02 - (2004) (1125801), страница 14
Текст из файла (страница 14)
выше); кроме того, лиганды должны обладать или скелетной (каркасной) жесткостью, или, наоборот, скелетной гибкостью (в зависимости от конкретной реакции). Одним из первых примеров асимметрического синтеза из прохиральных соединений, катализируемого растворенными хираль- ными комплексами металлов, был опубликованный в 1966 г. синтез эфира цис- и транс-2-фенилциклопропанкарбоновой кислоты с использованием хирального комплекса шиффова основания с Си(П) (ЬХШ). Реакция протекает через карбеноид меди в хиральном окружении: Сп' — кат Рй , СООЕг РР— СН=СН Н СНСООЕ~ стирол диазоуксусный эфир цис- и транс- (э.и. — 10%) РЕСНСН, ! )! О ! СН Снрй (ЬХП1) В этом случае энантиомерный избыток составил всего 10%, но после систематического скрининга (т.е.
простого перебора методом проб) хиральных оснований Шиффа был найден катализатор, приводящий к э.и. = 94%. На этом основании был разработан метод промышленного синтеза (5)-2,2-диметилциклопропанкарбоновой кислоты (которая необходима для получения фармпрепарата ингибитора дегидропептидазы-!). В настоящее время наиболее эффективные энантиоселективные металлокомплексные синтезы главным образом основаны на реакции гидрирования С=С, С=О и С=Я-связей в основном на комплексах родня и рутения.
Ниже приведены наиболее яркие примеры (см. также ч. 4, гл. 21). 1) Синтез (-)-ментола: МЕгт диэтилгераниламин энантиоселективная катал итическая реакция ~ (Ю)-ВП!АР-Яй' )~ ~ОНО ХЕг цитронеллаль (Я)-; э.и. = 96 — 99% 88 Лг (л)-впар (ю)-впар Ф)-в!~лр-в)2 2) Получение оптически активных спиртов: (к=ли,л) 89 рр)22 РРЬ2 РРЬ2 РРЬ, (-)-ментов он РЬ Н р та ОСН, о р),, н О р)т2 Р. К Рпз О Алкилирование карбонильных соединений металлоорганическими соединениями непереходных металлов в присутствии хиральных комплексообразователей также можно сделать каталитическим процессом. Например, бензальдегид в реакции с диметил- или диэтилцинком в толуоле в присутствии каталитических количеств хирального комплексообразователя на основе бициклического борнана (-)-Р1АВ образует (Я)-спирты с энантиомерным избытком 92Уа.' О К,ОН е (-)-Р1АВ-кат.
НзО н ям (-)-Р1АВ = ОН Мез Мез (ЬХ1У) )'В2 + 2йтЕп ОН Р1АВ (й = Ме, Е~) 90 В реакции с ( — )-Р1АВ сначала образуется димерный комплекс ЬХ1У, который имеет симметрию Сз, и поэтому хирален. Если же в реакцию вести рацемический (х)-Р1АВ, образуется димерный комплекс симметрии С,, который ахирален.
Комплекс же симметрии С~ в этом случае не образуется, так как по пространственным факторам он термодинамически менее стабилен, чем комплекс С;: Хп Х 1 и к С; (ахирале Сг (хирален) В реакции с бензальдегидом энантиоселективностью„следовательно, будет обладать только комплекс Сг. Каталитический цикл описывается следующей схемой: Мег Р!г Мег Х 0~ Х О= — ~ 1 -(1.ХРЧ1 + АгСНΠ— р Уп,, Кап. р Ул,, М ~ Г М' 2 / | Ел К медленно м Х Хп К Хп ~~ Уп р~ 0 0 — ~ Х К К м р г р, „К СН вЂ” ОХпК Р!г 8.7. ПСЕВДОВРАЩЕНИЕ В отличие от азота фосфор может образовывать пять ковалентных связей путем расширения своей валентной оболочки от октета до децета.
Молекулы, центральный атом которых имеет более восьми электронов в валентной оболочке, называются глпервалелтными. Подобные соединения приобретают конфигурацию тригональной бипирамиды, например: Н .с СС!3 ..С1 С! — Р ~С! С! ..СН3 НЗС г Пять заместителей занимают стереохимически неодинаковое положение: три из них (а, Ь и с в формуле 1.ХУ) называют экваториальными, а два (з и е) — апикальными. Интересно, что молекула (.ХУ с пятью разными заместителями у атома фосфора в принципе может существовать в виде 20 хиральных изомеров, составляющих 1О пар энантиомеров.
Если два заместителя одинаковы, число изомеров сокращается до 10, среди которых две пары будут энантиомерными. Молекулы, в которых центральный атом имеет координационное число 4 или 6, обычно сохраняют устойчивую форму тетраэдра или октаэдра. Однако в пентакоординационных соединениях лиганды непрерывно меняют свое положение. По этой причине пятикоординационные соединения фосфора (а также многие другие, отличающиеся аналогичным типом химического поведения) принято называть конфигурационно неустойчивыми. Для объяснения непрерывной смены положения лигандов в тригональной бипирамиде предложен механизм псевдовращения — обратимый переход между конфигурациями тригональной бипирамиды и тетрагональной пирамиды: «» 2?зл (атомы 3 и 2 апикальны) 2 2?зл С4» (атомы 1 и 2 апикальны) В процессе этого мнимого вращения один из экваториальных заместителей, называемый опорным лигандом (в нашем случае обозначен цифрой 5), остается в экваториальном положении, в то время как другие лиганды формируют собой основание воображаемой тетрагональной пирамиды за счет искажения валентных углов.
Валентный угол между связями 1-Р-2 уменьшается от 180 до 120', а между связями 3-Р-4 увеличивается от 120' до 180', т.е. апикальные лиганды 1 и 2 в конце концов займут экваториальные, а экваториальные лиганды 3 и 4 — апикатьные положения. В результате образуется диастереомер исходной системы, т.е. происходит кажущийся поворот лигандов на 90' относительно опорного лиганда 5.
Псевдовращение происходит потому, что энергетическая разница между конфигурациями )?зл и С4, в пентакоординационных соединениях фосфора очень невелика. Понятие «псевдовращение» применяют и для обозначения некоторых конформационных превращений с участием циклических систем, например для переходов между ваннообразными конформациями циклогексана. 92 Глава 9 НУКЛЕОФИЛЬНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ У НАСЫЩЕННОГО АТОМА УГЛЕРОДА .97 103 103 107 ..!08 ....
109 ..... 1 1 1 ..... 113 .. 121 ... 126 ...!28 164 9.7.1. Типы карбокатионов 9.7.2. Стабильность карбокатионов и ее количественная оценка................... 165 9.7.2.а Карбокатионы в газовой фазе . !65 9.7.2.6. Карбокатионы в растворах . . . . ... ,. . . !68 9.7.3. Структурные факторы, определяющие стабильность карбокатионов . 174 9 7.3.а. Алкильные и циклоалкильные катионы ........................................ 174 9.7.3.6.
Адлильный, бензильный и полиарилметильныс катионы .......... 177 9.7.3.в Циклопропилметильные катионы ................................................. 179 9.7 З.г. Винильный и фенильный катионы .............................,................. 181 9.7 4. Некласснческис карбокатионы . 18! 93 9.1. Общая характеристика механизмов 5„1 и о"„2 ..................,...................... 9.2. Механизм 5„2 9.2.1.
Вальденовское обращение 9.'2.2. Причины инверсии конфигурации в 8„2-реакциях 9.2.3. Влияние распюрителя, природы нуклеофила и уходяшей группы на скорость 8„2-реакции 9.2.3 а. Механизм з„2-реакций в газовой фазе ........... 9 2хйб. Переход из газовой фазы в раствор 9.2.3.в. Влияние природы растворителя 9.2 З.г. Мсжфазный катализ. 9.2.4.
Однозлектронный сдвиг 9.3. Механизм Хл! .. 9.3.1. Ионные пары в процессах мономолекулярного нуклсофильного замещения 9.3.2. Обобщенная схема нуклеофильного замещения ..... 9.4. Строение органического субстрата и тип механизма ....... 9.4.1. Алкильные соединения 9.4.2. Влияние уходящей группы... 9.5. Нуклсофильный реагент .
9.5.1. Нуклеофильность . 9.5.2. а-Эффект в нуклеофильном реагенте 9.6. Другие Я„-механизмы. 9.6.!. Механизм оат.. 9.6.2. Аллильная перегруппировка (Х„') . 9.6.3. Участие соседних групп 9.7. Карбокатионы .. 133 ..... 143 ..... 144 ... 144 .146 ...148 ...
148 ..... 152 . 153 . 153 . !55 . 157 . !64 Хц: + — С вЂ” У, — в Хц — С вЂ” + Е: Уходящую группу г. часто называют нуклеофугом («подвижный в виде нуклеофила»). Хорошие уходящие группы имеют высокую нуклеофугность, плохие уходяшие группы — низкую нуклеофугность. К хорошим нуклеофугам относятся, в частности, трифлатная (ОТ(), уходящая в виде аниона У, =СрзБОз, фторсульфонатная РБОз, ара-толуолсульфонатная или тозилатная (ОТз) и др. К слабым нуклеофугам можно отнести ацетатную группу, карбоксилат-ион (КСОО ), а также Р .
Реакции нуклеофильного замещения удобно классифицировать в соответствии с изменением заряда в субстрате или нуклеофиле по типу механизма замещения. По зарядному признаку эти реакции целесообразно разделить на четыре большие группы. 1. Взаимодействие нейтрального субстрата с нейтральным нуклеофилом ОР О Хц. + КŠ— — Хц — К + У.. Например: 8 О КХНзНа1 реакция Гофмана; К«ХЕН )О н,не+ кнк к,н:+ кнк Н,Р: кнк К«Р Н); к,в: кнн к,ввннв, КОТ А ОН КОА Т ОН; (Тз — пара-толуолсульфонил СН Ф 1~) )— БΠ— ) 3 ~г 2 кон+ нв, кв + н,о; к'ок' Р н! АТ+ к'он; кнк кон кок ° ннк; кнк нон кон ° ннн . 94 Один из наиболее обширных и важных классов органических реакций косит название нуклеофильное замещение у насыщенного атома углерода.
В результате таких процессов уходяшая группа г. в органическом субстрате КУ, содержащем связь С,рз — г., замещается нуклеофильным реагентом Хо: таким образом, что не- поделенная пара нуклеофила в продукте реакции КХц становится электронной парой сг-связи С вЂ” Хц, а электронная пара о-связи С вЂ” г, становится неподеленной парой отщепившейся уходящей группы; 2. Взаимодействие нейтрального субстрата с анионным нунлеофилом „.о+ „+ .Е2 Например: КО' К'Н ~ — КОК' + Н 1': КК +К'Н1 КЯК1 НЫ СН КНН К вЂ” С— = Н г НН Н1О+ КОК' КН3+НН' (замена одного галогена на другой или изотопный обмен галогенов, например К) + 1* ~~ К)к + 1 ). Х02 + КНа1 — ~ КХ02 + На1 + КОХО.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
