книги из ГПНТБ / Моррисон Д. Асимметрические органические реакции

Асимметрический синтез этого типа осуществлен с применением ряда хиралъных эфпров (табл. 6-12) с образованием р-метокси- кнслот (до 27% и. э.) [117, 118]. Осуществление последователь­ ности реакций является развитием прежней работы, в которой

ными оптическими вращениями; однако лишь одно хлормеркурированное производное 156 выделено из продуктов реакции при действии хлористого натрия. Оно может быть превращено в бром-

метоксимеркурирования с последующим превращением в диастереомерные галогенртутные производные и разделением путем дробной кристаллизации. Если эта интерпретация правильна, то существующие методы демеркурирования [112, 114—118] могут быть использованы для превращения чистых галогенртутных соеди­

В табл. 6-12 приведена сводка данных но реакции асимметри­ ческого метоксимеркурирования с использованием (—^менти­ лового, (-г)-борнилового, диизопропилиден-Б-глюкозилового (158), дициклогексилен-и-глюкозилового (159)п дезоксиизопропилиден-D- ксилозилового (160) сложных эфиров а,р-ненасыщениых кислот.

О ,

158

К сожалению, количественная интерпретация этих асимметри­ ческих синтезов очень затруднительна * ) . Отмечается [118], что стереоселективность убывает с увеличением времени метоксимер-

до 3%. Проведение реакции в течение 48 и 72 ч дало (+)-энантио- мер (1 и 4% и. э. соответственно). Поскольку общий выход 153 остается почти постоянным при изменении времени реакции от 1,5 до 72 ч, то, по-видимому, продукт, образующийся в резуль­ тате кинетически контролируемого процесса, не является термо­

нию с № 8 и 9). Это напоминает результаты, полученные в клас­ сическом асимметрическом синтезе атролактиновой кислоты. Стереохимический ход реакции может быть объяснен на основе модели типа модели Прелога (162), в которой карбонильная группа и двойная связь С = С копланарны и находятся в трансоидном положении, a R S и R M экранируют карбонильную группу. Тогда конфигурацию преобладающего продукта можно определить в предположении, что входящая группа подходит со стороны группы R S . Затем образующийся ион меркуриния (163) расщеп­ ляется в результате 5Л г2-атаки растворителя с образованием метоксимеркурпроизводного 152 с обращением конфигурации у В-атома углерода (рис. 6-26). Как катализируемая, таки некатализируемая реакции, изученные до сих пор, приводят к одина­ ковому стереохимическому результату. В реакциях эфиров — производных сахаридов (табл. 6-12, № 10—14) группы, которые играют роль R s, R M И R L , обозначены, как указано на схеме 161[ 118[.

*) На основании опубликованных данных трудно судить о степени частичного кинетического разделения в результате неполного гидролиза диастереомерных промежуточных соединений или разложения до продуктов, о степени термодинамического равновесия эппмерпых продуктов в течение длительного времени реакции плп о влиянии случайно взятых концентраций •одного изомера во время кристаллизации.

Асимметрический синтез по а-положению к сложноэфирной группе мог бы быть осуществлен на соответствующем а,В-ненасы- щенном сложном эфире, например 164 -+165. Имеется очень мало данных по использованию других нуклеофилов, чтобы «захватить»

предполагаемый в качестве промежуточного соединения ртутьсодерж'ащий ион. В одной из последних работ описывается нитромеркурпрование [123]. Видоизменив описанную схему, можно в принципе получить оптически активные 6-аминокислоты, если нитромеркурированные промежуточные соединения можно было бы демеркурировать, а образовавшийся нитроэфир восстановить.

ОО

ртутьорганическнх С О Є Д П Н Є Б И Й .

К сожалению, попытки осуществить демеркурирование нитрортутных соединений, полученных из простых алкенов, оказались без­ успешными [123].

Все предыдущие примеры асимметрического оксимеркурирования включали стадию присоединения ахиральной соли ртути к хиральным алкенам:. Имеются, кроме того, данные, указываю­ щие, что хиральиые соли ртути асимметрически могут присоеди­ няться к алкенам. Присоединение (+)-лактата ртути(П) к циклогексену в метаноле дает лактомеркури-2-метоксициклогексан, кото­ рый, по-видимому, представляет собой смесь двух соединений в соотношении 2 : 1 [124]. Эти соединения были разделены, пере­ кристаллизованы и введены в реакцию с хлористым натрием или калием. Одно соединение дало оптически активный хлормеркури-2- метоксициклогексан, а другое было превращено в неактивный

изомер. В свете более поздних данных, показывающих, что оксимеркурирование цнклогексена происходит исключительно путем /тгракс-реакцпп [125, 126], эти реакции можно изобразить, как показано на рпс. 6-27, и объяснить следующим образом. Реакция приводит к циклическому лактату лактомеркуринпя (167), кольцо которого раскрывается по £_у 2-механизму в результате атаки растворителя по С-1, либо по С-2 с образованием смеси неравных количеств энантиомерных транс-изомеров (1.68А и 16SJS). Раце­ мическое соединение (168) кристаллизуется, выделяя избыток одного энантиомера. Отдельная обработка избытка изомера хло­ ристым натрием дает оптически активный транс-2-метокси-1-хлор- цнклогексан.

6-6.1. Сопряженное присоединение к хиральным сложным эфнрам а,|5-ненасьіщеішьіх кислот

Присоединение ахирального реактива Гриньяра к некоторым хиральным сложным эфпрам а,(3-ненасыщенных кислот приводит после омыления промежуточных дпастереомерных эфиров к опти­ чески активным (3-замещенным кислотам. Иноуе и Вальборски [127] изучили присоединение фенилмагнийбромида к (—)-меитил- кротонату в этиловом эфире при —8 °С. Некаталитические реак­ ции присоединения дают (^-(-гЬЗ-феннлбутановуго кислоту (5,4; 5,9 и 6.7% и. э.). Хлористый кадмий не оказывает значительного влияния на стереоселектнвность (образуется 5-(-1-)-кислота с 8 , 1 % п. э.), но при каталитическом действии хлористой меди(1) преимущественное стереохимическое направление реакции обра­ щается и образуется R-(—)-кислота (6,0; 6,3 и 10,2% и. э.)

Кавана и Эмото изучили реакцию фенилмагнийбромида и бен-

соответственно [128] * ) . Реакцию проводили, прибавляя по каплям эфирный раствор сложного эфира (0,03 моля) к эфирному раствору реактива Гриньяра (0,075 моля) при температуре от —15 до —17 °С.

реакции беизилмагнийхлорида с ( — ) - «тор - бутплцшшаматом, тогда как в дей­ ствительности в работе попользовался рацемический атор-бутилцнннамат.

процесс, в котором участвует только одна молекула суострата п реагент.

Предполагалось, что превалирующий механизм зависит от спе­ цифики реактива Грпньяра и относительных количеств субстрата

галогенида к (—)-ментилкротонату будет зависеть от конформации R*-rpynnbi в переходном состоянии. Если для этого переход­

тильной группе, а также предполагают конформацию аналогичной конформации модели асимметрического синтеза атролактиновой

С другой стороны, когда присутствует хлорид меди(1), то пред­ полагается, что получается фенплмедь, которая реагирует с сзт б- стратом, образуя комплекс с двойной связью в результате под­ хода с пространственно менее затрудненной стороны таким обра­ зом, что последующая нуклеофильная атака реактивом Гриньяра, содержащим фенильную грзшщ'' (или другой молекз^лой фенил-

*) Модели 174 п 175 представляют собой модификации моделей, пред­ ложенных в работе [128] и согласуются с моделью 161 (разд. 6-5), которая была предложена для объяснения стереохимии метокспмеркурирования хиральных сложных эфпров а, Р-ненасыщенных кислот.

C O O R*

металл— Ph

Поскольку ни на общий выход [129], ни на стереоселектнвность [128] (табл. 6-14) реакций бензилмагнпйгалогеннда со сложными эфцрамн корпчной кислоты добавление хлорида меди не оказывает существенного влияния, был сделан вывод, что бензилмедь в каче­ стве промежуточного соединения в этих условиях не образуется.

Тот факт, что три хпральных сложных эфира соединения 175, полученных из производных моносахарида 15S—160, проявляют более высокую асимметрическую индукцию, чем (—)-ментиловые эфиры. может быть обусловлен в общем большей конформационной направленностью, связанной с большими возможностями хелатированпя металлоорганического реагента с несколькими атомами кислорода. Однако любые попытки объяснить результаты асим­ метрических синтезов таким способом слишком спекулятивны.

насыщенного сложного эфира 177 под действием литийалюминипгпдрпда к (+)-лупинину (179), 10% п. э.) [133]. При использо­ вании N a B D 4 был введен дейтерий в положение С-10. Протонирование промежуточного енолята дало только 177 при полном отсутствии (С-'1)-эпимера, поскольку эпилупинин не был обнару­ жен после восстановления литийалюминийгядридом. Таким обра­ зом, образование первого хирального центра в С-10 под влиянием ментальной группы в сложном эфире протекало с 10%-ной стерео-

селективностью, а образование второго хирального центра в С-1 было полностью стереоселективно. Протонированпе соединения 176 по С-1 с образованием соли иммония 1.78 протекает, как было найдено, несколько менее стереоселективно, чем перенос водорода кС-10 с образованием 1.77, но направление атаки было в обоих примерах одинаковым. Это доказано превращением 178 в (+)-лупи- нин (6,8% п. э.) в результате последовательных реакций восста­ новления натрийборогпдрпдом и литийалюминийгидридом. И в этом случае не был обнаружен эпилупинин (о других примерах асимметрических реакций восстановления иона иммония см. в разд. 5-3,4).

6-6.2. Некаталитнчеекне реакции присоединения хнральных спиртов и аминов к кетенам

Кетены быстро реагируют со спиртами и первичными и вто­ ричными аминами с образованием сложных эфиров или амидов.

R K .

С = С = 0 -

R / '

R ' O H

R i R 2 C H C O O R '

хиральнын mpem-аміш— ^ катализатор

Некоторые примеры первого типа асимметрического синтеза рас­ смотрены в этом разделе, тогда как обсуждение других аналогич­ ных некаталитических реакций, связанных с синтезом аминокис­ лот, перенесено в гл. 7.

Вейсс [134], обрабатывая фенил-7г-толилкетен (—)-ментолом, получил левовращающий ментилфенил-72-толилацетат, который, как он сообщил, является почти чистым диастереомером. Позднее было показано [135, 136], что метплэтилкетен в тех же условиях дает смесь (50 : 50) диастереомеров и что Вейсс, вероятно, также получил в пределах ошибки эксперимента равные количества двух возможных диастереомеров. В четырех монографиях [137— 140] приводится ошибочное заключение об осуществлении асим­ метрического синтеза в работе Вейсса, получившего якобы опти­ чески активную фенил-м-толилуксуснуго кислоту. В действитель­ ности он выделил в основном один диастереомерный эфир, а кис-