книги из ГПНТБ / Моррисон Д. Асимметрические органические реакции

тельных предположений об относительных конформацпях исход­ ного и образующегося хнральных центров в переходном состоя­

нип, осооенно ввиду низкой стереоселектпвности и значительного расстояния между «нндуцпругощим» и образующимся хиральиыми центрами.

Результаты, полученные при изучении реакций асимметри­ ческого эпокспдироваыня, использованы для определения относи­ тельной конфигурации балфуродпна (123) и изобалфуроднна (128) [91]. Эпоксидирование производных хпнолина (122) под действием (-Ь)-моноперкамфорной кислоты [или (£)-(-г-)-перокснгидратро- повой кислоты, или (iS)-(—)-перокси-эн<9о-норборнан-2-карбоновой кислоты] приводит к (-{-)-балфуродину (123, 4—10% н . э . ) . Рас­ пространение модели 121, принятой для олефинов с концевой двойной связью, на соединения типа 122 нельзя считать оправдан­ ным, и по этой причине на рис. 6-20 приведены относительные, а не абсолютные конфигурации. Однако, если принять, что у про­ межуточно образующейся эпокиси индуцируется хиральный центр в 5-конфигурацпи, то конфигурации должны быть такими, как показано на схеме. Эпоксидпрованпе производных хинолина (124) (-г)-моноперкамфорной кислотой (1) приводит к двум соедине­ ниям — фуранохинолину (126) и пиранохинолину (127). Оба они должны образоваться из общей промежуточной эпокиси (125), причем первый путем замещения карбонильной группой по вто­ ричному атому углерода в эпокиси приводит к инверсии хирального центра в 126, а второй путем замещения по третичному атому углерода в эпокиси приводит к сохранению конфигурации хираль­ ного центра в 127. Следовательно, 126 и 127 должны иметь «проти­ воположные» конфигурации, как показано на схеме. Поскольку

ции * ) . К этому же выводу пришли Рапопорт и Холдеи [92], осно­

н о , по-видимому, неправильно пптерпретпровалп имеющиеся в литературе данные и сделалп неправильный вывод, что их результаты противоречат данным Рапопорта и Холдена [92] .

В приведенных выше примерах асимметрического эпоксидирования имели дело с хиральными реагентами и ахиральпыми алке­ нами. Если алкен хирален, то для осуществления асимметриче­ ского эпоксиднрования могут быть использованы ахиральные реа­ генты. Например, эпоксидироваиие 131 и 133 перекисью водорода

131.Гл*=(-)-ментіщ, смесь

дает оптически активные продукты после гидролиза промежуточ­ ных диастереомерных эпоксициапэфиров (рис. 6-21) [95]. Пред­ полагается, что механизм реакции состоит в присоединении ана­ логично реакции Михаэля гндропероксиили первольфраматаниона с последующим замещепием гидроокиси или вольфрамата после образования эпокиси.

р - Л С 0 М Н 2

^ / О СООН

ІЗ 6

Р п с. 6 - 21 . Асимметрическое окпсленне сложных эфиров непредельных кислот и х н р а л ы ш х спиртов.

Некоторые растворители (метанол, этаиол, пропаиол, пропа- нол-2, 7??,ре77г-бутиловый спирт, тетрагидрофурап и пиридип) и раз­ личные катализаторы ( N a 2 W 0 4 , N a 3 P 0 4 , N a 2 C 0 3 ) оказывают незна­ чительное влияние иа асимметрическое направление этой реакции. Изомерный состав 132 неизвестен.

Хотя (+)-борнильиая и (—)-ментильная группы в 133А и 133Б, ответственные за асимметрический синтез, схема которого изобра­

Этот результат противоречит поведению этих индуцирующих групп в асимметрическом синтезе атролактииовой кислоты (разд. 2-2.1), но согласуется с данными, полученными при изучении асимметрической альдольной конденсации (разд. 4-2), реакции Реформатского (разд. 4-3) и реакции Дарзеиса (разд. 4-4). Это указывает на то, что и другие асимметрические центры, помимо ос-атома углерода спиртового радикала в сложном эфире, могут играть важную роль в определении стереоселективности асим­ метрического эпоксидировапия. Гидролиз (—)-ментилового эфира

Тот факт, что при окислении перекисью и вольфраматом нат­ рия из 133А образуется оптически активный 136, а при прове­ дении эпоксидировапия, катализируемого либо содой, либо фосфа­ том натрия, образуется оптически неактивный 136, можно объяс­

под контролем хиралыюго центра в субстрате является окисление линалоола (137) под действием моноперфталевой кислоты с обра­ зованием 138. Гидрирование соединения 138 с последующей дегид­ ратацией, катализируемой иодом, приводит к смеси оптически активных эпоксиолефинов 140 [96], в которых исходный хиральпый центр, имеющийся в 137, разрушается и возникает новый центр.

Приведены дополнительные данные о получении хиральных окисляющих реагентов, включая новый агент — (—)-і/ис-пермир- тановую кислоту [97]. Стирол и четыре других алкена, не содер­ жащие концевых двойных связей, были окислены под действием хиральных надкислот с образованием хиральных эпокисей (мак­ симальное значение энантиомерной чистоты составило 7,5%; ср. табл. 6-10). Для этих реакций окисления под действием над­ кислот была предложена модель, устанавливающая простран­ ственные корреляции 198].

в этой реакции протекает на 8 4 % ; в сухом пентане и нитрометане степень асимметрического синтеза 144Б через стадию образования 142 составила 72 и 48% соответственно. Помимо того что этот элегантный асимметрический синтез сам по себе заслуживает

путем этот процесс протекает через первоначальное образование 2,3-эпокиси [102].

В разд. 6-3.1 (ср. рис. 6-16 и 6-17) приведены данные о неко­ торых реакциях циклоприсоединения, в которых образуются хиральные циклопропаны. Хиральные циклопропаны могут также получаться циклизацией, которая осуществляется не путем при­ соединения по двойной связи. Например, рацемическая 4-хлор-4- феиилмасляная кислота была превращена в хиральные эфиры (147) с (—)-ментолом или (-{-)-борнеолом, а затем подвергнута циклизации в присутствии сильного основания (/тгре/п-бутилата или ??г,ре?п-амилата натрия или калия) в эфиры 2-фенилциклопро- панкарбоповой кислоты. После гидролиза была получена опти­ чески активная /?іракс-2-фенилциклопропанкарбоновая кислота (78) (рис. 6-23) [103]. Поскольку абсолютная конфигурация и мак­ симальное оптическое вращение кислоты 78 теперь стали известны [104], можно оценить степень асимметрического синтеза (или кине­ тического разделения), которая изменяется в пределах 0,5—10%. Кроме того, знак вращения 78 изменяется в зависимости от при­ мененного алкоголята. Это указывает на сложный характер реак­

В этом характерном случае исходное соединение — рацемат, а продукт имеет два хпральных центра, один из которых при­ сутствовал в исходной молекуле, предположительно в инверти-

рованном виде. По-видимому, ???./;яис-соедннение получается легче из одного дпастереомера, чем из другого, который либо должен остаться непрореагировавшим, либо должен быть удален в резуль­ тате конкурирующей реакции. Если бы такое соединение, как

Р п с. 6-24. Реакция нлпда, полученного из хпральных эфнров диэтдлфос - фонуксусиои кислоты, с рацемической окисью стирола. R * = (—)-меитпл,

(-г)-борнпл п (—)-2-октпл.

(—)-ментил-4-метил-4-хлорпентаноат, можно было подвергнуть циклизации в 2,2-диметилциклопропанкарбоновую кислоту, то асимметрический синтез в этом случае протекал бы без таких осложнений.

Хиральные эфиры (148) диэтилфосфонуксусной кислоты, как указывается [103, 105, 106], реагируют с рацемической окисью стирола (3) в присутствии гидрида натрия с образованием после гидролиза /?гра«с-2-фенилциклопропанкарбоиовой кислоты (78), обладающей низкой оптической активностью (3—5% и. э.) (рис. 6-24). Любопытно отметить, что как (+)-энантиомер [105, 106], так и (—)-энантиомер [103] соединения 78 могут быть пре­ обладающими энантиомерами, когда исходят из (—)-ментилди- этилфосфонацетата. В одной работе [105] показано, что сложные эфиры, полученные из (—)-ментола и из (-|-)-бориеола (противо­ положное хиральное расположение групп Rs, R-м и R L У карбинольного центра), приводят к избытку (— )-78, тогда как по дан-

Р к с. 6-25. Реакция нлидов хнралыгых эфнров диэтилфосфонпропионовой

тате в промежуточном соединении были удалены хиральные центры, которые были в исходном реагенте. I I в этом случае продукт обна­ руживал лишь слабую оптическую активность. Как (—)-менти-

и— 0 , 2 8 ° соответственно).

Максимальное вращение соединения 150 не определено, но кон­

ваться в результате какого-либо процесса, включающего кинети­ ческое разделение, а не асимметрический синтез, так как исходное соединение было рацемическим, а в продукте сохраняется хиральный центр рацемического субстрата, хотя он и претерпел инвер­ сию. В то же время, возможно, существует конкуренция между реакциями, ведущими к обращению (преимущественно) и сохра­ нению (в малой степени) конфигурации. Эти конкурирующие реак­ ции могут протекать различными путями для энантиомеров в раце­ мической окиси стирола через диастереомерньте переходные состоя­ ния, ведущие к неравным количествам циклопропанов.

симального удельного враидения [а] ц 24,2° (хлороформ) вследствие того, что измерения

на кислоту 153Б (полученную в опыте Л"- 8, [ a ] D —13°).