Терней - Органическая химия II (1125893), страница 6
Текст из файла (страница 6)
!!ример такой реакции и ее первая стадия показаны неже., Сумл<аркая реакция; методы пог1у*ленин н Рел1щии присоединения Альднгидон 35 ,, БИОЛОГИТ1ЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ. В равд. 16е10 мы уяее говорили о том, что четвертичное пиридиниевое производное никотинамида (НАД!В) мояеет служить акцептором водорода и окислять соответствующие субстраты.
й(ы отметили также, что такие реакции обратимы и что восстановленный НАД (производное 1,4-дигидроппридина) может восстанавливать окпсленный субстрат. Сейчас мы расскажем о биохимических реакциях окисления альдегидов, которые катализирует восстановленный НАД в комплексе с ферментом. Такие реакция отличаются высокой стереоспецифичностью.
В качестве примера ния е показано количественное восстановление ацетальдегида з этиловый спирт под действием восстановленного НАД (сокращенно НАД-Н) з комплоксе с ферментом — дрожжевой алкогальдггидрогенагай. И !! Н СО'.МПе СОНН, ~! 1~ — +С!1,СН ОЛ е этв пол х' 'д,!! й ц несствнпвлеапый группа Д и Е!АД-Н НАД являетея лнральной Если проводить реакцннц обратную этой, используя дейтерированный этанол в качестве окнсляемого субстрата, дейтерий включится только с одной стороны 1,4-дигндропиридинового кольца восстановленного НАД. Иными словами, в этой молекуле появился повий хиральный центр (С4), но образовался лишь одни нз анантиомеров.
+ с!!,с!!о енетеле!1е~пн о н ч» сонн, н Н 0 ,сони е ) ! -!- Снес!ХЛ н СОМН, нй в нлл~ вассыенаееенный над ( меченый) Что же произойдет, если восстанавливать ацетальдегнд в присутствии фермента н этого восстановленного НАД, который теперь стереоспецифнчески мечен дейтериом? Во-первых, весь этанол, образовавгпийся из ацетальдегида, будет содержать дойторий. Следовательно, фермент способен различать два дпастереотонпых «водородных атомав прн атоме С4. Во-вторых, возникает только одни ез двух энаптпомерных спиртов.
Зто значит, что комплекс ферллента н восстановленного НАД ллсэжет отличать одну сторону карбоннльной группы от другой. Как вы узнаете из последующих глав, столь высокая специфичность характерна для ферментатнвных реакции. Н СОННе ~Я о н сонн, н Н, СН3 С ОН ! о н в з ый Нлд !меченый) манена аапн энансппамер Стереоспецифпчность объясняется тем, что при восстановлении ацетальдегида под действием 1(АД-Н могут воаникпуть четыре актигираваннмх Вб гг«лвл «г полн лекса, которые лолятп«ел диаса«ереол«ералш друг друга.
Четыре реакции, в ка««<дой из которых участвует один нз этих активпроваипых комплексов, идут с различной скоростью, так как весьма маловероятно, чтобы по крайней мере два диастереоморных актнвироваппых комплокса обладали одинаковой анергией. Быстрее псего будет протекать реакция с наиболее устойчивым активировапным комплексом, которая и даст конечный продукт. Схематическое изобра«кение этих комплоксов дзпо пипка. Следует отмстить, что два из этих комплексов с переносом протия (А н А') следует отбросить, сак как меченый этанол в соответствующих им реакциях пе образуется.
р Н ..... ««ль С««а и СОМНе ! !етгнре акгииироиоипых коме и кеа. образование которых колможио ирп иоггтоиок ~сипи ю«етааьдегипа мечеииым к«нч то поклеп и ым и А ц В результате такого ферментативпого,восстановления был получен оптически активный тре«п-бутилкарбинол, меченный дейтернем. н Н О СОХН Еенмеанчм «роюнен Сна Н Ат.со«пнн ! сн о НО СН Сна с СНО + СНз и и оЪии зиаитиомер Ъейтерироааппозо треп«-бйтппкорбпиопа 17.7. ВОССТАНОВЛЕНИЕ КАРБОНИЛЬНОЙ ГРУППЫ В МЕТИЛЕНОВУЮ ГРУППУ В равд. 16.4 вы унте встречались с восстановлением по !1леммепсепу, которое позволяет превращать продукты ацплировапия по 1!>!«««дел«о — Крафтсу в углеводороды: СН,С««,СНн лч Чн н з иагренвине иоегтапоилеппе по Нлеммепеепу.
Н „СН О соки, ! ! н,с н .. ~.м, сомн, ! ! нас и (" ""' !! .с ! ! метОды полу'1ения и 1'ВА!<ции пгисоединения хладе ГидОВ 37 Этот метод применим также для восстановления ароажтических альдегидов: оп ОСВ, оп оспа Л' 1 !! Х .На<Не< (65 о~) — э спо нагнем<аие Сн< 1 Ыехаиизм реакции окончательно не выяснен: известно только, что иаиболео высокий выход конечного продукта можно получить, если проводить реакцию в трехфазной системе цинк — водная кислота — толуол. Основная часть кетона растворяется в толуоле, а в водной фазе присутствует очень неболыпоо количестно нетона.
В противном случае концентрация кетопа около цинка станет настолько высокой, что произойдет бимолекулярное восстановление. о НОВ ОВ нв С„пз — С вЂ” СН,СВ1 — 0<11< — С вЂ” Си<Си — С„на — С вЂ” СВ,СВа радикал иоана<ни ь<й ход бпмоаекуаарного аоеетаноааенпа 01! ОП 01! 2С<11< -С. -~ С„)1,— С вЂ” С вЂ” Сеы, * ! ) 1 С,)1, С,П, С,!1, 1"сли молекула содержит две кетогруппы, расположенные очень близко друг к другу, восстановле<пю по Клемменсену дает высокий выход вн<)- диола. и'На Н<1 "О бимолеиуларног восстановление ОН (аан) Восстановление ио Кижнеру — Вольфу применяется для восстановления карбоннльных групп в соединениях, которые устойчивы к основаниям, но не кислотам. 1)а карбонильиую группу действу<от гидразином, а затем разрушв<от полученный гидразои щелочьа1.
Эту реакцию чаще проводят в модификации Хуан-Минлоиа, что позволяет но выделять гидрааон перед его разложением, а осуществлять весь процесс в одном и том же сосуде. 0 в-с — ° .~в,м-кп, ' ' ' '' ма,в ., „, „к )н модификации Хуан-Минаева Ниже приведен воаможный механизм реакции (11ВТ вЂ” растворитель): н и н опз и С вЂ” Ь) — М и. С .М )„опе = —" =и<оп 11 — с — М=М': П и' н' ~ — ч, 11 — С вЂ” 11 ~ — '-' — - н с<О аи Н' 43 гллия ьт Если карбонильное соединение неустойчиво как в кислых, так п в основных средах, то его нельзя восстановить ни по Клеммепсопу, ни по Кьььььнеру — Вольфу. В этих случаях для превращения карбонпльной группьь в метиленовую карбонильное соединение превращаьот в тиоацеталь(или тиокеталь), а затем полученный продукт восстанавливают никелем 1'гнея, насыщенным водородом.
Вта последняя стадия называется десульфурызаь!ией никелем Ренея. Общая схема реакции: К, Н нов ', ', нин! С=О +НК вЂ” СНеСНа ВН а С ~ а ь С +СаНе -н,о, ~ -н,з Н Пример: СН, С! 1е 1 -60%! Б с,п,ои наерееанне в 17.8. РЕАКЦИИ ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ Поскольку карбопильные соединения занимакьт промежуточное положение (по степени окисления) между спиртами и кислотами, возникает вопрос, способны ли две карбонильные группы вступить в реакцию диспропорционирования, прп которой одна нз них окисляется, а другая восстанавливается.
В качестве примера ниже представлены две ргакцьиь. В первой ью пих— льежмольекулярной — диспропорциопировапие является результатом переноса гидрид-попа. Во второй реакции — енутрильолекулярпой — к дььсьь)!о!!о)ьционированию приводит миграция карбаниопа. РЕАКЦИЯ КАННИЦЦАРО. Альдегиды, которые не содержат и-водородного атома по соседству с карбонильной группой, реагнруьот с концентрированным водным раствором едкого кали илп едкого патра, давая 1 моль спирта н 1 моль кислоты (в виде соли).
Общая схема реакции: О н,о 1( — '3 2К вЂ” ОНО+ ХаОН вЂ” а КСН,ОН + К вЂ” С вЂ” О Гала~ нагреванне Пример: ОНО СОО СН,ОН Г~)' "'-"-"Г'(Г ' Я ! Вг Вг Вг (,нй СО,Н /,' Кг Ниже показан механизль этой реакции для формальдегида. 1оььь можно видеть, реакция начинается атакой гидрокспд-попа на карбонильный атом методы получения и РеАкции ИРисоединения Альдегидов 39 углерода, з результате чего обраауется аннан, который является моноаиионом еем-диола.
На второй стадии происходит перенос гидрид-иона, который и зазор)пает реакцию. (См. задачу 55). Н с=е'.Р - и — с-о(в В:ОН :(н)в Н (О; :О: 11.-(: — Н,('=.(): С + Н)С вЂ” О'В С (- СнеОН )О) Н .О'— О Н ОР 11 Поскольку формальдегид окисляется легче ароматических альдегидов, возможна перекрестная реакция г(анниццаро, при которой формальдегид окнсляется в муравьиную кислоту, а ароматический альдегид восстанавливается до спирта.
нанн. Хаен С,Н;СНО+ НеСΠ— г СеНеСНеОН+ НСО(е)даб) нагренанне Возможна и внутримолекулярная реакция Канниццаро. Один пример приведен ниже. Можете ли вы предложить механизм этой реакции? О О ОН О ( '' — С вЂ” С ге ъ — С вЂ” С вЂ” 1 ~~ онН Н ОО БЕНЭИЛОВАЯ( ПЕРКГРУППИРОВКА. При нагревании бензила СеНаСОСОСеПа с разбавленным раствором едкого патра фенил-аннан мигрирует к соседнему атому углерода, давая бензиловую кислоту (в виде ее натри- евой соли), т. е. одна карбонильная группа окисляется, одновременно восстанавливая второй карбонил. Сумл(прнпл реакция: О О ОН 1 1 н,о С,Не — С вЂ” С вЂ” СеН, + ХаОП вЂ” -г (СеН,), С вЂ” СО(е'Наа) бенаил бенаинат натрия Механизм: :О:„О: С): г():В Вгб., Вг —:ОН гО) 1 '-1~' 1'.) ~ 1 1 1~ С Не — С вЂ” С вЂ” С Н С,пл — С вЂ” С вЂ” Он — С Н вЂ” С-С вЂ” Π— Н - С Н вЂ” С вЂ” С вЂ” ОРВ е е ' 'е 5 е л 1 .
е 5 1 „е ь * Сене сн Сене (ОНО Эта реакция представляет интерес, тан нак она является одной из немногих известных скелетных перегруппировок, которые каталиаируются пснпваниялеи. Большинство же таких реакций катализируется кислотами и идет с участием карбокатионов. 17.9. ПРИСОЕДИНЕНИЕ ПО СОПРЯЖЕННЫМ СВЯЗЯМ Ясли двойная связь и карбонильная группа сопряжены, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
