02 - (2004) (1125801), страница 13
Текст из файла (страница 13)
8.3 видно, что К ВН2 более эффективен для транс-алкенов и пространственно затрудненных цис-алкенов, тогда как для пространственно незатрудненных цис-алкенов лучше использовать К2 ВН. Это необходимо учитывать при выборе реагента для конкретного синтеза. Таблица 8.3 Гидроборвровавие алкеиов ди- амона-3-винаввлборавамв 2-Метилалкены-! 5 — 30 1,5 СН3 СН,=С вЂ” К 76-98 20-24 цнс-Алкены К К СН=СН 13 70-92 транс-Алкены сн=сн К Пространственно затрудненные алкены (цнс- н транс-) 14 — 22 52 — 100 Кроме гидроборирования для асимметрического синтеза на основе алкенов можно использовать реакцию Михаэля — присоединение реагентов с подвижным атомом водорода к активиро- ванной двойной связи (см.
гл.1б). Распознающий хиральный центр может или входить в состав одного из реагентов, или быть пред- ставлен оптически активным растворителем или катализатором, например: СН,ХО, В* Р)т — СН=СН вЂ” СОР)з + СНЗХОз — н' РЬ вЂ” Снснз — СОР)т (э.и. 51%) халкон ( — хинидин; природный алкалоид). 8.6.4. АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ АМИНОКИСЛОТ Очень эффективным оказался путь синтеза оптически активных а-аминокислот через медьорганические комплексы (Ю.Н.
Белоконь, 1982). Сначала оптически активный Х-бензилпролин превращают в амид реакцией с орто-аминоацетофеноном. Затем полученный продукт конденсируют с глицином (аминоуксусной кислотой) в присутствии солей меди (11) и в результате получают медный комплекс 1.1Х, в котором Снз-группа (на схеме выделена) обладает подвижным водородом. При альдольной конденсации с участием этой группы получают а-амино+гидроксикислоты, а при алкилировании этой группы — разнообразные аминокислоты высокой оптической чистоты: ЛСНзСОСьнхХНз-орао ~ Н ХСН,СООН соон ' ' ' ' С,ссонн ~ ~ ~ Х вЂ” Сц(11) 1 ! СН РЬ Снзр)з СОСНз Х-бензилпролин (оптически активный) К вЂ” СН(ХН,)СООН 2)нХ а-аминокислоты 3)н О Энантиомерные избытки в таком синтезе достигают 97 — 100%.
83 Г3-СОХ-~~~ х Х / у РЬСНз ,~~) — СЙ, 0 (1)Х) 1)СН СНО СНзСН(ОН)СН(ХНз)СО ОН 8.6.5. СИНТЕЗЫ В ХИРАЛЬНЫХ СРЕДАХ Если реагенты ахиральны, но один из них прохирален, то в оптически активных средах могут происходить асимметрические синтезы энантиоселективного типа. Например, при действии магнийорганических соединений на кетоны в присутствии эфиров винной кислоты один из энантиомерных спиртов получается хотя и в небольшом (э.и. = 2,5%), но все же в избытке.
При циклизации 2-аллилфенолов в р-пинене (оптически активный раствори- тель) э.и. составил 12,5%: СН, О, ! (э.и. 12,5%) ацетаты г ОН Сии Рд, О !3-нивен 1-винил-1,2-дигидробензофуран Более того, если один реагент хирален, но водится в реакцию в виде рацемической смеси, то в оптически активном растворителе один из энантиомеров хирального реагента реагирует быстрее другого, что приводит к оптически активному продукту, например: СН 1) (+) СНЗСН(ОСН3)СН(ОСН3)СН3 ! (раствор итель) СНМяС1 + СОз 2) гидролиз С~Н СН, ! НССООН ! СзН5 (+, †) 84 Молекулы оптически активного растворителя [(+)-2,3-диметоксибутана1 в силу пространственных причин образуют прочные сольваты с одной из двух энантиомерных форм магнийорганического соединения.
Сольваты левой и правой форм субстрата относятся друг к другу как диастереомеры, и поэтому возникает различие в скоростях их реакции с СОз. Еще раз подчеркнем, что энантиомеры могут быть дифференцированы только с помощью оптически активных веществ, в данном случае с помощью оптически активного растворителя. Асимметрические синтезы проводятся также в хиральных (холестерических) жидких кристаллах. Например, таким путем можно осуществить синтез а-аминокислот с невысокой оптической чистотой. 8.б.б.
«АБСОЛЮТНЫЙ» АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ «Абсолютным» асимметрическим синтезом называется такой асимметрический синтез, который осуществляется в отсутствие асимметрических химических реагентов, в том числе действующих в качестве катализаторов. Значит ли это, что в данном случае энантиомерные конфигурации образуются в неравных количествах без всякого асимметризующего агента? Вовсе нет. «Абсолютный» асимметрический синтез отличается от обычных, рассмотренных выше, лишь тем, что в нем используется физический асимметрический агент, например циркулярно поляризованный свет. Следовательно, и в этом случае «правое» и левое» может отличить только хиральный агент (физический), взятый в своей «правой» или «левой» форме, и термин «абсолютный» не должен вводить в заблуждение по поводу обязательного условия — наличия асимметрического фактора.
«Абсолютный» асимметрический синтез уже давно привлекает к себе внимание ученых, прежде всего в связи с проблемой возникновения оптически активных молекул на Земле в первоначальных абиогенных условиях. Одна из гипотез состоит в предположении, что причиной возникновения первоначальных оптически активных соединений был циркулярно поляризованный свет, так как такая поляризация возникает при отражении естественного света от водных поверхностей. В лабораторных условиях первые синтезы такого типа были осуществлены в начале 1930-х годов.
Например, при освещении рацемического диметиламида а-азидопропионовой кислоты СНзСН(Хз)СОХМе2 циркулярно поляризованным светом наблюдалась преимущественная деструкция одного из энантиомеров, и остаток приобретал оптическую активность (асимметрическая деструкция). В 1970-х годах с помощью циркулярно поляризованного света были получены гелицены в оптически активной форме, например: 313 н 1О ч гексагелицен (э.и.
— 0,2%) Величина энантиомерного избытка при фотохимических асимметрических синтезах зависит от того, насколько сильно 85 отличаются между собой коэффициенты поглощения правого и левого циркулярно поляризованного света данным веществом. В последнее время используют циркулярно поляризованное лазерное излучение. Таким путем из замешенных тропонов (1.Х) были получены бициклические кетоны 1.Х1: Х ~=о (э.и. 3%) О (1.Х) (1.Х1) 8.6.7. АСИММЕТРИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ АКСИАЛЬНОЙ и плАнАРнОЙ хиРАльнОсти Выше мы рассматривали асимметрические реакции, в которых возникал хиральный центр под воздействием другого хираль- ного центра (например, из диастереотопных карбонильных соединений образовывались диастереомерные спирты; 8.6.2).
Известны также примеры, когда хиральный центр индуцирует хиральную ось или хиральную плоскость. Так, наиболее распространенным методом синтеза аксиально хиральных алленов в оптически активной форме является переход от пропаргильных соединений с хиральным центром. Например, при восстановлении тозилатов гидридами: 14 А1 Н. Н К К' — С в = С вЂ” СН вЂ” ОТ8 ! К центральная хиральность аксиальная хиральность Энантиоморфные кристаллы могут образовывать вещества, молекулы которых ахиральны.
8б Известны также «абсолютные» асимметрические синтезы в твердой фазе, причиной которых является воздействие энантиоморфной кристаллической решетки. Например, при бромировании парами брома энантиоморфных кристаллов' нгранс-4,4-диметилхалкона (1.Х11) происходит транс-присоединение брома по двойной связи и получаются два энантиомера: СН Сбн Н СНзСбН4 СН СН СОСьН4СНз Н СОСбН4СН3 ВГ ВГ ! (1.Х11) (э.и. 6%) Асимметрическую индукцию планарной хиральности можно про- иллюстрировать на примере синтеза оптически активного шракс- циклооктена: Н (КО) Р (5) С б 3 ( / + СО + (ИО) РБ 2 3 О Н (Я)-(+)-изомер, планерная хиральность (+)-изомер, центральная хиральность 8.6.8. АСИММЕТРИЧЕСКИЙ КАТАЛИЗ 87 Один из путей повышения эффективности асимметрического синтеза состоит в использовании каталитических количеств хирального агента.
Наиболее общим из известных в настоящее время энантиоселективных каталитических методов является применение хиральных комплексов переходных металлов. Известно, что металлы способны катапизировать многие органические реакции, и путем варьирования природы металла, органических лигандов и хиральных добавок можно направить пространственное течение реакции практически по любому нужному пути. Металлокомплексный катализ растворимыми комплексами металлов, в том числе и энантиоселективный, его принципы и механизмы подробно рассматриваются в гл. 27 (ч.
3). Здесь же мы приведем лишь некоторые синтетические примеры каталитических реакций, приводящих к продуктам с высоким избытком одного из энантиомеров. Чтобы создать эффективный каталитический энантиоселективный метод синтеза, необходимо иметь простой, очень реакционноспособный катализатор, обладающий хорошей способностью к хиральному распознаванию энантиотопных сторон прохиральных молекул.
Следовательно, помимо выбора центрального иона металла практически важно иметь молекулярный дизайн (т.е. проекты возможных структур) хиральных лигандов. Хорошие лиганды должны содержать подходящие для связывания с данным металлом функциональные группы, подходящие молекулярные элементы симметрии, заместители, способные дифференцировать разные области окружающего пространства стерически или электронно (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
