Энантиомерные переходные состояния

Стороны (или свободные пары электронов) в ахиральном несимметричном сульфиде R — S — R, R R энантиотопны (Via)., Окисление ахиральным реагентом, например надуксусной кислотой или метапериодатом натрия (О , рис. 6), со стороны А или А приводит к энантиомерным переходным состояниям (VI6) и к энантиомерным продуктам (VIb). Поскольку переходные состояния энантиомерны, их энергия одинакова и они будут образовываться с одинаковой вероятностью. Следовательно, скорость реакции [c.19]

Чтобы более наглядно представить характер конформационной динамики, исключим липшие ребра КГ, введя следующую конструкцию. Минимальным конформационным графом (МКГ) назовем конформационный граф, любая пара вершин которого соединена ребром в том и только том случае, когда конформационный переход (по представленному этим ребром пути) происходит с преодолением наименьшего барьера из возможных для всех маршрутов, соединяющих данные вершины. Очевидно, что подобная конструкция единственна. В случае энантиомерных переходных состояний сохраняются кратные ребра. Пометив вершины графа, можно ввести на нем отношения эквивалентности. Удобство предложенной конструкции заключается в том, что в большинстве случаев она отвечает реально наблюдаемым процессам. Так, например, понижение температуры мало сказывается на виде спектра ЯМР обменивающейся системы А В, пока [c.150]

Конформация этого переходного состояния определяет конфигурацию хиральных центров продукта. Конечной целью синтеза является получение энантиомерных продуктов, обладающих нужной абсолютной конфигурацией всех хиральных центров. Это представляет большой интерес для фармацевтической промышленности, поскольку оба энантиомера могут по-разному воздействовать на человека и животных [13]. [c.456]

Сначала рассмотрим реакции двух энантиомеров с оптически неактивным веществом. Реагирующие вещества в обоих случаях имеют одинаковую энергию один энантиомер и реагент и другой энантиомер и тот же самый реагент. Два переходных состояния реакции представляют собой зеркальные изображения (они энантиомерны) и поэтому обладают одинаковой энергией. Следовательно, различия в энергиях между исходными веществами и переходным состоянием (Е кт) одинаковы, и скорости реакций также одинаковы. [c.85]

Вывод о том, что реакция хирального реагента с одной из двух энантиотопных групп приводит к диастереомерным переходным состояниям, имеет важное значение для асимметрического синтеза и особенно для биохимии [10—12]. Если переходные состояния диастереомерны, то энергии активации будут отличаться для различных путей реакции независимо от того, образуются ли диастереомерные продукты, имеющие различную энергию, или энантиомерные или идентичные продукты с одинаковой энергией. [c.19]

Соотношение между оптической чистотой продукта и разностью свободных энергий диастереомерных переходных состояний при 20 °С показано на рис. 7-3. Обращает на себя внимание то, что разность свободных энергий энантиомерных промежуточных форм, необходимая для того, чтобы получить продукт с 98%-ным оптическим выходом, составляет всего 2,66 ккал/моль. [c.220]

Метод (а) применяется для субстратов, которые имеют по меньшей мере одну реакционноспособную функциональную группу для проведения количественной реакции с расщепляющим агентом. Вследствие существования энергетически различных диастереомерных переходных состояний трудностями проведения химической реакции могут быть рацемизация и кинетическое расщепление. Другой недостаток этого метода - возможность случайного фракционирования в процессе получения производного, обработки и хроматографирования, что может приводить к изменению первоначального соотношения энантиомеров в образце. Наконец, систематические ошибки могут возникать и при неполной энантиомерной чистоте расщепляющего агента, что может привести к неправильному определению энантиомерной чистоты высокообогащенных смесей. [c.79]

При выводе этого уравнения исходили из того, что селективность в данном случае контролируется кинетически (принцип Куртина -Гаммета) [14]. На рис. 10, а проиллюстрирована разница в свободной энергии переходного состояния, а на рис. 0, б показана зависимость между значением ДДС и энантиомерным избытком, [c.44]

Для всестороннего обсуждения этой проблемы также следовало бы рассмотреть различия в свободной энергии исходных состояний, ввиду того что энергия активации представляет собой разность между энергией исходного и переходного состояний ср. разд. 8-5 и рис. 8-23 и 8-25. Такое осложнение не возникает при асимметрическом синтезе и асимметрической деструкции [разд. 4-4г, (б) и (в), ниже], когда исходные состояния либо одинаковы, либо энантиомерны и, следовательно, имеют одинаковую свободную энергию, [c.67]

Реакции (а) и (г) энантиомерны и протекают через энантиомерные переходные состояния, характеризующиеся одинаковыми энергиями активации. Поэтому в ахира.льной среде этим реакциям будут соответствовать одинаковые константы скоростей, т. е. [c.292]

Вероятность перехода из теист-формы в прежнее и инвертированное кресло одинакова, поэтому х = 0,5. Для маршрута, проходящего через п минимумов, разделенных равными барьерами, х = (0,5)". Для неравных барьеров эта формула дает нижнюю оценку точное значение X находится с помощью матрицы A. При наличии разветвлений у промежуточных вершин х уменьшается, при увеличении числа возможных маршрутов (i -> 7)-возрастает. Тот случай, когда непосредственный конформационный переход О J) возможен по двум энергетически эквивалентным путям (энантиомерные переходные состояния) отвечает кратаому ребру КГ, и соответствующие элементы матрицы A, имеющей смысл матрицы констант скоростей одностадийных конформациоиных переходов, должны быть домножены на 2. [c.149]

На величину барьера существенно влияет наличие соседнего гетероатома барьер инверсии при переходе от азиридинов к оксазиридинам возрастает от 63-89 до 134 кДж/моль. Включение пирамидального атома в малый цикл сильно дестабилизирует переходное состояние. Напр., включение атома азота в трехчленный цикл (N-алкилазиридины) может настолько повысить барьер, что соед. будет существовать при комнатной т-ре в виде геом. изомеров или энантиомерных форм. [c.459]

Рис. 3. Энергетический профиль реакции прохирального соединения с ахираль-ным реагентом. Энантиомеры Я и 8 образуются в равных количествах, так как переходные состояния обоих превращений (атака реагента снизу или сверху) энантиомерны по отношению друг к другу и, таким образом, имеют равную энергию. Величина ААС равна нулю. Константы скорости /с и одинаковы.

Рис. 4. Энергетический профиль реакции прохирального соединения с энантиомерно чистым реагентом в присутствии энантиомерно чистого катализатора или в энантиомерно чистом растворителе. Энантиомеры К и X в условиях кинетического контроля образуются в различных количествах, так как переходные состояния обоих превращений (атака реагента снизу или сверху) диастереомерны по отношению друг к другу и, таким образом, имеют различные энергии. Величина

Асимметрическое восстановление карбонильной группы можно осуществить также с помощью дигицропирвдиновых соединений. Эти реакции аналогичны ферментативным процессам, осуществляемым в живых организмах под действием ферментов, содержащих восстановленную форму никотинамидадениндинук-леотида (НАВН), активным центром которых является дигидро-никотиновый фрагмент, а роль хирального распозншощего фрагмента выполняет белковая цепь. В синтетическом дигидропиридине (ЫУ) белок заменен на остаток оптически активной аминокислоты — пролина. Поскольку при образовании хирального реакционного комплекса вовсе небезразлично, каким образом субстрат и реагент Ь1У расположатся относительно друг друга, возникает разница в энергиях диастереомерных переходных состояний, которая достаточно велика и обеспечивает энантиомерный избыток около 80% [c.76]

Экспериментальные данные о свойствах структур в форме ленты Мёбиуса (типа лестницы 129а) или узла (типа 127) еще весьма скудны. Однако теоретический анализ особенностей таких молекулярных конструкций (см. [18а-с1, 21Ь,с] и цитированную там литературу) приводит к заключениям общего значения. Так, было установлено, что для соединений, молекулы которых имеют форму ленты Мёбиуса или тройного узла, должно наблюдаться новое явление, а именно топологическая хиральность. Все те хиральные молекулы, которые знакомы химикам уже более столетия, обладают тем свойством, что их энантиомеры могут быть в принципе превращены друг в друга путем непре-рьгвных деформаций (т. е. топологически такие энантиомеры неразличимы). Так, например, хиральный тетраэдр А можно превратить в его зеркальное изображетше С путем деформации углов через симметричную плоскую конформацию В (схема 4.45), причем для такой трансформации не требуется разрыва ковалентных связей. Такое обращение конфигурации давно и хорошо известно для тетраэдрических молекул производных трехвалентного азота типа (из-за чего энантиомерно устойчивые хиральные производные образуются только при введении четвертого заместителя вместо неподеленной электронной пары у азота, препятствующего выворачиванию азотного зонтика , либо в специально построенных высоконапряженных трехчленных циклах). Для хирального 5/Р-углеродного атома подобная инверсия практически невозможна из-за необходимости преодоления огромного энергетического барьера, связанного с возникновением плоского переходного состояния типа В (о высоте этого барьера и реальной возможности его преодоления [c.433]

Конформация этого переходного состояния определяет коифя ПИЮ хиральных центров продукта. Конечной целью синтеза получение энантиомерных продуктов, обладающих нужной конфигураш4ей всех хиральных центров. Это представляет интерес для фармацевтической промышленности, поскольку оба тномера могут по>разиому воздействовать иа человека и животных I [c.456]

В случае моноалкилзамещенных оксиранов, например 2-метилоксирана (45), который показан в (. )-энантиомерной форме, такие основные реагенты, как метоксид натрия или аммиак, приводят к преимущественному образованию продуктов нуклеофильной атаки по С3, иными словами, по наименее замещенному атому углерода. В таких реакциях атом кислорода в переходном состоянии не протонирован, как показано в формуле (46), и наибольшее значение, вероятно, имеют стерические факторы. Реакцию можно рассматривать как в большей степени обладающую 5 у2-характером, хотя в (46) разрыв связи приобретает большее значение по сравнению с обычным переходным состоянием в реакциях, протекающих по механизму 5л 2 в силу напряжения, свойственного трехчленному кольцу. Сходная ситуация имеет место и в случае раскрытия цикла в нейтральных условиях [65]. [c.384]

Асимметрическое восстановление прохиральиых кетонов в хиральные спирты можно проводить с использованием множества реагентов наиболее эффективны хиральные комплексы алюминия или магния [65]. Восстановление протекает через конкурирующие диастереоизомерные переходные состояния, и степень асимметрического восстановления обычно зависит от разности свободных энергий активации для двух диастереоизомерных переходных состояний, ведущих к энантиомерным спиртам. Поскольку эта разница энергий, как правило, не превыщает 500 кал (2100 Дж),. заметное, а иногда непредсказуемое влияние часто оказывают замена субстрата, реагента, растворителя или изменение температуры. Эта область была предметом интенсивных исследований в течение последнего десятилетия, и много работ было посвящено восстановлению арилалкнлкетонов, которые в общем случае дают более высокую селективность, чем диалкил- или диарилкетоны. Это объясняется относительно различными пространственными требованиями для двух групп, присоединенных к карбонилу, а также, возможно, координацией арильной группы в переходном состоянии. [c.791]

Расчеты Хендриксона [4, 12, 14] по конформациям циклогептана с минимальной энергией показали наличие четырех конформаций со сходными энергетическими характеристиками. В порядке возрастания энергии они располагаются в следующий ряд [4в] искаженное кресло (6,0 ккал/моль), кресло (7,4 ккал/моль), искаженная ванна (8,4 ккал/моль) и ванна (8,7 ккал/моль) Изучение свойств симметрии этих конформаций (рис. 3.38) показывает, что каждая из конформаций кресла (С) и ванны (В) имеет плоскость а. Конформации искаженного кресла (ГС, ТС ) и искаженной ванны (ТВ, ТВ ) зеркальной симметрией не обладают, но зато имеют ось симметрии Сг и поэтому могут существовать в двух энантиомерных формах. Гибкость циклогептанового кольца делает возможными взаимопревращения конформаций кресла и искаженного кресла, а также ванны и искаженной ванны путем псевдовращения [4, 12,. 14]. В цикле псевдоротационных переходов кресло—искаженное кресло конформации искаженного кресла соответствуют энергетическим минимумам, т. е. являются конформерами, а конформации кресла соответствуют переходным состояниям. [c.133]

Одно из существующих на этот счет мнений сводится к тому, что нри сольволизе э/сзо-2-норборнильных производных в качестве интермедиата образуется симметричный мостиковый ион 7.144, поскольку строение исходных соединений благоприятно для образования мостика уже в переходном состоянии для ионизации. В случае же эн(5о-изомеров геометрия исходной системы такова, что отщепление уходящей группы пе может быть ускорено в переходном состоянии образованием мостиковой связи между С-2 и С-6 образование мостика с участием С-7 также маловероятно, ибо сопряжено со значительным увеличением углового напряжения в переходном состоянии. Поэтому большая скорость сольволиза экзо-изомеров, отличающая их от соединений эн(5о-ряда, должна рассматриваться как очевидное доказательство образования мостика при ионизации экзо-производных. С этим объяснением согласуется отсутствие анхимерного ускорения при сольволизе эн(Зо-изомеров, тогда как строение продуктов сольволиза позволяет предположить, что мостиковый ион образуется и здесь, хотя и на более поздней стадии. Метиленовый мостик экранирует атомы С-1 и С-2 сзади, вследствие чего атака растворителя происходит только с фронтальной стороны и приводит к образованию экзо-продукта. Поскольку в попе 7.144 положения С-1 и С-2 равноценны, в результате реакции будет образовываться смесь двух энантиомерных продуктов замещения. Симптоматично также, что замена любого из находящихся при С-6 атомов водорода на дейтерий гораздо сильнее сказывается на скорости сольволиза 7.141 (Х = п-ВгСбН450з), чем на скорости сольволиза соответствующего эн(Эо-изомера [934, 745]. [c.323]

Сравнение результатов, полученных при применении реактива из (—)-экзо-10-бромпинана (табл. 5-9, № 17—21) и (—)-эк(9о-реактива (Л 22 и 23), показывает, что эти диастереомерные реактивы приводят к тем энантиомерным продуктам в избытке, которые следовало ожидать на основании моделей 65А и 65Б, предположенных для более выгодного переходного состояния. И в этом случае абсолютные конфигурации алкилфеиилкарбино-лов правильно предсказаны на основании предположения, что [c.235]

Интересной особенностью реакции акрилатов является то, что хиральность преобладающего экзо-продукта 117 обращается при переходе от некатализируемой к катализируемой реакции, но хиральность эк5о-продукта 116 не изменяется. В некатализируемой реакции имеется набор из четырех переходных состояний катализируемую реакцию определяет другой набор переходных состояний. Относительные энергии одной пары переходных состояний, ведущих к энантиомерным экзо-продуктам, могут быть обращены, если присутствует катализатор. Однако нельзя исключить и возможность того, что в значительной степени существует термодинамически контролируемая изомеризация первоначально образовавшихся диастереомерных эфиров в некатализируемой реакции. [c.302]

Аналогичным образом протекают и другие реакции присоединения спиртов к кетенам 180 или 183 под каталитическим действием таких хиральных оснований, как стрихнин, бруцин, хинин, дигидрохинин, цинхонидин, хинидин и цинхонин (обычно в виде их ацетильных производных), часто с образованием энантиомерных продуктов, если реакции осуществлять в широком интервале температур [145]. Працеюс [145, 147] предположил, что существует противоположное влияние энтальпии и энтропии на устойчивость различных диастереомерных переходных состояний, которые можно представить для этой реакции. Можно полагать, что механизм зак.лючается в медленном образовании ионной пары 185 по сравнению с 182Д и 182Е, в которых происходит быстрый перенос протона к возникающему асимметрическому центру с.тож-ного эфира. [c.330]

Стереоселективный внутримолекулярный перенос водорода наблюдался в изомеризации 51 53 при каталитическом действии полифосфорной кислоты [36]. На основании известных конфигураций 51 и 53 была предложена модель переходного состояния 52, позволяющая наилучшим образом объяснить стереохимически избирательное протекание реакции [13,6% и. э. для 8- Л )-53 после введения поправки на энантиомерную чистоту 15-(+)-52]. Предполагается, что большие группы (фенильная и метильная) у исходного и возникающего асимметрических центров создают экваториальную ориентацию в конформации, аналогичной конформации кресла циклогексана. [c.443]

В этой реакции происходит перенос центровой асимметрии с азота па Сг-диссимметрию /пракс-циклооктена. Элиминирование, по-видимолху, происходит по Яг-сми-механизму [93] с отрывом водорода у С-2 или С-8, что приводит к энантиомерным продуктам. Оба смн-а-атома водорода диастереотипны, и, следовательно, оба диастереомерных переходных состояния для реакций элиминирования не будут идентичными и энаптиомеры 148 не образуются в точно одинаковых ко.личествах. Нет смыс.ла пытаться анализировать в деталях факторы, приводящие к низким степеням асимметрического синтеза в этих реакциях и приводящие к обращению стереоселективности в различных условиях реакции. Разница между величинами асимметрического синтеза —1,4 и +2,7% составляет менее 0,1 ккал/моль (0,4-10 Дж/моль), и изменение этой величины может быть с полным основанием отнесено за счет влияния растворителя, температуры и природы реагента. [c.466]

Прохиральный субстрат и ахиральный реагент могут реагировать с образованием хирального продукта, если реакция проводится в хиральном окружении. Было предпринято много попыток осуществить асимметрический синтез, используя онтически активные добавки, которые действуют не как катализаторы, а лишь участвуют в реакции с образованием промежуточных комплексов или сольватов. Кажется само собой разумеющимся, что чем теснее входит в переходное состояние хиральная добавка или растворитель, тем более вероятна возможность повышения асимметрической направленности реакции. Многие прежние опыты оканчивались неудачей из-за недооценки этого положения (обзор старых работ см. в книге [1]), на которое, однако, обратили внимание еще Бредиг и Бальном [2], обнаружившие, что энантиомерные камфоркарбоновые кислоты декарбоксилировались с одинаковыми скоростями в растворе углеводорода (—)-лимонена, но с разными скоростями в (—)-никотине. В последнем случае, несомненно, происходило солеобразование, и эту реакцию следовало бы рассматривать как разложение диастереомерных солей. [c.474]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология