ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетически контролируемые асимметрические превращения из "Асимметрические органические реакции" СКОГО хирального воздействия, представляют собой класс процессов, которые обычно называют абсолютным асимметрическим разложением. [c.44] Частичное кинетическое разделение и образование хирального олефина с низкой энантиомерной чистотой происходит при дегидратации рацемического спирта нри использовании (-1-)-камфор-сульфоновой кислоты в качестве хирального катализатора [105]. [c.45] В типичном примере (+)-а-фенилмасляный ангидрид 51-, 2,7 моля) обрабатывали в безводном пиридине на холоду избытком рацемического изопропилфенилкарбинола 52 15 миллимолей). Непрореагировавшую часть карбинола выделили, очистили и измерили оптическое вращение, которое оказалось равнымав—1,655° (без растворителя, I 1). Можно также выделить сложный эфир 53 и измерить у возвращенного карбинола его оптическое вращение. На практике эти операции проводить не обязательно, так как вращение легко вычислить, зная выход сложного эфира (определив его титрованием свободной кислоты и по вращению возвращенного непрореагировавшего карбинола). [c.46] Введя поправку на эпантиомерную чистоту хирального ангидрида 51, находят степень кинетического разделения (в процентах), которая в исследованном случае составила поразительно большую величину 49%. Эта величина служит мерой стереоселективности реакции и отвечает степени асимметрического синтеза. [c.46] При изучении ряда таких примеров Оро нашел, что конфигурация возвращенного спирта может быть связана с конфигурацией оптически активного реагента. Он установил следующее эмпирическое правило [110]. Если используется ангидрид, полученный из (+)-вращающей а-фенилмасляпой кислоты, то ненрореагировав-щий возвращенный спирт имеет абсолютную конфигурацию, представленную формулой 54, где Вь — наиболее объемистая группа, а Нм — средняя по размерам группа. [c.46] Такой подход оказался весьма ценным для успешного предсказания конфигурации вторичных спиртов в ряду соединений, непосредственно не связанных с соединениями, послужившими исходным материалом для выведения закономерностей например, метод был применен для установления конфигурации карбинолов в ряду кариофиллена [115]. [c.47] В случае некоторых циклических вторичных спиртов применение метода кинетического разделения Оро приводит к результатам, которые кажутся с первого взгляда аномальными. Однако эти результаты можно объяснить нри более внимательном рассмотрении молекулярных моделей, показывающих, что первый слой при определении Им и Вь, учитывающий степень разветвления у атомов углерода, связанных с карбинольным центром, не отражает правильно общие пространственные затруднения в относительных размерах атома углерода в карбиноле вследствие существования большего 1,3-взаимодействия со стороны, где расположена Вм, чем со стороны, где находится Иь- Эти данные указывают на необходимость осторожного подхода к использованию таких или аналогичных методов (см. разд. 2-2.1). Тем не менее, если конфигурация карбинолов еще не установлена другими методами, то отнесение, выполненное с применением метода кинетического разделения. можно рассматривать как вполне надежное. [c.48] Применение метода кинетического разделения к решению трудной стереохимической проблемы может быть проиллюстрировано на примере изучения конфигурации озонидов, полученных из цис-и /пракс-алкенов [116]. Хотя предполагалось, что озонид, полученный из г/ис-изомера (цис-57), имеет г ыс-строение (58), а озонид, полученный из тракс-изомера транс-57), имеет траис-строение 59), это нельзя было считать доказанным, так как вполне возможно и обратное отнесение конфигураций. Если олефин симметричен, как, например, в случае 3,4-диметилгексена-3, то цис-озопжд представляет собой ахиральное жезо-соединение 58). тогда как транс-озонид существует в виде рацемической нары 59). Для установления конфигурации воспользовались тем фактом, что озониды легко реагируют с аминами (с образованием продуктов неустановленного строения). [c.48] В противоположность методу кинетического разделения, в котором исходной является рацемическая смесь, состоящая из индивидуальных хиральных молекул, ири асимметрическом синтезе ахиральный субстрат (или ахиральная группа в хиральной молекуле, разд. 1-2) превращается в хиральный продукт в результате реакции с хиральным реагентом. [c.49] В некоторых случаях прямая реакция может быть асимметри-чески. [ синтезом, тогда как обратная реакция представляет собой кинетическое разделение. [c.49] Фермент-коферментная система никотинамидадениндинуклеотид— дегидрогеназа молочной кислоты представляет собой хиральный реагент, осуществляющий с полной стереоселективностью этот хорошо известный ферментативный процесс, в основе которого лежат указанные реакции. [c.50] В разд. 1-2 и 1-3 уже были приведены некоторые характерные примеры асимметрического синтеза. Здесь мы остановимся более подробно на некоторых особенностях асимметрического синтеза, общих для всех процессов. Полное изложение материала будет дано в последующих главах. [c.50] Проблема асимметрического синтеза включает как качественный, так и количественный аспекты. Качественно в каждом асимметрическом синтезе образуется продукт, который содержит молекулы с преимущественной Л- или -конфигурацией образовавшегося хирального центра. Количественно степень, в которой один изомер преобладает над другим, может сильно варьировать — от малых величин, которые лежат за пределами чувствительности эксперимента, до почти 100% последняя величина получается в ферментативных процессах на природных субстратах. Всякое детальное изучение асимметрического синтеза должно состоять в изучении изменения как качественной (конфигурация продукта), так и количественной (степень асимметрического синтеза) картины, обусловленной изменением ряда возможных параметров, таких, как температура, растворитель, изменения в природе хирального реагента и изменения строения молекулы субстрата. Слишком часто ограниченные стереохимические результаты служат основой для неоправданных обобщений относительно природы несвязанных взаимодействий в переходном состоянии и его структуры. [c.50] Начиная с основополагаюш их работ Прелога [13], а также Крама [15], Деринга [6] и Мошера [11] предпринимались многочисленные попытки нахождения конфигурационных корреляций с помош,ью асимметрического синтеза, в основе которых лежат представления о контролируюш,ем влиянии на направление и степень асимметрического синтеза размеров большой, средней и малой групп (Rl, Rm и Rg). [c.51] Одним из путей решения этого вопроса является экспериментальное определение в асимметрическом синтезе (когда известна абсолютная конфигурация продукта), какая из групп проявляет себя как наибольшая в данной системе, а затем использование найденного порядка групп в других синтезах. [c.51] Но при изучении реакций асимметрического восстановления фенил-/пре г-бутилкетона нод действием онтически активных реактивов Гриньяра (разд. 5-2.3) выяснилось, что справедливо обратное утверждение в данной системе фенильная группа действует, как если бы она была Rl, а тарета-бутильная группа — как Rm (см. табл. 5-5 и 5-6). Это же справедливо и для фенил-терет-бутил-карбинола при кинетическом разделении по методу Оро [106— 110] ). [c.52] Нужно ясно представлять себе, что когда пытаются а priori определить, больше или меньше данная группа по сравнению с другой, то существует равная вероятность того, что наблюдаемые результаты могут быть правильно предсказаны исходя как из одной, так и из другой предпосылки. Следовательно, использование реакции асимметрического синтеза для определения относительных размеров групп (или относительных конфигураций соединений) должно проводиться с большой осторожностью. Это особенно верно в том случае, когда имеют дело с пространственным строением молекулы, значительно отличающимся от структур, на которых был разработан метод. Наиболее важной проверкой справедливости выводов этого рода служит применение их к ряду характерных примеров с большим разнообразием типов молекул. [c.52] КОВОЙ ), и, действительно, даже теоретически нельзя ожидать, чтобы конфигурации продуктов были эпантиоиерны. так как ни свободные энергии в основном состоянии у соответствующих реагентов, ни соответствующие переходные состояния в обоих случаях не идентичны. Тем не менее во всех описанных случаях нри рассмотрении системы Маккензи — Прелога наблюдается предполагаемое обращение конфигурации следующим образом 6869 ж 70- 71. [c.53] Вернуться к основной статье