книги из ГПНТБ / Моррисон Д. Асимметрические органические реакции

7

Асимметрический синтез аминокислот и их производных*)

7-1.1. Ахиральные субстраты н хиральные катали­ заторы

Гидрирование 4-бензилиден-2-метил-5-оксазолона (1) на Pd, нанесенном на фиброин шелка * * ) , в качестве катализатора при­ водит к (і?)-(+)-фенилалапину [1—4]. Величина избытка образую­ щегося энантиомера зависит от происхождения фиброина и его лредварительной химической обработки. Величины избытка энан­ тиомера колеблются от 30 до 70% . Была изучена эффективность катализатора, приготовленного на основе трех сортов фиброина шелка [4]. Катализатор, полученный нанесением Pd на фиброин

шелка некультивированного шелкопряда, привел к фенилаланину с большей энантиомерной чистотой, чем при проведении гидри­ рования на Pd, нанесенном на фиброин шелка культивированного шелкопряда * * * ) . Однако нанесение палладия на ацетилированный фиброин шелка культивированного шелкопряда позволяет получить катализатор, который дает фенилаланин с гораздо боль­ шей стереоселективностыо Ш-(+)-энантиомер с приблизительно

*) Имеются трудности: в оценке ряда опытов, осуществленных в этой

рых отсутствуют сравнительные данные для чистого энантиомера. Если авто­ ры не определяли энантиомерного состава, то не остается ничего, как только сообщить величины удельного вращения и условия, в которых они были измерены. Во - вторых, обычно получаются твердые диастереомерные или энантпомериые продукты, п в ряде случаев на основании приведенных в лите­ ратуре данных невозможно установить, не произошло ли частичное разделе­ ние при их кристаллизации.

**) Фиброин представляет собой нерастворимый в воде структурный белок, выделенный из шелка.

* * * ) В фиброине шелка культивированного шелкопряда содержится больше глпцпна и меньше аланпна, чем в фиброине шелка некультивирован­ ного шелкопряда.

70% п. э.], чем катализатор на основе неацетилировапиого фибро­ ина из шелка некультивированного шелкопряда. Аналогичная реакция асимметрического гидрирования осуществлена па при­ мере а-ацетамппокоричпой кислоты (2А), приводящей к фепилалаиииу при применении палладия, нанесенного на п о л и - L - Л Є Й Ц И Н , в качестве катализатора [5]. При этом был получен с выходом

скелетного никелевого катализатора (Ni Репея) в щелочпо.м растворе глюкозы приводит к феиилаланину с максимальной вели­ чиной избытка" одного энантпомера 10% [6]. Было найдено, что избыток энантпомера и его конфигурация зависят от способа при­ готовления катализатора, количества растворителя, порядка смешивания реагентов, температуры и количества скелетного никелевого катализатора. Имеется японский патент па способ получения {S)-(—)-фенилалаппна путем гидрирования соедине­ ния 2 на Pd — С в присутствии малых количеств (5)-метиоиииа [7]. Вообще при гидрировании на металлах, нанесенных на дпссимметрпческие носители, наблюдается низкая степень асимметри­ ческого синтеза, может быть, отчасти в результате неоднород­ ности диссимметрического окружения каталитических центров вследствие агрегации металла и в некоторой степени неупорядо­ ченной адсорбции хирального агента на поверхности катализатора.

Для объяснения асимметрического синтеза этого типа был предложен ряд в высшей степени надуманных схем [81, основан­ ных на весьма разрозненных экспериментальных данных.

двойной связи. Сообщается, что дальнейшая гидролитическая обработка приводит к дипептиду (4А). Хотя непосредственные данные относительно количеств двух возможных образующихся диастереомеров (4А) и отсутствуют, указывается, что в одном опыте по гидролитическому расщеплению сырого дипептида был

(і?)-(+)-фєнилаланииа. Однако, поскольку выход фепилалаиииа,

Хиральные а-бензопламипоциннаматы (6") были также подверг­ нуты гидрированию в дпастереомерные промежуточные соедине­ ния (S-7 и R-7) — предшественники аминокислот. В этом случае оказалось возможным более надежно оценить степень асимметри­ ческого синтеза, так как в некоторых опытах оба диастереомера были выделены с высоким выходом и в достаточно чистом состоя­

продукты, имеющие различные температуры плавления (32% R-7A, т. пл. 168 - 170 °С; 68 % S-7A, т. пл. 127 - 135 °С). После кристаллизации из этилацетата кристаллы с более высокой темпе­ ратурой плавления (т. пл. 175—176 °С, [cc]D —9°) были переэтерифицированы метанолом и гидролизованы в (Д)-(-|-)-/г-аминофенил- аланин ([а)п +45°, 96% и. э.). Кристаллический продукт с более низкой температурой плавления был перекристаллизоваи из смеси эфир — лигроии (т. пл. 130—136 °С, [cc]D —46,5°) и аналогичным образом гидролизован в (S)-(—)-?г-аминофенилалаиин ( [ a ] D +42°;

Модель 10 типа модифицированной модели Прелога хорошо описывает результаты, полученные при каталитическом гидриро­ вании углерод-углеродной двойной связи в ненасыщенных а-ацил- амидоэфирах или амидах. Главными чертами этой модели яв­ ляются: а) трапсондная ориентация карбонильной группы и олефиновой связи; б) расположение карбонильной группы между малой и средней группами у асимметрического атома углерода; в) подход водорода к двойной связи с наименее пространственно затруднен­ ной стороны (снизу плоскости чертежа схемы 10, как показано при восстановлении 8Л). Пока невозможно дать более правильную, чем эмпирическая, оценку такой модели, так как имеется мало данных о наиболее предпочтительных конформациях, участвующих в ре­ акции соединений. Кроме того, даже если бы и были получены та­ кие данные, ценность их была бы сомнительна, поскольку пере­ ходные состояния для этих реакций включают адсорбированные образования.

аминокислот.

7-2.1. Ахнральные субстраты и хиральные катализаторы

Работа Накамура [17] представляет собой одну из самых пер­ вых попыток асимметрически восстановить связь С = N , исполь­ зуя диссимметрический катализатор гидрирования. Восстановле­ ние ацетофеноксима на платиновой черни, содержащей небольшие количества этилментоксиацетата или винной кислоты, привело к оптически активному сс-метилбеизиламину (15—18% и. э.). В ана­ логичных условиях гексагидрофлуоренопоксим был также вое-

становлен в оптически активный амип. Позднее Акабори и сотр. [2, 3] гидрировали бензилдиоксимна палладии, нанесенном на фиб­ роин шелка, и получили оптически активный 1,2-дифенил-1,2- диаминоэтан. Удельное вращение продукта обнаружило необыч­

Получение разных величин для одного н того же соединения может быть обу­ словлено различием в происхождении или в обработке фиброина (см. разд. 7-1.1) (зна­ чения и риблнзительиые).

Ацетоксимы 12 и 13 также были прогидрироваиы на Pd, нане­ сенном на фиброин шелка, с образованием аминокислот, имеющих 7—30%-пый избыток одного энаитиомера. Результаты этих опытов

Описаны многочисленные исследования в области асимметри­ ческого синтеза, которые формально имеют сходство с реакциями трансаминирования под действием пиридоксаля. В фер­ ментативной реакции а-кетокислота превращается в аминокис­ лоту в присутствии ??грянс-амииозы и распространенного кофер-