ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическая корреляция из "Стереохимия Издание 2" При подходе к проблеме конфигурации энантиомеров возникают еще большие психологические трудности, чем в предыдущих случаях знаем же мы, что один антипод вращает вправо, другой влево — о чем же еще рассуждать Но на самом деле знак вращения — это чисто внешний признак, не больше, чем температура плавления или окраска вещества. Он не связан прямо с пространственной конфигурацией более того, известны примеры, когда знак вращения меняется в зависимости от условий— растворителя, температуры, даже концентрации (см. разд. 1.9). [c.128] Знак вращения служит просто для того, чтобы узнать, с каким энан-тиомером имеют дело. Определение же конфигурации должно быть проведено экспериментально. Логика рассуждений снова такова есть два вещества, одно из которых мы узнаем по (+) -, Другое по (—-) -вращению известно, что им отвечают две зеркальные формулы. Задача в принципе та же самая, что раньше определить, какая формула какому антиподу соответствует. [c.128] Впервые рентгенографический метод определения абсолютной конфигурации использовали в 951 г. именно для (+ )-винной кислоты. Интересно отметить, что это было сделано в той самой лаборатории в Голландии, в которой в прошлом веке работал в молодости Вант-Гофф. Суть метода в том, что используют лучи с длиной волны, близкой к краю рентгеновского поглощения введенного в молекулу тяжелого атома (винная кислота изучалась в виде натриеворубидиевой соли). При этом на обычную дифракцию накладывается фазовый сдвиг, и рентгенограммы энантиомеров становятся неидентичными. [c.129] Рентгенографический метод непосредственно дает абсолютную конфигурацию, как показано, например, для 1-амино-2-фенилэтилфосфоновой кислоты (65) — аналога фенилаланина [7]. [c.129] Абсолютные конфигурации, определенные рентгенографическим методом, и лежат теперь в основе стереохимических корреляций, т. е. установления стереохимических связей. Хотя на сегодняшний день рентгеноструктурным методом определены абсолютные конфигурации нескольких сотен веществ, все же это немного по сравнению с тысячами известных оптически активных веществ. Для большинства из них конфигурация определена методом химического перехода. [c.129] В качестве простого примера рассмотрим корреляцию конфигураций глицеринового альдегида и винной кислоты. Взяв в качестве исходного вещества левовращающий изомер глицеринового альдегида и считая, что абсолютная конфигурация его пока неизвестна, применим к нему цепь реакций удлинения углеродного скелета (присоединение НСЫ, гидролиз, окисление первичной спиртовой группы). При этом образуются две стереоизомерные винные кислоты, поскольку новый асимметрический центр может возникнуть в двух конфигурациях (схема 15). [c.129] с исходным ( — )-глицериновым альдегидом провели ряд химических превращений и получили винную кислоту. После этого выполнили поляриметрическое измерение, чтобы выяснить, какая из антиподных винных кислот обра.зовалась. Узнав, что получилась ( + )-винная кислота, абсолютная конфигурация которой установлена по рентгеноструктурным данным, делаем вывод, что такова же была и конфигурация исходного ( —) -глицеринового альдегида. [c.130] В данном примере оптически активное вещество с неизвестной конфигурацией было превращено в вещество с известной конфигурацией. Естественно, можно использовать и обратный путь — вещество с известной конфигурацией превратить в другое, конфигурацию которого требуется определить. Примером может служить дальнейшее превращение ( —)-глицеринового альдегида (67), абсолютная конфигурация которого теперь известна по корреляции с винной кислотой, в ( + )-глицериновую кислоту (68) (схема 16). Другой пример—корреляция винной кислоты (64) с яблочной (69) (схема 17). [c.130] В природе встречается другой энантиомер — левовращающая яблочная кислота, конфигурация которой, естественно, противоположна. Эту природную (5)-( — )-яблочную кислоту (70) превратили в другую важную гидроксикислоту — молочную (71) (схема 18). [c.130] например, (5)-яблочная кислота (70) (конфигурация известна) и (— )-р-метоксиадипиновая кислота (72) (конфигурация неизвестна) в результате ряда превращений (схема 19) дают один и тот же промежуточный продукт (73). Отсюда следует, что (—)-р-метоксиадипиновой кислоте отвечает проекционная формула (74), а ее (- -)-изомеру — формула (75). [c.131] Во многих случаях при определении конфигурации приходится проявлять больщую изобретательность в осуществлении нужных химических переходов. Как правило, они проводятся с помощью реакций, не затрагивающих стерический центр (т. е. связи асимметрического атома). Это последнее требование в наше время стало менее категоричным можно использовать и реакции обмена у асимметрического центра, если точно известен их механизм, позволяющий судить, произошло или не произошло обращение конфигурации у асимметрического центра. [c.131] В качестве примера такой изобретательности рассмотрим определение конфигурации циклогексен-2-ола. Правовращающий изомер этого спирта был превращен в левовращающий 3-метилциклогексанон, конфигурация которого известна (схема 20). [c.131] В ходе этой корреляции проведена подмена асимметрического центра, конфигурацию которого необходимо было определить, другим. Связь же между ними основана на знании механизма реакции Симмонса — Смита. [c.132] Рассмотрим задачу для корреляции конфигурации превратить молочную кислоту в миндальную без затрагивания асимметрического центра (схема 22). [c.132] При взгляде на схему (22) кажется, что сделать это невозможно, ибо для этого, казалось бы, надо заменить метильную группу на фенильную, а в процессе такой замены неизбежно пришлось бы затронуть асимметрический центр. И тем не менее подобная корреляция выполнена в фенильную была превращена карбоксильная группа, а метильная — окислена до карбоксильной (схема 23). Конечно, каждое из превращений, условно обозначенных на схеме (23) стрелкой, на самом деле потребовало осуществления ряда реакций, в результате которых из (5)-( +)-мо-лочной кислоты была получена (—)-миндальная кислота (76), конфигурацию которой надо обозначить символом (У ) (схема 24). [c.132] Кислоты с установленной конфигурацией были использованы для корреляции с другими оптически активными кислородсодержащими соединениями. Так, на основе молочной кислоты была установлена конфигурация простейшего оптически активного спирта — бутанола-2. Стереохимический результат этой корреляции может быть выражен схемой (25). Экспериментально путь оказался достаточно длинным молочную кислоту этерифицировали по карбоксильной группе, сложноэфирную группу восстанавливали до спиртовой и превращали в конце концов группу СНгОН в этильную группу (схема 26). [c.132] Молочная кислота (71) была использована также для установления конфигурации более сложного спирта — 3,3-диметилбутанола-2 (пинаколинового спирта) (схема 27). В ходе корреляции карбоксильная группа - -)-молочной кислоты была в конечном итоге превращена в трет-бутильную. Образовавщееся этоксипроизводное получается также из правовращающего антипода пинаколинового спирта, что позволяет приписать ему (S)-конфигурацию (77). [c.133] Ацетильные производные левовращающих энантиомеров (пиридил-2)-этанола и (пиридил-3)- и (пиридил-4)этанолов при окислении озоном с последующей обработкой диазометаном дали производные (5)-( + )-молочной кислоты, что позволяет приписать им (5)-конфигурацию (схема 28). [c.133] Больщое число работ по установлению конфигурации спиртов позволило в итоге прийти к выводу, что проекционная формула (78) изображает ( 4-)-антипод, если К Н. [c.133] До того, как это было сделано, соединения с ЫНг-группой у асимметрического центра составляли отдельный стереохимический ряд, основанный на произвольно принятой конфигурации природного левовращающего серина. Корреляция рядов ОН- и МНг-соединений была лишь косвенной и оставляла место для сомнений. Поэтому было принято 5-обозна-чениям придавать индексы g (глицериновый альдегид) и 5 (серии) для уточнения, с каким ключом коррелирована относительная конфигурация данного вещества. К счастью, произвольно принятая конфигурация серина оказалась правильной, и относительные конфигурации О,, стали абсолютными. [c.134] Вернуться к основной статье