Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Моррисон Д. Асимметрические органические реакции

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

27.10.2023

Размер:

23.61 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 3637 / 5137 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 > Следующая >>>

роваипые образования в качестве преобладающих адсорбирован


ных промежуточных соединений. Степень		влияния	растворителя
видна из примеров № 39 и 40 в табл. 7-4,		в которых	эпаитиомер-
иые амины нпдуцируют преимущественное образование				одной
и той же (R)-(—)-глутаминовой	кислоты. Аналогичным			образом

)-а-метплбепзиламин индуцирует образование ( £ ) - (+) - глутаминовоп кислоты в смеси изопропапол — тризтнлампн (№ 33; 14°о и. э.), а в смеси вода — пиридин образуется (/?)-(—)-глут- амииовая кислота (№ 38; 25% и. э).

Гидрирование иминолактона (29), полученного из рацеми ческого э/ш7».ро-1,2-дифенилэтаиоламина в результате указанной ниже последовательности реакций [12], приводит только к диастереомеру 30 (в виде dZ-пары), что указывает иа полностью стереоселектпвпое гидрирование. Аналогичное стереоселективиое гидри

рование	экзоциклпческой двойной	связи С = С в другом производ
ном (+)-!,2-дифенилэтаиолампна		(5А)	описано в	разд.	7-1.2.
Высокая	стереоселективность в	случае	соединения	(29)	ука
зывает на почти полиое экранирование одной стороны				С =	N-свя-

зп, так что перенос водорода осуществляется только по аксиаль ному направлению. Соединение (30) можно рассматривать как производное феиилглпцпиа, и если используется R, S- или S, R- этанолампн, то фенплглициповая часть молекулы возникает только

в виде одной конфигурации, т. е. в этом				случае	осуществляется
полный асимметрический		синтез.
НО NH2		НО NHCPh3		NHCPh3
1 1	PhXCl	1 1	PhCOCOCl	„ , „ , , ! , , „ ,
PhCHCHPh	— — *	PhCHCHPh		>• PhCHCHPh
dl-эритро				I
dl-эритро				ОС—С—Ph
				О О
				1)	неї
				2) AgN03

J O

Помимо простых аминов, в качестве траисаминирующих аген тов использовались и некоторые другие амииосоединепия. Акабори [37] применил гидразид (Л)-2-метил-3-феиилпропионовой кис лоты (31) для синтеза (£)-(-г-)-аланина (приблизительно 8% и. э.) и )-фенилаланина (приблизительно 5% и. э.). Низкая сте пень асимметрического синтеза может явиться либо следствием сравнительно больших расстояний между исходным и возникаю щим хиральными центрами, либо может быть обусловлена боль-

шон разницей в пространственных размерах метильнои и оепзильпой групп, либо зависит от обоих этих факторов (табл. 7-2, № 13 и 35).

	CONHN=C /	СООН
CONHNH-,	CONHN=C /	с о о н
		H 2 N - C ^ H
н	Н	R'
Зі	(R''= Me или бензил)	S-Z3

Промежуточно образующийся гидразон (33) был выделен (после нерекристаллизации выход 95%) из продуктов реакции этилпирувата и (iS)-N-aMHHoana6a3nira (32). В результате восстановления этого гидразона цинком в спиртовом растворе НС1 получили (после гидролиза и очистки методом адсорбционной хроматографии) (S)-

(+)-аланин (выход 10%, 40% и. э.) и анабазин (сохранилось 90% исходной оптической активности) [38]. Желательно было бы полу чить такие данные для аналогичной реакции, в которой пириди новое кольцо было бы замещено на алкилыгую или арильную группу.

Представили бы интерес и данные, полученные при использо вании N-аминокоинина нли, например, ряда других хиральных 1-амино-2-замещепных пиперидина.

анабазин
1) Zn/HCI	~
2 > н * 0	СООН
	I
H2N	С Н'
	СН3

Имеется предварительное сообщение об аналогичной, но еще более стереоселективной реакции восстановления [39]. На основе ІЧ-амино-2-оксиметилиндолина (34) с неизвестной конфигурацией были синтезированы (5)-(+)-аланин (82% и. э.) и (S)-(-\-)-a- аминомасляная кислота (98% и. э.) через стадию восстановления промежуточного соединения 35 под действием амальгамы алюми ния (табл. 7-2, № 16 и 28). На основании стереохимических дан ных и высокой степени асимметрического синтеза можно полагать, что центр С-2 в индолине имеет Л-конфигурацию (как показано на рис. 7-5) в предположении, что водород присоединяется к двой ной связи имина (35) с пространственно менее затрудненной сто роны (сверху плоскости чертежа).

2 4 - 0 7 7 7

Представляет интерес сравнить этот результат с данными,

полученными при каталитическом гидрировании 29.	Как	в 29,
так п в 35 исключена сгш-яклш-изомерия имииа, и	этот	факт,

а также жесткость гетероциклической системы приводит к повы шенной степени асимметрического синтеза. Конформациопиая направленность реакции очень напоминает реакции ферментатив ного трансаминировання.

Во всех примерах асимметрического синтеза, рассмотренных до сих пор, индуцирующий хиральный центр был связан с ато мом азота пмнногруппьт. Были изучены также синтезы, в кото рых этот центр находился в другом месте молекулы. Например,

Р и с . 7-5. Трансампнированне, включающее стадию гпдрогенолпза, с исход ным Г\'-амішо-2-окспметплнндолішом.

Харада и сотр.	[33, 40], Хиски и Нортроп	[30] изучили гидриро
вание оксимов	и иминов, полученных из	ментилпирувата или
из хиральиых амидов пировиноградной кислоты.
Кроме того,	было выполнено несколько	работ с субстратами

с несколькими хиральными группами: одной, связанной с атомом азота иминогруппы, и другой — с карбонильной группой кето кислота. В этих реакциях молекул с несколькими хиральными группами мы встречаемся с интересным проявлением хиральиых сил, взаимно усиливающих или ослабляющих друг друга.

В табл. 7-5 сведены данные по стереохимии гидрирования оксимов и N-беизилиминов, полученных из амидов пировиноград ной кислоты и хиральиых аминов.

В табл. 7-6 приведены аналогичные данные для оксимов и N - бензилимииов ментилпирувата, меитил-2-кетоглутарата и ментил-

фенилглиоксилата. Как видно из примеров № 4—7,	приведенных
в табл. 7-5, в этом случае наблюдается обращение	стереохими-

ческого хода реакции при асимметрическом гидрировании 37, когда метильиая группа ( R " ) у хиральной а-метплбензильной группы амидного центра заменена на этильную группу. Следова тельно, хотя модель 40 типа модели Прелога и способна объяснить

Таблица

7-5

А с и м м е т р и ч е с к ое

гидрирование

хиральиых амидов

а - пмнно -

а - оксимшюкнслот

[30,

33]

/ R '

Н 2 , катализатор

Ы 2 0

R - N = C <

U R ' C H ( N H , ) C O N H C H R " R " '

>23

x C O N H C H R " R ' "

(- R H >

Кон

Сте

ИСХОД

фигу

НЫЙ

Ката

рация

пень

R'"

X I I -

лиза

нового

асимы.

раль-

тор

хи

синте

НЫЙ

раль

з а 6

центр

ного

центра

% и. э.

Бензил

СНз

СОО-изо-С4 Ня

Бензил

СНз

Ы30-С3Н7 СОО-Ц30-С4Н9

Бонзпл

СНз

U30-C3H7 СОО-изо-С4 Н9

ОН

с с

н 5

СНз

с 6 н 5

5,5

ОН

с 0

н 5

СНз

с « н 5

8,8

ОН

с с

н 5

с 2

н 5

с 6 н 5

4,9

ОН

С( 1 ІІ5

с 2

н 5

С0Н5

А — 10%

Pd -

С; В -

P d ( O H ) 2 .

реакции

степень асимметрического

синтеза

" Для первой

приведенной

в таблице

определена по продукту

зS , выделенному методом хроматографии

[30]; для других

реак

ций исследовалось динптрофеннльное производное аминокислоты

23,

выделенной

после

гидролиза 3S [ 3 3 ] .

результаты,

когда

R M =

С 2 Н 5 ,

R L =

С 8 Н 5 ,

она

оказывается

непригодной

случае

R M = С Н 3

R L = СвН5 .

Харада

[33]

попытался объяснить это обращение стереохимии, предложив дру гую специфическую модель; однако, по-видимому, нет убедитель ных оснований для замены одной модели другой при введении этилыюй группы вместо метильной, и все это приводит к выводу, что требуется гораздо больше данных для выяснения структуры

переходного	состояния		в	этой реакции.
[Н2 ]
	— II	н	R	HF C	N H 2
	С	N	R	HF C	N H 2		^ "	L
a,	^ - r ^	^ п ^	L	Н2[катализатор)	^		^ "	L
	I	VH		/ - с о о н		+	^V
						+	H	H
			R M	R'			R

R-40

д-23

В противоположность этому стереохимические данные по вос становлению (— )-ментнловых эфиров сс-иминокислот, приведен ных в табл. 7-6, аналогичны данным, полученным при восстанов лении соответствующих (—)-ментиловых эфиров а-кетокислот (ср. с данными в табл. 2-4). Эти результаты описываются моделью

Таблица 7-6

А с и м м е т р и ч е с к о е гидрирование хнральпы х сложны х эфнров

а - нмшш -

/ С О О ( — ) - м е п т п л

R - N = С<

п. п.

R '

іСНз

2СНз

3С , Н 5

4с - н 5

5СНз

С в Ы 5 С Н 2 C e H s C H 2 C 0 I I 5 C H , С в Н 5 С Г І 2 O i l

6	СНз		о н
7	с 2	н 5	о н
8	с 2	н 5	о н
9	с 8	н 5	о н
10	с 3	н 5	о н

или	а - окспмшюкисло т (40]
и	катализатор	IfrO
-	- >	• R ' — С И ( Ш 1 , ) С О О Н -
	(- ГШ)

ментол

Катализатор

10% Pd — C P d ( O H ) 2

10 % Pd — С P d ( O l l ) ,

10 % P d — С P d ( O H ) 2

10 % Pd — С P d ( O H ) 2 10% Pd — С P d ( O H ) 2

	23
Конфигура	Степень	аспмм.
ция мойого	Степень	аспмм.
хирального	синтеза,	% и. о. а
центра
RS-[±)	0	(0)
Я-(-)	13,0	(10,3)
RS-(±)	0	(0)
л - ( + )	0	(7,6)
Д - ( - )	11,5	(24,6)
Д - ( - )	11,0	(24,5)
Л-( + )	10,3	(20,5)
	9,4	(20,7)
л - ( - )	24,9	(49,1)
Д - ( - )	22,7	(44,2)

Первая величина получена для выделенной аминокислоты; величина в скобках вычислена на основании вращения дшштрофепнльного производного, выделенного с помощью хроматографии.

40, аналогичной модели Прелога, в которой эфирная группа заме нена на амидиую. Из данных, приведенных в табл. 7-7, видно проявление суммарного асимметрического индуктивного влияния хиральной (—)-ментильной эфирной группы и хиральной а-алкил- бензилиминогруппы. Как следует из табл. 7-6, в каждом случае, когда индуцирующей группой является только одна (—)-ментиль- ная эфирная группа, в избытке образуется (і?)-алапин. Данные, приведенные в табл. 7-2 (№ 5 и 6), показывают, что восстановле ние а-метялбензилиминопировииоградиой кислоты приводит к 65% асимметрического синтеза, причем имин, полученный из (Д)-а-ме- тилбепзиламииа, приводит к образованию (Д)-алапииа. На осно вании этих данных можно сделать вывод, что (—)-мептильиая эфир ная группа и (Л)-а-метилбеизилимшюгруппа в одной и той же молекуле проявляют аддитивный «двойной асимметрический иидук-

Асимметрическое			гидрирование нмннои, и м е ю щ и х два хнральных			центра
СОО( — ) - ментпл			СОО( — )- меитил		CO О Ы
СО	R * N H	2	C = N R *	1)	И 2 , Pd(OH)a * C I - I N H 2 + ( —	)-ментол
I	"		I	2)	гидролиз
СНз			C H 3		СНз
	41		42		13

Лі п. п.

R*NI-l2 а

1(5)-( — ) - М Б А

2(Л)-( + ) - МБА

3(£)-( — ) - М Б А "

4(Д)-( + )-ЫБА

5( 5 ) - ( - ) - 9 Б А

6(Д)-( + )-ЭБА

Конфигурация	Степень	аспмм.	Литература
алаїгана	синтеза, % и. з. б		Литература
s-(+)	16(19)		33
Д - ( - )	56	(60)	33
	18	(24)	40
Д - ( - )	64	(66)	40
Д - ( - )	12(15)		33
Д - ( - )	34	(36)	33

' МБА — tx-метнлбензиламші; ЭБА — а-этнлбензиламнн.

^Величины в скобках — для дпннтрофешшьных производных; во все величины введены поправки на рацемизацию в процессе гидролиза.

в Применен катализатор 5% P d — С.

Таблица 7-8

	Асимметрическое	гидрирование хнральных пмнноамидов			[30]
	/ С Н 3		н 2	*
	R * N H 2 - f O = C <		— Г Г Т Г ; — H z N C H ( C H 3 ) C O N H R '
		bUUlNHn	2 ) pd { 0H)a
	43
					Степень]
п. п.	R * - N H 2	R ' N H		Основной продукт	аспмм.
п. п.	R * - N H 2	R ' N H		Основной продукт	синтеза,
	а
					% и. э.
1	5 - М Б А	Глицил	(5)-Аланнлглицин		54
2	Д - М Б А	Глпцыл	(/?)-Алаинлглицпн		58
3	Д - М Б А	(5)-Аланпл	(Д,	5)-Алаянлалаиин	48
4	5 - М Б А	(5)-Алания	(5,	5)-Аланнлаланин	28
5	C e H 5 C H 2 N H 2	(5)-Алания	(Д,	•5)-Аланилалашш	34

МБА — а-метнлбспзнламіш.

тивішїї» эффект, тогда как (—)-ментальная эфирная группа и (S)- а-метилбензнлимнпогруппа в той же молекуле обнаруживают противоположное действие.

Данные, приведенные в табл. 7-7, показывают, что а-алкил-

бепзнлпмииогруппа	контролирует	асимметрический	синтез, так
как в присутствии (—)-ментпльпой		эфирной группы (7?)-амип инду
цирует образование	(Д)-алаппна,	тогда как (б')-амшт	индуцирует

образование (5)-аланина. Группа в молекуле, содержащая (5)-амии, и (—)-мептильная эфирная группа действуют в противоположных направлениях, приводя к снижению стереоселективпости, ио адди тивного действия (Л)-амин'огруппы и (—)-мептильпой эфирной груп пы не наблюдается.

Хискп и Нортроп [30] изучили также влияние нескольких хиральных центров. В качестве части этого исследования асим метрического синтеза дппептидов путем трапсамииирования, вклю чающего стадию гидрогеполпза, можно указать иа данные, при веденные в табл. 7-8.

Из этих данных может быть сделан вывод, что (£)-аланиловый центр в амидной части молекулы (№ 5) должен проявлять влия ние, противоположное хиральиому действию (5)-а-метилбепзиль- ного центра в имписодержащей части молекулы (№ 1). То, что это действительно так, следует из результатов опыта № 4. Когда в молекуле имеются (5)-алапилампдпый центр и (Д)-а-метилбен- зплпминовый центр (№ 3), степень асимметрического синтеза больше, чем в случае одного хиралыюго амида, гго меньше, чем тогда, когда имеется лишь один хиральный имипоцентр. I I в это.м случае аддитивность не выполняется.

Канаи и Мицуи [34] привели дополнительные данные о противо положном хиральном влиянии. Гидрирование соединения 44, в котором (£)-ос-метилбензиламин образует хиральные как иминогрушгу, так и амидиую группу, приводит к очень низкой величине избытка (R)-{—)-фенилглицина. Однако гидрирование имино-

I! н

Ph С ^СГ"

йW

кислоты 44 без хиральной амидной группы дает (5)-(+)-фенил- глицин с 73% и. э. (ср. табл. 7-2, № 36 — 38). Следовательно, оба хиральных заместителя в 44 должны проявлять противопо ложное хиральное влияние при асимметрическом гидрировании.

Реакции нуклеофильного присоединеним по углерод-углеродным двойным связям

7-3.1. Присоединение хиральных аминов к углеродуглеродной двойной связи в ахиральном субстрате *)

Тереитьев и сотр. [41] нашли, что реакция между малеииовой кислотой и двумя эквивалентами (б^-а-метилбензиламипа приво дит к смеси легко разделяющихся диастереомерных N-a-метил- бензиласпарагиновых кислот. Один изомер, полученный с выхо дом 43 %, был подвергнут гидрогенолизу с образованием (Щ-(—)-ас- парагиновой кислоты (88% и. э.; выход 100%). Эту реакцию нельзя

ьг

CONHR*

COOEt

1 IN H,

H ^ C O O E t

\ ^ -

- 4

COOEt

„

"Н

EtOOC

с47

I - Е Ю Н

2R*NH,

н,с

. с н ,

N - c ;

P h " C ^ N

,с

С = С

CH,

СООН

RNHCOCH2 ^

/ C O N H R *

COOH

N-R*—> H,N-~-

— «

-CС

,</Ч

— • H - ~ C ^ N H 2

іІ

.СН,

RNH

CH,

I 2

СООН

COOH

(S)-(-Уаспара

г иповая

(яУ(+)-ас/}арагиноеая

кислота.

Р и с .

7-6. Реакция дпэтилфу Марата и диэтиламалеата с (5) - а - метплбензпл -

амппом

( R *NH2) . Оба

эфира

дают

избыток

(5)-аспарагпновоп

кислоты;

фумарат

дает

продукт

с более

низким

избытком

энантиомера,

возможно,

в результате большего вклада конформаций 48 и 50.

рассматривать как истинный асимметрический синтез вследствие разделения промежуточно образовавшихся диастереомеров. Дей ствительно, Лившиц и Зингерман [42] провели аналогичные

*) Поскольку в этой реакции предполагается образование промежуточ ных соединений, то ее рассмотрение можно было бы отнести и к разд. 7-3.3.

опыты, в которых промежуточное соединение (выход 74%) было подвергнуто гидрогенолизу с образованием рацемической аспарагпновой кислоты (выход 67%) . В этом случае кристаллизация продукта могла привести к увеличению доли рацемата, и, таким образом, вопрос о степени асимметрического синтеза остался нерешенным, хотя она и не могла быть особенно высокой.

Далее, обработка кротоновой кислоты (£)-а-метплбепзилами- ном дала легко разделяемую смесь диастереомеров. В одном слу чае, однако, промежуточные диастереомеры были подвергнуты

						Таблица	7-9
Р е а к ц ия хиральны х	аминов с ш р г ш - б у т н л ф т а л ш ш д о к с т р н о м						[45]
трет-Ви		СН 3		Н	О	СН,
\		I		I	II	I
С = С = 0 + H , N ~ C — Н			• C s H 4 0 , N — С — CN H — С — Н
/		I		I		I
C , H 4 0 : N		R	трет-Ви			R
52		(Д)-53Л, R = Ph				(fi,R)-51
(Ca H«0,N тта/їимидная		{Щ-53Б,	R= СООРг-wo		преимущественно
группа)					образующийся
				диастереомер
R-5 3A				R-53B
Температура	R.R-5JA,		Температура,	°С		Л,Н-5ЛБ,
реакции, °С	\	п. э.	Температура,	°С		% И . э.
40, 4		3,1	45			49
20, 0		4,7	24			53
0,9		1,9	5			55
- 4 9		4 , 1	О			44
- 6 2		2 , 1	— 2 0			55
- 9 0		1,4	- 4 0			63
			- 6 2			69
			- 9 5			63
			—110			63

гидрогенолизу без предварительной кристаллизации и дали (-Ь)-б- аминомасляную кислоту с 10% и. э. [43]. Харада и Мацумото [44] изучили реакцию этого типа, приняв меры, чтобы избежать фрак ционирования промежуточных соединений или продуктов реак ции. При взаимодействии диэтилмалеата 45 с избытком оптически активного сс-метилбеизиламина был получен продукт, который после гидрогенолиза и гидролиза дал оптически активную аспарагиновую кислоту с 13,7—15,4% и. э. Аналогичная обработка диэтилфумарата 47 также привела к оптически активному про дукту (4,6% и. э.). В обоих случаях применение (5)-а-метилбен-

зил амина приводило к избытку (£)-аспарагиновой кислоты, тогда как jR-амии способствовал образованию избытка /^-аминокислоты.

Подробное изучение промежуточных соединений в этой реак ции обнаружило, что образуются как N-алкилсукцинимиды (51), так и диамиды N-алкиласпарагиновой кислоты (50) и что они подвергаются гидрогенолизу в энаитиомерпые продукты (рис. 7-6). Промежуточного соединения 50 больше образовывалось из фумарата, чем из малеата, что согласуется с низкой степенью асимме трического синтеза, наблюдающейся в первом случае.

Фталимидо-7гере?п.-бутилке'ген (52) реагирует при температурах свыше 130 °С с (#)-( +)-а-метилбензиламппом (53А) с образованием

смеси	диастереомеров N-фтал оил-«трето»-л енцнн-а-метил бензил-
амида, в которой имеется 1,4—4,7% избытка				і?,і?-ампда (54)
(табл.	7-9)	[45]. Однако при применении	изоиропилового		эфира
(Д)-алаиина		(53В) наблюдается гораздо	более	высокий	выход
(44—69%); наиболее высокий выход эфира і?,і?-дипептида					(54В)
составил 69,5% и. э. при проведении реакции				при — 62 °С.

Пространственное влияние было объяснено на основании моде ли 55, в которой предполагается сдвиг протона от азота к угле роду (определяющий, как полагают, конфигурацию возникаю щего асимметрического центра) с большей легкостью со стороны наименьшей группы, связанной с ішдуцирующим хиральным центром в части молекулы, содержащей аминогручшу * ) .

ін

М е - С - М е р р С Н з

g	н	н
	55

7-3.2. Присоединение ахиральных нуклеофплов к угле род-углеродной двойной связи в хнральиом субстрате

Лившиц и Зингермаи [42] получили (і?)-Гч"-бензиласпараги- новуго кислоту (58; 60% и. э.) путем присоединения бензиламина

*) Модель основана на следующих предположениях: 1) 55 представляет собой промежуточное соединение, в котором имеется предпочтительная к о н - формацпя хирального центра (по отношению к карбонильной группе), пока занная па схеме; 2) ?ггрет-бутнльная группа больше, чем фталпмидная (пред положение основано на величинах относительных конформацпонных свобод ных элергпй этих групп [46]); 3) наилучшей ориентацией предположительно большей пфв/71-бутпльной группы является ее «транс» - положенне относи тельно хиральной алкиламмонпевой группы; 4) водород переносится с п р о странственно папменее затрудненной стороны. Аналогия со схемой, рас смотренной в разд. 6-6.2 (рпс. 6-28), очевидна.

<<< < Предыдущая 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 3637 / 5137 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ