отсутствуют другие примеры, нельзя сделать общие выводы; однако эта система, по-видимому, представляет интерес для дальнейшего изучения.

Наибольшая стереоселективность, наблюдавшаяся в реакциях альдольной конденсации, обнаружена в случае реакции (—)-мен- тилацетата и ацетофенона (табл. 4-1, № 1, 93% н.э.) при исполь­ зовании такого сильного конденсирующего агента, как диэтиламиномагнийбромид, приготовляемый добавлением эквивалентного количества диэтиламина к этилмагнийбромиду [31]. Степень стереоселективности во всех случаях, когда исходным служил пропиофенон, была ниже (№ 2—7, 20—70% и. э.) [32]. Степень асим­ метрического синтеза обычно выше, если в качестве хиральногоагента применяют ментальную, а не борнильнуго группу [33]. В двух случаях, представляющих собой исключения из этой зако­ номерности (№ 10, 11 и 12, 13), найденная величина степени асим­ метрического синтеза настолько низка, что измеренные величины весьма сомнительны. Однако примеры № 18 и 19 следует рассмат­ ривать как вполне определенные исключения из правила. При асимметрическом синтезе в системе бензоилформиат — атролактат,

(—)-ментильные и (—)-борнильные эфиры, которые имеют одина­ ковый хиральный порядок групп R S , R M и R L у карбинольных центров (31 и 32), индуцируют образование избытка одного итого же изомера (рис. 4-4).

При альдольной конденсации (—)-ментиловый и (-]-)-борнило- вый эфиры обычно индуцируют одну и ту же хиральность в про-

кулярных моделей указывает на необходимость учета таких взаимодействий, поэтому их нельзя полностью исключить из рас­ смотрения. В то же время причина стереоселектнвности может за­ ключаться в различии электронных взаимодействий фенпльной и 71-метоксифеннльной групп: желательно было бы обобщить соответствующие данные для корреляций констант а — р уравне­ ния Гаммета, что могло бы помочь в выборе между этими возмож­ ными объяснениями.

При использовании о-толнлфснплкетона в качестве субстрата

синтезов, основанным на стерическнх факторах. Было бы инте­ ресно получить результаты, применяя другие субстраты, такие, как мезптилфепнлкетон и 2,4,6-трпметплбеизальдегид. Необходимо обобщить данные, касающиеся стереохимического влияния ряда других субстратов и хнральных индуцирующих агентов, прежде чем удастся правильно объяснить факторы, контролирующие протекаине этого типа асимметрических синтезов. Некоторое сопо­ ставление результатов, полученных при изучении этой системы (табл. 4-1) и при исследовании асимметрической реакции Рефор­

В старой химической литературе ^имеется обзор [37], посвящен­ ный препаративным возможностям реакции Реформатского, но без рассмотрения ее стереохимии. Формально реакцию Реформатского можно сравнить с реакцией Гриньяра, в которой цинкорганпческий реагент, полученный из а-галогеноэфира, заменяет реактив Гриньяра. В обеих реакциях возникает новый хиральиый центр, если R-группы различны, как показано на рис. 4-5. Два различ­ ных пути могут приводить к асимметрическому синтезу. Если карбонильное соединение хпрально, то будет происходить асим­ метрический синтез того типа, который подчиняется правилу Кра­ ма. Хотя имеется ряд отдельных примеров таких случаев, систе­ матических исследований в этом направлении проведено не было (реактив Реформатского не приведен в табл. 3-1—3-7). Если реак­ тив Реформатского хирален, то будет происходить асимметриче­ ский синтез с образованием нового хпральпого центра; большин­ ство примеров относится к реакциям, в которых в сложном эфире имеется хиральный спиртовый остаток. Хотя реакции Гриньяра и Реформатского формально, по-видимому, сходны, в реактиве Гриньяра имеется истинная металлоорганическая связь, тогда

как реактив Реформатского целесообразно представлять в виде енолят-иона (33) или в виде комплекса, в котором галоген (X) и атомы цинка образуют циклическую структуру {34). Поэтому

реакция Реформатского ближе стоит к катализируемой диэтиламиномагннйбромидом альдольной конденсации (разд. 4-2), в ко­ торой реагент можно представить формулой 35, чем к реакции Гриньяра.

Этот вопрос, однако, можно решить не на основании теоретиче­ ского рассмотрения, а на основании опытов [38] с использованием оптически активного метил-а-бромпропионата (36), вводя его во взаимодействие с бензальдегидом (37А) или с ацетофеноном (37Б). В обеих реакциях (рис. 4-6) образуются четыре изомера, разде­

38А : 39А найдено равным 37 : 63, причем оба продукта обнаружи­ вают оптическую активность. Как было найдено, в преобладающем диастереомерном продукте 39А (S, 5)-энантиомер присутствует в 2,2%-ном избытке по сравнению с (Л, /?)-энантиомером. Следова­ тельно, поскольку главным направлением реакции была рацеми­ зация, то при реакции в небольшой степени произошла инверсия.

ся в отношении 69 : 31, причем эти продукты оптически недеятель­ ны. Можно предположить, что первоначально образующийся с сохранением конфигурации цинкорганический реагент переходит

на, поскольку это соединение не было разделено на энантиомеры.

л > Наблюдаемые величины оптического вращения составили 0,05° или еще меньше, но, поскольку эти соединения не были разделены па энантиомеры, степень асимметри­ ческого синтеза не могла быть установлена.

снческому определению асимметрического синтеза, данному Марквальдом. Этот тип асимметрического синтеза открыли Рейд и Тернер [41, 42], а Пальмер п Рейд [43, 44] распространили его на другие примеры. При использовании бензальдегида (37А) в каче­ стве карбонильного соединения образуется приблизительно 15% -

циям других хиральных а-бромацетатов приведены в табл. 4-2. Несмотря на то что исходный хиральпый центр в спиртовой группе отделен тремя атомами от возникающего хирального цен­ тра, находящегося у р-атома углерода, степени стереоселективности весьма значительны. Они обычно выше при реакциях ацетофепона (№ 10—20), чем бензальдегида (№ 1—9). Максимальная величина степени асимметрического синтеза составила 61 % при применении кадмийоргаиического соединения, образующегося из

ди-м-проннлкадмия, который был использован вместо цннкорга-

трической силой «индуцирующая диссимметрия» карбонильной

Было высказано [45] предположение, что асимметрический синтез в реакции Реформатского контролируется поверхностью металлического цинка по мере того, как генерируется реагент. Результаты, полученные Пальмером и Рейдом [43, 44], прямо про­ тивоположные этому предположению, показали, что использова­ ние гомогенного реактива Реформатского, приготовленного из цинка, активированного иодом с последующей обработкой бензальдегидом (№ 3), приводит приблизительно к той же степени асимметрического синтеза, как и но классической «одностадийной» методике с использованием металлического цинка. В случае ацетофенона (№ 13) гомогенная реакция приводит к более высокой степени асимметрического синтеза, чем гетерогенная реакция.

Хиральные реагенты в реакции Реформатского и в конденсации альдольного типа, вероятно, весьма сходны (ср. 33—35), и поэто­ му близки наблюдающиеся степени стереоселективности для ана­

хиральный порядок групп Rs, R M H R L у гидроксилсодержащего атома углерода (рис. 4-4), приводят к энантиомерным продук­

на примере асимметрического синтеза атролактиновой кислоты (разд. 2-2.1), нельзя непосредственно применять к асимметриче­ ской реакции Реформатского. Хотя и (—)-ментильные, и (—)- боринльные эфиры индуцируют асимметрический синтез, степень которого имеет одинаковый порядок величины как при реакции образования атролактиновой кислоты, так и в реакции Реформат­ ского, в первом случае оба эфира приводят к образованию избытка (і?)-(—)-атролактиновой кислоты, а во втором случае образзаотся (/?)-(—)- и (5)-(-|-)-3-окси-3-фенгошропионовые кислоты соответ­ ственно. В этом отношении асимметрическая реакция Реформат­ ского напоминает асимметрическ}'Ю альдольную конденсацию,

в которой наблюдается аналогичная картина стереохимнческнх корреляций (разд. 4-2).

Зиммермеи и Трекслер [46] предположили циклический меха­ низм для объяснения образования эритро- и ?п/зео-диастереодіеров в отношении 24 : 76 по реакции Иванова при действии магнийеиолята феиилуксуспой кислоты на бензальдегнд. Этот же механизм был предложен [39, 40] для объяснения реакции Реформатского с альдегидами, кетонами, пминамн и нитрилами (как показано на

В переходном состоянии, изображенном на схеме 43, метальная

ифенильная группы в ацетофепоне находятся напротив водорода

ифепплыюй группы в реактиве Реформатского. Иа основании этой модели можно ожидать образования избытка (RS + S,R)- диастереомерной пары, а не (R,R + 5,6')-пары. Это как раз на­ блюдается при применении ацетофенона, но Жак и сотр. [38] показали, что при использовании бензальдегида в качестве суб­ страта наблюдается обратная картина (рис. 4-6). Кроме того, согласно этому объяснению, стереоселективность должна изме­ няться при реакциях а-алкилзамещенных а-бромпропионатов по мере увеличения объема а-алкилыюй группы от а-метильпой до сс-ягрет-бутильной, тогда как в действительности наблюдается лишь небольшое увеличение отношения трео- и эрит-ро-изомеров от 63 : 37 до 69 : 31. При пленарном изображении переходного состояния, представленного схемой 43, различные заместители наиболее близко располагаются друг к другу. Коиформация пере­ ходного состояния стремится минимизировать различные взаимо­ действия. В коиформации кресла реагент может атаковать кар-