Traven__39__39_Organicheskaya_khimia_39_ _39__Tom_2 (1125752), страница 63
Текст из файла (страница 63)
2-Галогенпиридины подвергаются нуклеофильному замещению значительно легче, чем пиридин. Предложите объяснение этому факту, Задача 25.6. Предложите схему синтеза 2-метил-5-метоксииндола по методу Фишера. Задача 25.7. Предложите схему синтеза 2,5-диметилиндола по методу Фишера. Задачи 25.8. Завершите следующую реакцию: + (МНа)»СОз !00'С О О Задача 25.9.
Завершите следующую реакцию: ННг О СН,=СН вЂ” С-СН,— Предложите ее механизм. Задача 25.10. Прсдложитс пример синтеза производного пиррола по реакции Кнорра. Напишите схему механизма. Задача 25.11. Прсдложитс оптимальныс схемы синтеза 3- и 4-нитропиридиноа. Задача 25.12. Прсдложитс схему синтеза 2-бутилпиридина. Задача 25.13. Предложите схему синтеза 3-дизтиламинометилиндола. Объясните преимущественное образование 3-замешенного индола. Задача 25.14. Предложитс схему механизма получения 2,4,б-тримстилпиридина по методу Ганча. Задача 25.15.
Сравните основность пиррола н пиридина. Прсдложитс объяснение различия в их основности. Какое нз этих соединений является амфотерным! Поясните причину этого свойства. Задача 25.16. Прсдложнтс оптимальные схемы синтеза 2-, 3- и 4-аминопиридинов. Какие из них способны к таутомсрии? Напишите схемы таутомсрных превращений. Е с У х х Ф Ф о 3 о О О о О а л о У о Е о У О О О 3 Я х о. Ф 3 Ф О О Д й О У о х <- о <- о о о <.
х 3 Д О > 36 Ф О й 3 3 О 3 63 Ф о < х х 6 О Х Х О. О о х Ф 3 Ф 3 О О 3" а Ф о Ф О Ф О. й со < о о о и о ! Ж о ОО 3:3 + о, х о Ф Ф Ф Ф. 3 О О о Ф О" О. Ф ! х х ~.> С') Р4 х ж о ",5„" 3"-! Ж -" дО 5„"о4 М ,">. И о о~ Яо н~ хжк 3'.33 Х У х О о о" х х ао х о х 63 а ох У У > х ( ау о о Х о л х о х О х о И о о х у о. х ,О л о и о О 3Р х о О а У >' о У Хо 63 О 33 63 36 х 2~ Р х 3 3 63 О, Х х Щ 63 о о омам О,О .О „О 3 х о .3 63 Х 36 ах У о У > О'О 33 х "» .О „ Ю о о о к о.
ох 3 о х 61 У » х о о о о х ло о ! о .ОЩ О х, У МЫл ох~ „,о о х .О ю 63 63 хи х 3'3 охо о И х > х3О Х О ххах :-,66 О о Х Х О3 ухх 63 ойИ 63 Х (~ 63Ф » х х о о х о ь У У х х 2 х М о х 3О 63 о 3О О о х х о, о о ."О х х М х 63 х О. о О й >„о а хх д х о х о х х ц о о а„ 63 о И '6 о »й У о 63 о о 63 о У У л о х Х 63 О' х ах оо о 33 66 х о я х 33 "- а .О р й х о 63 о Ю о л о х х х л о х 33 6х3 М х о О О' о Ю о х о о о Ю У 0 о о У" х х х И х У У - о .О х, 63 х "о У 36 „х >,х Ы О' о О х о о о щ У .О х 63 О 36 О, .О о Ы ~ .О а о „ УО о о О Го 66 О' > 33 О. й о о Я. > 63 х ю Я о Ч~ Ф3 66 О .О 3 Х .О о О х > о 36 М у ОХ охх "оа й о 6\ х 63 Ю о ау 63Ох Ю О о „х о хо х о хх ~Их О,Я о х о 63 3 Х о 33 У 3.ОУ У й х о 3' 63 о о О Х о х о о о (~ х х ! о — с~ ! ! 3=3=~ й 2 с~ х аЯ о Д х о У Х 3 о о Й х х 63 о о о х х У а х о х х о хО х у о ~х х х 36 о х ах о 63 х х о ох '4 6х х о У о ы х о=о х' 3О о=о 3 Ф Ф О 3 ~> Ф Ф О Ф Ф Ф Т 463 25.7.
Энантиосслективный синтсз к ~п янзо«и «ш ваго» Ацетилкоэнзим А является тиоэфиром и более сильным ацетилирующим агентом, нежели сложный эфир. Кроме того, ацетилкознзим А может находиться в енольной форме. 0 ОН П СНз — С вЂ” ЯСоА — СН2=С вЂ” ЯСоА Эта способность еще более повышает его синтетический потенциал.
Ниже показан ряд простейших реакций, которые являются источниками некоторых «строительных фрагментов» и ведут к образованию одного из основных «строительных блоков» в биосннтезе — нзопентенилпирофосфата. 0 П СНзСЯСоА ацстилкоэнзим А 0 0 о + НСОз оОССН2СЯСоА + Н20 гидрокарбонат- малонилион коэнзим А 0 О 0 П о СНзСЯСоА + оОССН2СБСоА 0 0 П П вЂ” СНзССН2С»СоА + С02 ацстоацстилкоэнзим А малонил- коэнзим А ОН 0 ! П вЂ” СНзССН2СЯСоА + СоАЯН СН,СОН ! коэнзим А П 0 б-гидрокси- П-мстилглутарилкоэнзим А О 0 0 П П П СНзСЯСоА + СНзССН2СЯСоА ацстоацстилкоэнзим А ОН О ! П СНзССН2СЯСоА ! СН2СОН П 0 ОН ~-' — — '"""-' сн ссн сн он ! реакция 3 2 2 СН2СОН П 0 мсвалонован кислота сн, 0 0 азоовооияи ование ССН СН 0 — Р— 0 — Р— 0 о оо 2 2 СН2 Ои Огз ОН СНзССН2СН20Н СН,СОН П 0 изопснтснилпирофосфат Последующие превращения перечисленных кознзнмов, а также изопентенилпирофосфата, неизмеримо ускоряемые в живых системах соответст- 464 Глава 25.
Гетеропиклические соединения вующими ферментами, лежат в основе биосинтезалипидов, терпенов и сте- роидов. СНз ССНзСНгО Р О Р О СНз Ои Ои Ф изопентенилпирофосфат скаален Н холестерин Реализация этой схемы в физиологических условиях была подтверждена экспериментально: введение в пищу крысам меченого ацетата приводит к образованию меченого сквалена, а затем и меченого холестерина.
Уксусная кислота также вовлечена в биохимические циклы синтеза алкалоидов. Например, первоначальной стадией биосинтеза алкалоида тропина, встречающегося в природе в виде различных сложных эфиров, служит взаимодействие а-аминокислоты орнитина и уксусной кислоты. При этом наиболее вероятным является промежуточное образование производного пирролидина, называемого аигрином. Н,Н Н,Ы СООН орнитин СН3 .СНз СООН СООН уксусная кислота ОН О гигрин тропин Выше мы рассмотрели некоторые пути биохимического синтеза. Остановимся несколько подробнее на причинах высокой энантиоселективности биохимических реакций. Практически все прохиральные реакции идут в живых системах с образованием лишь одного из возможных энантиомеров.
465 25.7. Энантиоселсктианый синтез «~п »1»о» и йп тпго» Рассмотрим для примера биосинтез алкалоидов анабазина и седамина. 2 1)Н2 НН2 СООН Х 1-лизин пиперидсин ь) Н анабазнн 15-анантиомср) ,( 3~; «пн СНз Рь СНз )Ч-метилаплоседридин (я-знантиомер) седамин (5-анантиомер) Установлено, что пиперидиновый цикл в этих алкалоидах синтезируется из а-аминокислоты лизина. Этот факт был подтвержден применением различных меченых лизинов: атомы С2 и Сь предшественника становятся атомами С2 и Сс в анабазине и седамине. В основе синтеза лежит декарбоксилирование лизина. Этот процесс затрагивает хиральный центр лизина. Последующие превращения промежуточно образующегося пиперидеина идут энантиоселективно. Объяснением этому факту служит ферментативный характер этих превращений. Анабазин и седамин образуются только в 5-конфигурации, а Х-метилаллоседридин — только в Я-конфигурации при С -атоме.
Изучение ферментативных реакций показало, что упорядоченность реагентов в пространстве — надежный (и единственный! ) путь к повышению стереоселективности органического синтеза ()п тйго). В своих опытах химики моделируют условия ферментативного биосинтеза, создавая пространственно упорядоченные реакционные системы. Такие условия оказалось возможным создавать в растворе с применением катализаторов, способных к комплексообразованию с субстратом, в мицеллах, образованных поверхностно-активными веществами, и в твердом кристалле. С некоторыми примерами стереоселективного синтеза в растворе мы знакомились в предыдущих разделах курса, в частности при изучении реакций присоединения алкенов.
Например, при гомогенном гидрировании алкенов в присутствии комплексов переходных металлов (см. гл. 15) реакции идут во внутрикоординационной сфере металла как син-присоединение. Особый интерес представляют факты энантиоселективности при применении неметаллических катализаторов и реагентов. Синтез (+)-индакринона с применением хирального катализатора мсжфазного переноса 466 Глава 25.
Гстсроцихлинсскнс соединения представляет собой пример энантиоселективного катализа. В условиях та- кого катализа метилирование 5-метокси-6,7-дихлор-2-фенил-1-инданона действием СН С! в смеси толуол — ХаОН (водный) дает (+)-индакринон с вы- ходом 95% и энантиомерным избытком 92%. До хат. СН О сн о 5-мстокси-6,7-дихлор- 2-фснил-1-инданон (н+индакринон В качестве катализатора в показанной выше реакции был применен Х-(и-В-бензил)цинхонинийбромид. Как показано ниже (справа), субстрат 5-метокси-6,7-дихлор-2-фенил-1-инданон образует с катализатором «тесную» ионную пару, обеспечивающую подход алкилирующего агента лишь с одной (с фронтальной) стороны. СнзО !Ч-(л-Гс-бснгил)цинхоииний- ион Ионная нара между инданон-анионолг и бснаилцинхониний-ионом Обратите внимание! Эффективность реакций асимметрического синтеза, в которых один из возможных энантиомеров образуется в преобладающем количестве, характеризуют показателем энантиомернозо избытка (елал<гопгег << ехсезсп ее).
В показанном выше примере реакция идет с 92% ее. Здесь уместно сделать дополнение к определению нстереоселекгпинностьи, с которым мы познакомились в разд. 4.5.3. Если образуемые стереоизомсры в стереоселективной реакции явля<отея энантиомерами, явление называют энантиоселективностью и количественно выражают энантиомерным избытком. Если образуемые стереоизомеры являются диастереомерами, явление называют диастереоселектионостью и выражают диастереомерньам избытком (<!<игиегеотег(с ехсе.сз, Ае). 467 25.7. Энантиоселектианый синтез Ыл тако» и мн тяго» Пространственная ориентация реагентов, показанная выше, подтверждена данными метода рентгеноструктурного анализа кристаллов катализатора и молекулярным моделированием.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
