В.П. Дядченко, И.В. Трушков, Г.П. Брусова - Синтетические методы органической химии (1125897), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Другой изомер, D-(-)-диэтилтартрат, является производным D-винной кислоты, которая вприроде не встречается. Поэтому D-(-)-диэтилтартрат – более дорогой реагент, хотя и вполнедоступный.При взаимодействии изопропилата титана(IV) c диэтилтартратом образуется хиральныйтемплат (7).ROOEtOEtOOCOROOROTi COOEt TiOOOROEtOR = -CHMe2(7)При действии на комплекс (7) трет-бутилгидропероксида и аллилового спирта происходитзамещение двух групп OR, и образуется пероксидный темплат (8).136R1OHOR1Ti COOEt Ti COOEtOOORO(7)t-BuOOH(- 2 ROH)OEtOOCOROOEtOBu tO(8)Связи Ti-O в комплексе (8) весьма полярны, что приводит к низким активационным барьерамперехода между изомерными октаэдрическими комплексами титана.
Было показано, что образованиетемплата (8) включает серию равновесных стадий, в которых задействованы группы RO, аллиловыйспирт и пероксидный комплекс титана (IV). Поэтому попытки дать наглядное объяснение того, что врезультате доминирующим изомером является именно комплекс (8), были бы неоправданными.Образование комплекса (8) следует просто принять как факт.Далее события развиваются так же, как в случае ванадиевого темплата (6) (см. стр. 141), и врезультате атаки двойной связи атомом кислорода снизу образуется изомер (9) как основной продуктреакции.H(8)ROHHHOR1O(9)Несмотря на то, что данная реакция была открыта сравнительно недавно, она уже вошла варсенал синтетической химии и носит название «энантиоселективное эпоксидирование поШарплессу».
За разработку методов асимметрического эпоксидирования и дигидроксилирования, атакже за другие работы в области асимметрического синтеза К.Б.Шарплесс в 2001 г. был удостоенНобелевской премии. Шарплесс предложил и эмпирическое правило для предсказания конфигурацииэпоксида, образующегося на титановом темплате. Если в реакции используется L-(+)-(2R,3R)-тартрат,то аллиловый спирт следует расположить так, как это показано в случае соединения (10). При этомOH-группа спирта должна находиться справа в той же плоскости, в которой находятся атомы,непосредственно примыкающие к фрагменту C=C. В таком случае основным продуктом будет изомер(11).137MeHMeOHHC6H11 HL-(+)-диэтилтартрат, t-BuOOHTi(OPr i )4, CH2Cl2HOMe+OHHC6H11 H(10)(S)-изомерHOOH(I)HC6H11 H(11)основнойпродукт(12)минорныйпродуктЕсли же исходить из другого энантиомера (13), получается обратный результат:MeHMeOHHH C6H11L-(+)-диэтилтартрат, t-BuOOHTi(OPr i )4, CH2Cl2(13)HHOMe+OHHH C6H11OH(II)H C6H11(14)основнойпродукт(S)-изомерHO(15)минорныйпродуктЭто различие вызвано пространственными затруднениями в темплате (8), приводящими ктому, что в реакции (I) быстрее образуется продукт (11), а в реакции (II) − продукт (14).
Припроведении эпоксидирования по Шарплессу в присутствии D-(-)-диэтилтартрата получается прямопротивоположный результат. Следует также сказать о том, что в случае аллиловых спиртов типа (16)лучшие результаты получаются с L-(+)-диэтилтартратом, а в случае спиртов типа (17) - с D-(-)диэтилтартратом.RROHOHH R1R1H(17)(16)Для описания такого различия в стереоселективности реакций было введено понятие осогласованной(“matched”)инесогласованной(“mismatched”)стереохимическойиндукции,вызванной двумя хиральными реагентами: при действии на субстрат (16) ахирального окислителя ипри действии L-(+)-диэтилтартрата на рацемический субстрат предпочтительно образуется один и тотже стереоизомер (хотя и с умеренной стереоселективностью).
Поэтому взаимодействие (16) с L-(+)диэтилтартратом дает хиральный продукт с высокой диастереоселективностью. Напротив, субстрат(17)вреакциисахиральнымокислителем138предпочтительнообразуетпротивоположныйстереоизомер, поэтому диастереоселективность его реакции с L-(+)-диэтилтартратом ниже, чем дляреакции с D-(-)-диэтилтартратом.Энантиоселективное эпоксидирование по Шарплессу - удобный путь к природным хиральнымэпоксидам, например, диспарлуру - половому аттрактанту цыганской моли (gypsy moth).C10H19-nOHD-(-)-диэтилтартрат, t-BuOOHCH Cl , -40o, 4 дня2C10H19-nO2OHCrO3 2 PyCH2Cl266%, 91% eeC10H19-nOOH88%1) Ph3P=CHCH2CH2CHMe2, ТГФ2) H2 (4 атм), 1% RhCl(PPh3)3бензол, 25o, 24 часаHOH(+)- диспарлур47%Энантиоселективное эпоксидирование алкенов, не содержащих OH-групп, с успехом можнопроводить с помощью хирального катализатора Якобсена (18а) и его аналога − комплекса (18б).R1R1NNMnR2OClCMe3R2Oa) R1 = H, R2 = t-Buб) R1 = Ph, R2 = OSiPri3Me3C(18)Таким путем был получен S-изомер окиси стирола.2-3% (18б), MCPBAONMe, CH2Cl2, -78oOPhHO86% eeБромо- и иодолактонизацияУчастие соседних групп в реакции присоединения к двойной углерод-углеродной связи такжеможет быть основой для создания определенного соотношения хиральных центров в молекуле.
Так,139если соединение содержит одновременно двойную C=C связь и карбоксильную группу,присоединение брома и иода приводит к лактону. Реакция идет диастереоселективно.OH+OHOHH2OOOOHBrKHCO3HCOOHO(- H )Br2HCOOHCOOHBrHHOHCOOHOCOHциклический сложный эфир лактонЭтот прием был использован И.Кори для получения ключевого соединения в синтезепростагландинов:OOCCH2COOHCH2OHOHOCH2PhI2OOHOCH2PhOOOIOHOCH2PhOHСходные превращения происходят также в случае эфиров угольной кислоты:140OCH2Ph1) BuLiI2OOH2)t-BuOCNNt-BuOOPhOIINaOH..t-BuOOOOOOIBu3SnHAIBNOHOHOHOHОкисление с расщеплением связи углерод-углеродОкисление алкенов концентрированными (более 10%) растворами перманганата калия вкислой среде при нагревании приводит к расщеплению связи C-C за счет дальнейшей реакциипромежуточно образующегося 1,2-диола:RR1KMnO4HOOHKMnO41HR2RHR2RH , 100oCORO+OHRR2Препаративно такое окисление лучше проводить в бензоле в присутствии катализаторамежфазного переноса – дициклогексано-18-краун-6 (19).OOOOOO(19)141KMnO4COOH(19)COOHВ некоторых случаях окисление перманганатом калия в присутствии катализатора межфазногопереноса в безводной среде можно остановить на стадии образования альдегида:HO CHHKMnO4, Bu4N HSO4CH2Cl2, 0-20oCHO CHH56%Карбоновые кислоты образуются также при окислении алкинов в кислой среде:OAcOAcKMnO4AcOH, 0on-C5H11OHn-C5H11CH3O92%Альдегиды и карбоновые кислоты могут быть получены при окислении алкенов соединениями осмияи рутения:OsO4 − NaIO4RuCl3 • 3 H2O − NaIO4реагент Лемье-ДжонсонаОкисление производных 1,1-дифенилэтилена хромовым ангидридом лежит в основеклассического метода укорочения углеродного скелета карбоновых кислот на один атом углерода(деградация по Барбье-Виланду):ORCH2PhMgBrRCH2OHOMeRCH=CPh2ПримеромOHOдеградациипоCrO3RCH2PhPh-H2ORCOOH + Ph2C=OБарбье-Виландуфенилциклогексанкарбоновой кислоты:142являетсяполучениецис-2-CH2COOHCOOHPhPhНа том же принципе основано укорочение цепи на три атома углерода (модификацияМишера):PhBrPhNBSPhPhR- HBrRPhCrO3OOPh+PhRROHPhМетоды деградации по Барбье-Виланду и по Мишеру нашли применение в химии стероидов.Другим классическим методом расщепления связи C=C является реакция озонолиза.
Строениемолекулы озона передается следующим набором резонансных структур.OOOOOOOOOOOOВзаимодействие алкенов с озоном происходит как синхронное 1,3-диполярноециклоприсоединение и приводит к 1,2,3-триоксолану (20, первичный озонид). Соединение (20)термически нестабильно и быстро перегруппировывается через интермедиат (21) в 1,2,4-триоксолан(22, собственно озонид).HR1OOOR2HO+HR1OR2OH(20)R2OHO(III)R2+HO1RO OO(21)(22)143R1Образование первичного озонида (20) было зафиксировано спектрально, а озонид (22) можетбыть выделен. Если на стадии расщепления первичного озонида образуется альдегид (как это былопоказано на схеме III), то реакция приводит к озониду (22).
В том случае, когда при расщеплении (20)образуется менее реакционноспособный кетон, цвиттер-ион (21) может димеризоваться в тетраоксан(23) или полимеризоваться в полипероксид.RR3RR2OOR2R3(23)+R1RO OR2OOR1O OR13ORORR1(21)OO OR3R2(24)Образующийся в реакции озонид (22 или 24) далее может претерпевать различныепревращения, из которых синтетически важными являются восстановительное и окислительноерасщепление.
Восстановительное расщепление озонида можно провести действием алюмогидридалития, борогидрида натрия, цинка в уксусной кислоте, трифенилфосфина или диметилсульфида.Восстановление с помощью LiAlH4 и NaBH4 приводит к спиртам, причем на один моль озонидарасходуется один моль LiAlH4. Наиболее полезно восстановление с помощью PPh3 или Me2S,приводящее к альдегидам и кетонам, например:OOMe1) O3 (1 экв.)OMe2) Me2SHMeMeOКак видно из приведенного примера, в первую очередь происходит окисление наиболееэлектронообогащенной двойной связи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
