книги из ГПНТБ / Моррисон Д. Асимметрические органические реакции

" Іїснаол и качестве дополнительного растворителя.

г Структурную формулу снартепна см. в уравнении реакции 'Л —>- Ой и гл. Я.

д Толуол в качестве дополнительного растворителя, температура реакции —70 °С. 0 11 растворе гексапа, температура реакции • 70 °С.

ж 11 растворе хлороформа.

3 Сравнительные данные но оптическому вращению для эпаитномерно чистых продуктов не приводятся.

Таблица 70-3

Р е а к ц ии присоединения к альдегидам в хиральпы х средах

а (+) - ДМБ — это (2R, .')Д)-дішегоксіібутан.

б Гексан в качестве дополнительного растворители, температура реакции—70 °С. в Строение (—)-спартснна см. в уравнении реакции 01 —> 05 в гл. 9.

г Толуол в качестве дополнительного растворителя; температура реакции 70 °С. д Раствор в хлороформе; величина % п. о. не указана.

3 R * — это -СН2 С*И(СНз)С2І-І5-

Общая интерпретация реакций присоединения к альдегидам в хиральных средах (табл. 10-3) осложняется тем обстоятельством [18], что в растворах солей рацемических вторичных спиртов уста­ навливается асимметрическое равновесие в результате восстанов­ ления кетонов в хиральных растворителях по реакции Меервейна — Понидорфа — Верлея. Например, действие BrMg-соли рацемического метилфепилкарбипола на ацетофепои в (+) - 2,3 - диметоксибутаие привело к гетерогенной смеси, из которой после

существенно изменить наблюдаемую оптическую активность неко­ торых продуктов, приведенных в табл. 10-3.

Очень эффективной асимметрической реакцией, которую фор­ мально можно рассматривать как присоединение к карбонилу

вхиральных средах, является присоединение реактивов Гриньяра

кразличным карбонильным соединениям в присутствии хирального производного моносахарида 1,2 : 5,6-ди-0-изопропилиден-а-в- глюкофуранозы [19]. Наибольшие величины стереоселективности были найдены при присоединении метилмагнийбромида к фенилциклогексилкетону (70% п. э.), а наименьшие величины — при присоединении феиилмагнийбромида к пропиоиовому альдегиду (9% и. э.). Производное моносахарида имеет свободную гидроксильную группу, реагирующую с реактивом Гриньяра с образо­

ванием алкоголята, который, вероятнее всего, образует комплекс с избытком реагента. Таким образом, эту реакцию более правильно рассматривать как реакцию, протекающую под действием хираль-

с использованием ахиральных реактивов Гриньяра в хиральных средах.

Реакция рацемического ментона (3) с изопропилмагнийбромидом в смеси (+)-диметоксибутан — бензол [7] привела к резуль­ татам, представленным на рис. 10-1. Восстановление протекало на 14%, причем образовывалось несколько больше ментола (выход 7,5%), чем неоментола (выход 6%). Однако восстановление в результате экваториальной атаки с образованием неоментола протекает более стереоселективно (13% и. э.), чем в результате аксиальной атаки с образованием ментола (6% и. э.) * ) . Основной

31—0777

ление кетопа, ио является также и кинетическим разделением реактива Гриньяра. Асимметрическое равновесие, наступающее после протекания реакции восстановления, вероятно, не является решающим фактором в этом случае, так как установление равно­ весия BrMg-соли рацемического 11 в (+)-диметоксибутане при­ водит через 5 суток к (А-)-11 с 2 , 1 % и. э.

Последним примером асимметрической реакции в хиральной среде является электролитическое восстановление ацетофенопа в (S)-(—)-метилфеиилкарбинол (4,6% и. э.) на ртутном катоде в присутствии гидрохлорида (+)-эфедрина; восстановление в при­ сутствии (—)-эфедрипа дало (і?)-(+)-карбииол (4,2% и. э.) [22]. Эти результаты следует сравнить с данными, полученными при электролитическом восстановлении кумаринов (ср. с рис. 6-35).

Характерно, что во всех случаях, рассмотренных в этом раз­

лигаиде

Большая часть асимметрических синтезов состоит в стереоселективном присоединении реагента к одной или другой прохиральиой стороне двойной связи (С = С, С = О и С = N ) . Число асимметрических синтезов, в которых происходит преимуществен­ ная реакция либо с одним, либо с другим прохиральным лигандом молекулы, гораздо меньше, но, пожалуй, они и более интересны.

Вопросы стереохимии реакций, которые рассматриваются в этом разделе, могут быть пояснены следующим типичным примером катализируемого алкалоидом декарбоксилирования метилэтилмалоновой кислоты (13). Бруцин добавляют к водному раствору (13), который затем выпаривается досуха, а остаток декарбоксилируется при 170 °С. При этом образуется оптически активная метил-

95,9%) в соотношении 54 : 46 [27, 28]. В этом случае можно пола­ гать, что осуществляется термодинамический, а ие кинетический контроль реакции. Каждый из выделенных дпастереомеров был превращен в соответствующий энаитиомерпый монопирролидинамид (20) с регенерацией индуцирующего (—)-ментола, поэтому эта реакция является асимметрическим синтезом в смысле опре­ деления Марквальда.

Дальнейшим изучением реакций этого типа служит катализи­ руемый химотрипсином гидролиз ряда характерных для этого фермента субстратов, а именно сложных эфиров малоновой и глутаровой кислот (21), которые являются ахиральпыми, но обла­ дают прохиралытыми лигаидами [29—32]. Как ациламинозамещенный малонат (21 А), так и глутарат (21Б) подвергались гидро­ лизу, вероятно, со 100%-ной стереоселективностыо, тогда как оксималоиат (21В) дал рацемический продукт в противополож­

Хотя это и не является асимметрическим синтезом, на тех же принципах основаны ставшие теперь классическими опыты, в кото­ рых было показано, что ферменты могут «различать» энантиотоппые группы СИ2 СООН в лимонной кислоте. Этот факт наблюдался

внескольких работах * ) , но, пожалуй, наиболее характерным

[34]является получение асимметрически меченной 1 4 С радиоактив­ ной лимонной кислоты (23) в результате обработки радиоактивным цианидом из энантиомерно чистой (—)--у-хлор-В-карбокси-(5-окси- масляной кислоты [аЬб] —44,9° (23). Один меченый энаитиомер лимонной кислоты под действием фермента разлагался с образо­ ванием а-кетоглутаровой кислоты (25), которая далее разлагалась до С 0 2 и радиоактивной янтарной кислоты (26). Радиоактивность

*) Эти данные рассмотрены в обзоре [33] .

ность не была обнаружена. Хотя этот опыт еще не был осуществлен,

но можно было бы ожидать, что если меченую лимонную кислоту получить из (~г)-23 и обработать аналогичным образом, то янтар­ ная кислота не должна была бы содержать радиоактивности и вся радиоактивность должна содержаться в С 0 2 . Было показано, что аконптаза обнаруживает активность только по отношению к про- Д-группе СН2 СООН.

Найдено, что 4-метплцпклогексапон (27) реагирует с оптиче­ ски активным 2-октплиитрптом в присутствии отплата натрия с образованием с выходом 15% натриевой соли оксима (28), кото­ рый оказался оптически активным. Правовращающий пнтрпт приводит к левовращающей соли ([ос]" —12,2°) * ) . а левовращающий нитрит дает правовращающую соль ([ос]'" +17,55 и 16,51°) *) 35]. Продукт рацемизуется в течение 10—12 ч. Механизм участия хирального реагента в этой реакции не ясеп. Трудно объяснить

легкую рацемизацию соединения, имеющего строения 28, поэтому к этим результатам нужно относиться с осторожностью, пока эти факты не получат удовлетворительного объяснения.

*) Натрпевая соль выделяется при добавлении эфира. Растворитель п концентрация, использованные при измерении вращешш, в работе не у к а ­ заны.