книги из ГПНТБ / Моррисон Д. Асимметрические органические реакции

пространственных соображений вряд ли можно ожидать, что переходное состояние 40 будет предпочтительным.

Ph*^

41

9-1.4. Реакции асимметрического переноса водорода

Катализируемая основаниями 1,3-таутомерия З-метил-1-алкил- инденов (45) в З-алкил-1-метилпндены представляет собой идеаль­ ную систему для изучения реакций внутримолекулярного асим­ метрического переноса водорода [25—31]. Если R — метильиая группа, то продукт реакции 45В ->- 46В представляет собой энантиомер исходного соединения. Эта система использована в изящ­ ных кинетических и изотопных исследованиях Бергсона и сотр. [25—29]. а также Крама и сотр. [30. 31]. В растворе трет-бути- лового спирта в присутствии соли такого слабого основания, как триэтплендиамин N(CH 2 CH 2 )3N (или 1,4-диазабицикло-[2,2,2]- октан), перегруппировка 45А —>- 46А протекает с 96—100%-ной стереоселективиостыо и па 97—100% по внутримолекулярному на­ правлению [30, 31]. Это согласуется с механизмом, но которому протон переходит от С-1 соединения 45 вдоль одной стороны связан­ ной ионной пары к связи у С-3 в исходном аллильном соединении. При замещении водорода на дейтерий перенос происходит с очень слабым изотопным обменом с растворителем. В случае более сильных оснований в ионизирующих растворителях рацемизация, протекающая путем отрыва протона, происходит гораздо быстрее,

чем перегруппировка. Хнпип в растворе пиридина вызывает

нием того, что основание участвует в реакции в виде связанной ионной пары [29]. Однако применение хиралыюго а-метилбензил- амина не позволяет провести реакции обопх изомеров с разными скоростями.

Родственной перегруппировкой является катализируемый основаниями 1,3-сдвиг водорода в альднмпнах [32]. Если эиаитпомерио чистый альдпмпн (47), полученный прп взаимодействии

(&)-(—)-а-метплбеизплам1ша с триметилацстальдегпдом-Ц-D], обработать /нрстг-бутилатом калия в трет-бутиловом спирте, образуется в основпом один изомер (R)-(-\-)-49. Это было показано путем кислотного гидролиза соединения 49 до (Л)-(+)-неопеитпл- ампна-11-D] (50), для которого абсолютная іг-копфпгурация была установлена на оспованип изучения механизма реакции [33] и применения правила Брюстера, а также подтверждена незави­

Продукт 50 был почти энантиомерно чистым, что было показано на основании анализа спектров ЯМР диастереомерного произ­ водного [32]. Этот стереоспецифический перенос протона должен происходить только по одной стороне азааллилыюго аниона 48. Стереоспецифичность является еще более удивительной, если учесть то, что скорость обмена водорода у хирального бензилыюго атома углерода была гораздо больше, чем скорость изомеризации. Поэтому, хотя этот водород и вступает в реакцию обмена с рас­ творителем из клетки растворителя, он должен возвратиться без инверсии бензилыюго центра * ) .

*) Обмен трицикло-[4,3,1]-декатрнена-2,4,7, катализируемый кислотами, протекает со значительным стереоснецпфичеекпм отрывом нротопа и анало­ гично приведенному выше случаю со стереоспецифическим повторным п р о - тонированпем, очевидно, в результате стереоэлектропных эффектов [35] .

Стереоселективпый внутримолекулярный перепое водорода наблюдался в изомеризации 51 —>- 53 при каталитическом действии полпфосфориой кислоты [36]. На основании известных конфигура­ ций 51 и 53 была предложена модель переходного состояния 52, позволяющая наилучшим образом объяснить стереохимически

Предполагается, что большие группы (феиильная и метильпая) у исходного и возникающего асимметрических центров создают «экваториальную» ориентацию в коиформации, аналогичной конформации кресла циклогексана.

на атоме углерода в молекулярную диссимметрию типа бифенильной является реакция тебаина (54) с фенилмагиийгалогенидом, приводящая к образованию неравных количеств диастереомерных фенилдигидротебаинов (55 и 56). Эти оба замещенных бифенила эпимерны по асимметрическому бензильному атомз»- углерода, но имеют одинаковую аксиальнзао хиральиость, что показано сведением к одному и тому же бифенилу (57) путем элиминирова­ ния хирального центра С-9. Эта необычная реакция была открыта Фройндом [37]; последующие работы [38] позволили установить строение этих продуктов и показать сложное протекаиие реакции. На основании установленной абсолютной конфигурации (—)-тебаи- иа и изучения реакции Берсон и Гринбаз^м [38] пришли к выводу, что бифенильная часть в соединениях 55 и 56, так же как и в 57, должна иметь ії-конфигзфацию, показанігую на схеме * ) . Образо­ ванию бифенила с 5-хиралыюстыо препятствзг ет исключительно

55 и 56 основано па видоизмененном методе конформацпонного анализа [39] . Прежнее отнесение конфигурации, как указывалось в [ 4 0 ] , при использова ­ нии прежнего метода определения хиральности бпфенпльной системы приво ­ дило к S-конфигурации [40].

симметрии, который пытались осуществить Берсон и Браун [44], рассмотрен в разд. 1-4.4в и 10-4.1.

Перенос асимметрии в другом направлении, например с атропонзомерии на центр диссимметрни. осуществлен при перегруп­ пировке Стнвенса соединения 66 [45]. 5-(-]-)-Эиантиомер 66, обладающий только аксиальной хнральностыо. перегруппировы­ вается в присутствии фенил.тития в смесь 67А и 67Б. В этих эппмерах бпфенпльиые системы имеют противоположную хнральиость, но конфигурация по С-9 у них одна и та же. причем пред­ полагается [45]. что соединение имеет ^-конфигурацию по этому центру. Почти исключительное образование 5-хпралыюсти по

асимметрическому атому углерода требует осуществления либо синхронного механизма, либо механизма, включающего пере­ группировку с участием связанной ионной пары [45]. Мутаротацня эпимеров 67А и 67П детально исследована и выделены оба кри­ сталлических изомера. Они имеют почти равные, по противо­ положные по знаку вращения, близкие по величине к вращению 9.10-дигидро-4,5-днметилфенаитрена, в котором диметиламиногруппа. присутствующая в соединении 67. заменена па атом водорода. Очевидно, что основной вклад в оптическое вращение этих соединений обусловлен хнральностыо бифепила; насыщен­ ный асимметрический центр вносит лишь незначительный вклад в общее оптическое вращение.

9-2.2. Хнральные аллены

Стереоселективные синтезы играют более важную роль в пре­ паративном получении оптически активных аллепов, чем класси­ ческие методы расщепления рацематов [46]. Помимо этого, асим­ метрические реакции играют важную роль и в установлении кон­ фигураций ключевых аллеиовых соединений. Одним из первых стереоселективных синтезов была дегидратация рацемического аллилового спирта в присутствии хиралыгого кислотного катали­ затора [47—50]. Спирт 68. в котором геометрическое расположение заместителей при двойной связи не было установлено, при обработ­ ке d-камфорсульфоиовон кислотой превращается с выходом 90 %

в сЙ-аллеи (69) и с выходом 1,3% в энаитиомерно чистый кристал­ лический (-г)-изомер 69А. Величина оптического вращения реак-

•анасртил—С — СН = С

~S.\

/

~-\

циопнон смеси указывала на осуществление асимметрического синтеза на 4—5%. Применение Z-камфоро-Ю-сульфоновой кислоты дало в избытке эиаитиомер 69В, тогда как d-бромкамфоро-ІО-суль- фоновая кислота оказалась неэффективной. Так как исходное соединение было рацемическим, то реакция могла быть и кинети­ ческим разделением, но этим нельзя было объяснить полученный результат в целом, так как реакция проводилась до конца.

занного [49] 1,5-днфенил-1.5-ди-трет-бутилпентатетраена хираль­

Примером использования основных хиральных катализаторов для синтеза аллена может служить применение хинина на окиси алюминия, катализировавшего перегруппировку замещенного аце­

не удалось. Ни максимальное вращение, ни абсолютная конфигу­ рация аллена 73 не известны. Бруцин на окиси алюминия катали­ зировал образование избытка (—)-энантиомера. Изомер соеди­ нения 72, отличающийся положением тройной связи, подвергался той же стереоселективной перегруппировке, но оптическое враще­ ние продукта было ниже. 1,3-Дифенилпронин аналогичным обра-