Асимметрические реакции молекуле реагента

Теперь, если в одну из молекул реагентов ввести асимметрический заместитель (даже в положение, удаленное от реакционного центра), то доля определенного энантиомера может увеличиться, поскольку при этом несколько увеличится вероятность атаки с одной из сторон карбонильной группы и, следовательно, продукт будет обладать определенной оптической активностью, обусловленной новым асимметрическим центром. Асимметрический центр молекулы образуется в реакции именно при наличии асимметрического заместителя. Например, при реакции метилмагнийбромида с (+)-борниловым эфиром бензоил муравьиной кислоты (И) после гидролиза образуется атролактиновая кислота (Н1) с 11%-ным избытком (+)-формы над (—)-формой. [c.160]

АСИММЕТРИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ НАЛИЧИЕМ АСИММЕТРИЧЕСКОГО ЦЕНТРА В МОЛЕКУЛЕ РЕАГЕНТА. [c.179]

Позднее Моррисон и Мошер дали определение асимметрической реакции как реакции, в которой ахиральный агент вместе с молекулой субстрата превращаются под действием реагента в хиральное соединение таким образом, что стереоизомерные продукты образуются в неравных количествах. Таким образом, согласно этому определению, требования к асимметрической реакции состоят в образовании хирального центра из прохирального и в получении стереоизомеров в неравных количествах. [c.93]

Если в органическом соединении имеется асимметрический атом углерода, то его молекулы могут быть в двух энантиомерных формах, из которых одна является зеркальным отображением другой. Вещество оптически активно, т. е. вращает плоскость поляризованного света, если в нем преобладает одна из энантиомерных форм. По своим физическим и химическим свойствам, в частности реакционной способности, энантиомерные формы идентичны. Изучение продуктов превращения энантиомеров, в частности их оптической активности, в некоторых случаях помогает выяснить механизм химического превращения. Когда в реакцию вступает оптически активный реагент (энантиомер), то возможны 3 случая инверсия конфигурации, сохранение конфигурации и рацемизация. [c.318]

Однако пример многочисленных и многолетних, но пока неудачных попыток внедрения в практику столь необходимого диабетикам синтетического аналога инсулина показывает, насколько сложными являются задачи такого типа Как было показано в предыдущих главах, стереохимический результат реакции прямо связан с ее механизмом и структурными особенностями реагирующих молекул Примерами являются цис- и транс-окисление алкенов, транс-присоединение к алкенам, атака реагента с наименее затрудненной стороны Методы достижения необходимой конфигурации вновь образующихся хиральных фрагментов (асимметрического атома углерода) часто основаны как раз на тенденции к сближению реагентов по наименее затрудненному п>ти Проблемы асимметрического синтеза рассмотрены в литературе, например, [44, т 2, с 370-375, 23, с 422 33, 90] [c.747]

Наиболее логично обоснованный метод контролирования конфигурации молекулы мономера, приближающейся к концу цепи, состоит или в управляемой хемосорбции молекулы на поверхности, или в образовании асимметрического комплекса, представляющего химическую комбинацию реагентов. Хорошо известная стереоспецифичность реакций, катализируемых ферментами, включает адсорбцию реагента на отдельных участках поверхности фермента. Эти реакционноспособные участки обладают способностью к асимметрической ориентации и потому могут воспринимать только молекулы с подходящей конфигурацией. Поскольку адсорбция на поверхности фермента является необходимой прелюдией к реакции, то в стереоспецифический процесс вовлекаются те молекулы, которые селективно, а не случайно адсорбированы на поверхности и соответственно ориентированы для реакции. [c.48]

Сохранение знака оптической активности и конфигурации при гидролизе кислот (—)-хлорянтарной в (—)-яблочную и (+)-хлор-янтарной в (+)-яблочную — может быть объяснено изменением механизма реакции 5л 1 (иной гидролизующий реагент А ОН). Образуется промежуточный карбокатион, который частично стабилизируется внутримолекулярным взаимодействием С с карбоксильным анионом. Тогда гидроксильный анион атакует молекулу не с тыла , а со стороны ушедшего атома галогена. Поэтому асимметрический центр не перестраивается и конфигурация не обращается [c.196]

Вышеприведенный ход рассуждений о стереохимическом контроле асимметрической индукции (правило Крама) применим во многих случаях, аналогичных рассмотренному выше. Согласно правилу Крама, если при реакции присоединения возникает асимметрический центр, смежный с уже имевшимся в молекуле, двойная связь в более предпочтительном переходном состоянии будет заблокирована двумя менее объемистыми а-заместителями и атакующий реагент приближается к двойной связи с менее пространственно затрудненной стороны [125]. [c.327]

Большинство многочисленных попыток различных авторов осуществить асимметрический синтез с помощью оптически активного растворителя были ошибочны по своей принципиальной постановке и, естественно, оказались безуспешными. В качестве примера можно привести попытку асимметрического восстановления фенилглиоксиловой кислоты с помощью цинка в водном растворе винной кислоты. В реакцию вступает водород, но винная кислота вообще не принимает никакого участия в присоединении водорода по двойной связи С=0. Эти реакции будут успешны только в тех случаях, когда Молекулы оптически активного растворителя сольватируют исходное вещество или реагент определенным и стабильным образом. [c.186]

Наличие именно двух эфирных групп в молекуле растворителя имеет фундаментальное значение для асимметрического течения реакции. Реагенты, полученные в оптически. активных растворителях, содержащих одну эфирную группу, дают только оптически неактивные продукты. [c.187]

Бимолекулярный механизм в случае, если одна из реагирующих молекул содержит асимметрический атом, может привести к возникновению оптического антипода. Например, если молекула содержит асимметрический атом углерода и атака реагента происходит по этому атому, схему реакции можно представить в виде [c.228]

Как уже сказано, высокая специфичность ферментов проявляется не только по отношению к химическому составу реагентов, но и к их пространственному строению. Например, если молекула продукта реакции содержит асимметрический атом, а молекула исходного субстрата симметрична, значит фермент осуществляет асимметрический синтез одного изомера. Если же исходное вещество представляет собой рацемическую смесь, фермент ускоряет превращение только одного изомера. Если в качестве исходных веществ берут цис- и транс-изомеры, высокоспецифичный фермент изменяет скорость реакции только одного стереоизомера. [c.501]

Энантио-дифференцирующие реакции — это реакции, в которых дифференциация происходит в результате воздействия хиральности реагента или окружающей реакционной среды, а энантио-дифференцирующая способность определяется как способность реагента преимущественно атаковать одну из энантиофасных или одну из энантиотопных сторон в молекуле субстрата. Поскольку в ферментативных реакциях достигается почти полная энантио-дифференциация, многими авторами эти реакции рассматриваются как биохимический асимметрический синтез. Они могут быть также названы реакциями абсолютного асимметрического синтеза в широком смысле. (В строгом смысле, как принято и в данной книге, абсолютный асимметрический синтез — это реакция, в которой дифференциация происходит только в результате воздействия хиральных физических сил.) [c.96]

ПЛОСКОСТИ чертежа, создают виток спирали, которая может быть правой или левой. Барьеры достаточно велики для того, чтобы получить возможность разделять такие структуры на оптические антиподы. Однако в молекуле нет функциональных групп, за счет которых можно было бы образовать пару диастереомеров при реакции с асимметрическим реагентом. Для расщепления было использовано хроматографирование на триацетил-целлюлозе [15]. Энергия рацемизации 93 0,5 кДж/моль, т. е. [c.162]

В дополнение к неопределенности, связанной с обозначениями Пь Км и Кд в молекуле субстрата и с выбором различных моделей, изучение стереохимического направления асимметрического синтеза осложняется влиянием растворителя, природы реагента и температуры реакции. Поскольку в отдельных случаях ясно показано, что изменением реагента, температуры или растворителя можно вызвать обращение стереохимического направления реакции, это, очевидно, приводит к сложной ситуации, причем обобщения могут быть сделаны лишь с большими предосторожностями после рассмотрения большого числа реакций, осуществляемых в различных условиях. [c.113]

Большая часть асимметрических синтезов состоит в стерео-селективном присоединении реагента к одной или другой прохиральной стороне двойной связи (С = С,С = ОиС==К). Число асимметрических синтезов, в которых происходит преимущественная реакция либо с одним, либо с другим прохиральным лигандом молекулы, гораздо меньше, но, пожалуй, они и более интересны. [c.483]

Первый порядок реакции по одному из реагентов и нулевой по другому свидетельствуют о предварительной диссоциации этого реагента, которая обычно происходит медленно и потому определяет итоговую кинетику реакции. В этом случае часто наступает рацемизация, конечно, если речь идет о замещении у асимметрического тетраэдрического углерода. В переходном состоянии в этом случае участвует частица диссоциированной молекулы (ион) и молекула второго реагента. Если ионизованное вещество осталось с неразделенной ионной парой (в неполярном несольватирующем растворителе), то, например, катион в случае [c.536]

Как мы уже отметили выше, абсолютное большинство терпенов являются хиральными молекулами, а проблема асимметрического синтеза — одна из узловых в органической химии вообще, а в химии природных соединений в особенности. Отсюда и возникло одно из плодотворных решений этой задачи — на базе бициклических монотерпенов получены целые серии асимметрических катализаторов и реагентов. Наиболее перспективными оказались борпроизвод-ные пинана (используемые как хи-ральные кислоты Льюиса в реакциях асимметрического гидробориро-вания) и производные камфоры [c.156]

Ход асимметрических реакций, как правило, контролируется кинетическими факторами это означает, что соотношение продуктов в смеси определяется скоростью образования инд ивиду-альных изомеров. При кинетически контролируемых условиях хиральная структура компонента влияет прежде всего на подход реагента к молекуле реагирующего вещества. Легкость подхода к различным сторонам связи, по которой происходит взаимодействие, различна вследствие асимметрического замещения вблизи этой связи. Диастерео.мерные переходные состояния, через которые протекает реакция, характеризуются различным содержанием свободной энергии. Реакция, в которой переходное состояние обладает более высокой свободной энергией, менее вероятна. Пространственное строение большинства молекул конечного продукта реакции будет определяться строением переходного состояния с более низкой энергией. [c.170]

Примером служит применение оптически активных эфиров в реакции присоединения гриньяровских реагентов. Известно, что две молекулы эфира или амина, используемые в качестве растворителя, всегда координируются с магнийорганическим галогени-дом и, таким образом, являются важным компонентом реагента. Прежде чем начнется собственно присоединение, одна молекула растворителя в комплексе вытесняется молекулой реагирующего вещества. Наличие второй молекулы растворителя допускает два различных расположения при достижении переходного состояния. После многих безуспешных попыток была осуществлена асимметрическая реакция в (+)-2,3-диметоксибутане, сначала со сложным реагентом, полученным из 2,2,6-триметил-6-хлорцикло-гексанона (ХХХП1), а затем и с простыми алкилмагнийгалоге-нидами [c.186]

Асимметрическим синтезом называют реакции, в ходе которых один из двух энантиомеров хирального продукта образуется в большем количестве, чем второй. В асимметрическом синтезе ключевой является стадия, в которой так называемый прохираль-ный реагент превращается в хиральный продукт. Прохиральными называются молекулы, способные превратиться в хиральные молекулы пугем одношагового преобразования структуры. Например, фенилуксусную кислоту в одну стадию можно превратить в а-бромфенилуксусную кислоту, которая хиральна [c.62]

Непосредственное образование асимметрического атома углерода лишь в одной оптически активной форме можно осуш ествить химическим путем (см. стр. 493) при наличии исходного вещества или реагента, в молекуле которого уже имеется асимметрический центр. При этих условиях реакции могут идти по одному из двух принципиально возможных путей и давать преимущественно соответствующие дпастереоизомеры. Разрушая затем асимметрию направляющего центра, можно получить одну оптически активную энантиоморфную форму. [c.500]

Наличие соответствующей конфигурации у мономерной молекулы, приближающейся к растущему концу цепи, является, очевидно, одним из самых важных факторов в стереоспецифически контролируемых процессах полимеризации. Вполне справедливо обобщение, что продукт реакции не может обладать контролируемой асимметрией, если реагенты неактивны в результате симметрии или рацемизации и если экспериментальные условия симметричны. Однако если используются условия дисимметрического или асимметрического синтеза, то можно будет контролировать асимметрию конечного продукта. Использование условий реакции или компонентов, которые контролируют конфигурацию мономерных звеньев, должно привести к стереорегулярной полимеризации при условии выполнения всех других требований. [c.48]

Роль стереохимии была понята уже почти столетие назад, но основные успехи в ее развитии достигнуты лишь в последнее десятилетие. Один из методов управления пространственной структурой состоит в том, что к реагенту присоединяют дополнительный молекулярный фрагмент определенной хиральности. Если правильно расположить такую хиральную метку , она будет определять хиральность продуктов реакции, образуюищхся из этого реагента. Затем хиральную метку можно удалить из продукта и снова использовать ее в другом цикле. Этим методом, например, были получены некоторые хиральные пропио-наты, использованные далее в качестве предшественников других биологически активных молекул. Еще более широкие перспективы открывает применение асимметрических (хиральных) катализаторов для управления хиральностью продуктов. Так, асимметрическое восстановление является основной стадией в промышленном синтезе важного лекарственного препарата леводофы, предназначенного для лечения болезни Паркинсона. Более общее назначение имеет асимметрическое эпоксидирование на асимметрических катализаторах. Если атом кислорода при образовании эпоксида способен присоединяться с равной вероятностью к двойной связи с любой стороны, то образуются два эпоксида, один из которых является зеркальным отражением другого. В настоящее время стало возможным получать любой их этих стереоизомеров, применяя недорогой хиральный катализатор, котоый можно использовать многократно. А полученные таким образом оптически чистые эпоксиды могут служить исходными со- [c.156]

Прелог с сотрудниками (Prelog, 1953) рассмотрели стереохими-ческое направление реакций а-кетоэфиров (СП) асимметрических спиртов ( I) с гриньяровскими реагентами, ранее детально изученных МакКензи. Они обнаружили преобладание одного из двух диастереомеров ( III) и установили, что стереохимия этого преобладающего изомера при С может быть скоррелирована со стереохимией углеродного атома, несущего гидроксильную группу в молекуле спирта. Буквы L, 7VI и 5 в приводимых ниже формулах [c.185]

Приведенные примеры также не отвечают строгому определению асимметрического синтеза, так как в исходной молекуле циклогексанона диссимметрический центр уже существовал до реакции (если принять механизм реакции, разобранный выше). Кроме того, при асимметрических синтезах индуцирующий асимметрию реагент должен быть регенерирован. Тогда как в приведенных примерах из оптически-активных эфиров по окончании реакции получался октанол-2, который хотя и остался оптически-активным, однако образовался с затрагиванием центра диссимметрии. Можно предположить, что в этих примерах оптическая активность продуктов реакции обусловлена асимметрией аци-формы нитрозо- и нитросоединений, образовавшихся в присутствии активных октилнитрита и октилнитрата. [c.21]

Асимметрический синтез этого типа заключается в присоеди- нии асимметрического реагента, например путем этерификации 1тически-активным спиртом непредельных кислот, с последую-им присоединением водорода или галоида по двойной связи, ри этом под влиянием присоединенной асимметрической группы исходной молекуле индуцируется асимметрия. Ниже в общем аде изображена схема реакций [c.30]

Различия в содержании свободной энергии двух переходных состояний зависят от несвязанных взаимодействий между группами атомов исходного вещества и присоединяющегося реагента. На эти различия влияют прежде всего подвижность цепи, которая может способствовать доступности реакционного центра, стерически затрудненного в других случаях, и эффективный стерический объем заместителей. Более сложные циклические молекулы, содержащие несколько асимметрических углеродных атомов, или соединения с рсратными связями, как правило, отличаются существенной жесткостью и допускают подход реагента только с одной стороны. Реакции с ними чаще всего приводят к одному из возможных эпимеров. В алифатических соединениях в большинстве случаев влияние оказывает только асимметрический углерод, ближайший к реагирующей части молекулы, так как свободное вращение цепи позволяет более удаленным заместителям принимать такое положение, при котором они не взаимодействуют с атакующим реагентом. Продукты реакций в этих случаях обычно представляют собой смесь обоих возможных эпимеров, один из них оказывается преобладающим. Геометрию переход- [c.170]

В ходе асимметрического синтеза, контролируемого кинетическими факторами, согласно современным представлениям, в избытке образуется изомер, характеризующийся меньшей стериче-ской затрудненностью переходного состояния в результате подхода реагента преимущественно с той стороны молекулы, которая экранирована меньшей по объему группой. Отсюда следует, что преимущественный подход должен характеризоваться меньшей энергией активации (для реакций, протекающих при температурах ниже точки инверсии Я1ваба, т. е. ниже изокинетической температуры) и поэтому с ростом температуры степень асимметрического синтеза должна уменьшаться. [c.216]

Первый абсолютный синтетический асимметрический синтез выполнили в 1934 г. Карагунис и Дрикос [38]. Они нашли, что когда свободный триарил-метильный радикал присоединяет атом галоида при одновременном облучении циркулярно-поляризованным светом, то наблюдается появление оптической активности в продуктах реакции. Получение асимметической молекулы было основано на следующих соображениях. Если в раствор, содержащий свободный радикал триарилметил, вводить атом галоида при одновременном облучении циркулярно-поляризованным светом с длиной волны, максимально абсорбируемой реагентами, то следует ожидать, что присоединение четвертого заместителя будет происходить с различной скоростью. Один антипод образуется в преобладающем количестве вследствие того, что компоненты циркулярно-поляризованного света абсорбируются антиподами в неравной степени. Величины вращения плоскости поляризации достигали максимальной величины + 0,08°. Если облучать правой компонентой, то обнаруживается левое вращение, и наоборот. Кривые проходят во времени через максимум и полностью симметричны (рис. 1). [c.157]

В этой главе нам предстоит выяснить, что следует понимать под термином асимметрический синтез. В самом широком смысле асимметрический синтез — это реакция, в которой ахиральный агент и молекула субстрата ) образуют под действием реагента хиральное соединение, в котором изомеры ) образуются в нерав- [c.14]

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]

Другие примеры, включающие кетоны с -заместителями, содержащими килород и азот, приведены в табл. 3-4 и 3-5. Лишь немногие случаи следует рассматривать особо. Присоединение по обеим карбонильным группам а-дикетопов приводит к образованию смеси мезо- и /-т эео-соедипений (как показано на схеме реакции 25А 25Б 25В и 25Г). Но поскольку исходные субстрат и реагент состоят из ахиральных молекул, то асимметрический синтез произойти не может (если только реакция не протекает в хира льном окружении). Стокер [32] подробно изучал эту последовательность реакций если в качестве субстрата был взят дикетон или оксикетон 25А или 25В, К == циклогексил. К" = = СНз), то в пределах ошибки измерения наблюдалась одинаковая стереоселективпость. Тот же результат получался и когда исходили из бензоина 25А, К = СеНд) или бензила (К" = Н). [c.126]