Модели в асимметрическом синтезе

В ряде случаев для предлагаемых моделей асимметрических синтезов есть прямые экспериментальные доказательства, вплоть до рентгеноструктурных данных в других случаях выводы сделаны на основании данных спектроскопии ЯМР и других спектральных данных. Такие модели активно исследуются. В этом и заключается одна из причин того, что так много занимаются асимметрическим синтезом не только потому, что хотят получать оптически активные веш,ества, но и потому, что это дает возможность глубоко заглянуть, как же на самом деле идут органические реакции каковы те переходные состояния, о которых мы так много говорим, много думаем. [c.92]

Жесткая модель успешно предсказывает и конфигурацию диастереомеров, образующихся при действии магнийорганических соединений на основания Манниха [111]. Для изображения этого асимметрического синтеза используем иную проекцию, чтобы иллюстрировать часто встречающийся в литературе способ изображения подобных асимметрических синтезов [c.138]

Большой интерес представляет принцип матрицы, согласно которому определенные структуры, например отдельные свободные нити двойных спиралей дезоксинуклеиновых кислот при синтезе дополнительной нити, служат химической матрицей, хранящей отпечаток отщепившейся недостающей нити. Принцип матрицы близок к принципу геометрического соответствия и подобия и применим к синтезу наиболее сложных биомолекул. В асимметрическом синтезе матричный характер связан с наличием пространственной асимметрии хотя бы одного из компонентов реагирующей системы реагента, катализатора, растворителя. В этой связи интересны результаты работ по синтезу оптически деятельных полимеров окиси пропилена. Такие полимеры можно получать на обычных оптически недеятельных контактах из оптически деятельной мономерной окиси и на оптически деятельных контактах из рацемической смеси асимметрических изомеров С этим связана модель трехточечной адсорбции субстрата на активных центрах катализатора, применяемая для многих ферментативных процессов и, в частности, во всех случаях, в которых проявляется эффект скрытой изотопной асимметрии Огстона (см. [45]). [c.33]

Направляющее стерическое влияние асимметрического центра может в действительности передаваться на большие расстояния, когда использование молекулярных моделей не позволяет обнаружить ни связывания, ни отталкивания групп. Отличным и хорошо изученным примером является асимметрический синтез ь-( + )- и о-(—)-атролактиновой кислоты из [c.347]

Стереоспецифический катализ имеет большое методологическое значение в качестве примера абсолютного асимметрического синтеза, протекающего под действием только неорганических соединений, обладающих диссимметрической решеткой. Данные по кварцевому катализу послужили основой для создания ряда гипотез возникновения первичного оптически-активного органического вещества - з—177 исчерпывается значение стереоспецифического катализа. Стереоспецифические катализа торы, особенно алкалоиды, представляют собой весьма эффективные химические модели ферментов, стереоспецифическое действие которых близко воспроизводит особенности действия природных ферментов. [c.147]

Асимметрический синтез, происходящий под действием биокатализаторов—ферментов диссимметрического строения, представляет большой интерес. Под действием ферментов асимметрическая реакция протекает обычно оптически-избирательно и образуется почти всегда оптически-чистый продукт. Особое значение приобретают попытки воспроизведения стереоспецифичности действия ферментов с помощью органических и неорганических соединений сравнительно простого строения, являющихся своего рода химическими моделями ферментов. Ниже рассмотрены асимметрические синтезы под действием ферментов и их химических моделей—искусственных диссимметрических катализаторов. [c.90]

Причина роста внимания к асимметрическому синтезу, во-первых, в том, что он стал реальным путем получения оптически активных веществ, а во-вторых, в возможности получения данных о механизмах органических реакций, в особенности о моделях переходных состояний. Многие асимметрические синтезы моделируют биохимические процессы и способствуют их более глубокому изучению. Наконец, только асимметрический синтез может дать ответ на нерешенный еще сегодня космогонический вопрос, каким путем появились на Земле первые оптически активные органические вещества (Подробнее об этом в гл. 11.) [c.71]

За последнее десятилетие в области асимметрического синтеза достигнуты впечатляющие успехи. Современный асимметрический синтез уже может служить удобным препаративным методом получения многих оптически активных соединений. Не менее важно и другое в дополнение к прежним чисто феноменологическим правилам (правила Прелога и Крама) стали вырисовываться контуры моделей реальных переходных состояний, участвующих в асимметрическом синтезе. Это не только позволяет глубже понять процессы асимметрического синтеза, яснее увидеть пути повышения его эффективности, но и имеет гораздо более общее значение для проникновения в детали химических превращений органических веществ. Тем самым асимметрический синтез, по существу, является одним из важных методов изучения механизмов органических реакций. [c.105]

Согласно этой математической модели, рассматриваемые реакции асимметрического синтеза мол<но символически представить следующим образом [c.58]

Это правило, используемое для предсказания стереохимии продуктов асимметрического синтеза в реакции а-кетоэфиров, было предложено в качестве эмпирической модели, и его успешное применение объясняется в значительной степени хорошим совпадением предложенной модели с конформацией переходного состояния. [c.74]

Рис. 2-6. Модель Прелога для асимметрического синтеза атролактиновой

При использовании 3-Р-холестанола (20) в асимметрическом синтезе атролактиновой кислоты получается атролактиновая кислота с 82%-пым общим выходом и с [а] —0,65°, что отвечает 1,7% избытка / -энантиомера [И]. Эта степень стереоселективности слишком мала, чтобы можно было надежно установить конфигурацию согласно модели Прелога. Хиральный центр С-3 в 20, как известно, имеет -конфигурацию. Он экранирован с обеих сторон метиленовыми группами (у С-2 и у С-4), и, таким образом, для отнесения Кь и Км, а также установления старшинства групп необходимо, чтобы рассмотрение шло от а-метиленовых групп к Р-углеродным атомам у С-1 и С-5. Большая степень разветвления при С-5 является определяющей при отнесении хирального центра С-3 к 5-конфигурации, а формально и при обозначении разветвлений у С-4 и С-5 как RL а разветвлений у С-2 и С-1 как Км-Этот последний вывод в высшей степени проблематичен и совсем пе очевиден, что следует из рассмотрения молекулярных моделей. Следовательно, с точки зрения стереохимического анализа и вследствие низкой эффективности асимметрического синтеза это пример, к которому правило Прелога неприменимо. [c.77]

При использовании в асимметрическом синтезе атролактиновой кислоты тетраметилового эфира (—)-эпикатехина 26А) [18] выход сырой атролактиновой кислоты достигал 50 %, однако оптическое враш ение ее измерить не удалось из-за сильной окраски. После перекристаллизации получена (—)-атролактиновая кислота (с неустановленным общим выходом) с [aln —16,4°, что отвечает 43/о-ному избытку Л-изомера. Низкий выход и перекристаллизация продукта вносят серьезные экспериментальные погрешности, а несколько атомов кислорода в молекуле, естественно, еще больше усложняют модель. Тем не менее к этому примеру было применено правило Прелога, причем за Rl считали углеродный атом С-2, а за Rm — метиленовую группу С-4. [c.80]

В разд. 2-3.1 было рассмотрено влияние на степень асимметрического синтеза систематического изменения Кь и Км в индуцирующем спирте в связи с примерами, приведенными в табл. 2-1. В табл. 2-5 включены другие, имеющиеся в литературе примеры, в которых изучено действие реактива Гриньяра, приготовленного из метилиодида, на сложный эфир бензоилмуравьиной кислоты и хирального спирта. Из табл. 2-1 и 2-5 видно, что исключения из правила Прелога отсутствуют, если выполняются граничные условия, предусмотренные этим правилом ). Это поразительный факт, который весьма повышает ценность модели как предсказательного метода, хотя и не означает, что в дальнейшем не будет найдено никаких исключений. [c.94]

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]

Данные, приведенные в табл. 3-1, показывают изменения степени асимметрического синтеза на примерах, которые отвечают открыто-цепной модели Крама (11). Во всех примерах, за исключением двух (№ 24 и 31), наблюдается образование преобладающего изомера в согласии с правилом Крама. В одном из двух исключений (№ 24) восстановление З-метилпентанона-2 под действием литийалюминийгидрида при —70° С приводило к 2%-ному избытку предсказанного (в предположении, что этильная группа больше метильной) диастереомера, а при О и -Ь35° С образовывался 3%-ный избыток эпимера, который теоретически должен был быть менее предпочтительным изомером [15]. Эти различия, вероятно, вполне реальны, но находятся в то же время на пределе точности измерений, так как установлено, что точность ГЖХ-анализа составляла 2%. Степень асимметрического синтеза 2% при —70° С соответствует разнице в энергиях активации конкурирующих переходных состояний всего лишь 15 кал/моль (62,9 Дж/моль). Если же потребовать, как и при применении правила Прелога, чтобы стереоселективность достигала значительной величины ) (см. разд. 2-2.1) для того, чтобы данную модель можно было применять для интерпретации стереохимического хода реакции, то этот случай (№24) должен быть исключен из рассмотрения. Однако второе [c.113]

Браун и сотр. [15, 16, 20] рассмотрели вопрос об абсолютной конфигурации диизопинокамфеилборана (мономера) и предложили пространственную модель асимметрического синтеза, предсказывающую абсолютную конфигурацию спиртов, образующихся в результате гидроборирования г нс-олефинов оптически изомерами диизопинокамфеилборана. [c.285]

Приложение правила Прелога к аналогичным асимметрическим синтезам позволило определить конфигурацию ряда соединений—1-трег-бутилэтанола, гидроксильных асимметрических центров в тритерпенах и стероидах. В то же время конкретная модель, принятая в правиле, была поставлена под сомнение рентгенографическими исследованиями [95]. Из этих исследований следует, что в (—)-ментилфенилглиокси-лате обе группы —СО—СО— не лежат антипараллельно в одной плоскости они почти перпендикулярны друг к другу. В такой модели трудно отдать предпочтение определенному направлению подхода реагента к карбонильной группе (от наблюдателя или из-за плоскости чертежа) [c.127]

Наглядная модель, использованная для истолкования результатов данного асимметрического синтеза, явно учитывает не все факторы, содействующие преобладанию одного из антиподов. Так, при восстановлении дейтерированного бензальдегида СеНдСОО и фенил-грег-бутилкетона СбН5СОС(СНз)з оптический выход оказался практически одинаков (около 19%), хотя пространственные требования атома дейтерия и грег-бутильной группы резко различны [103]. Кроме того, модель позволяет предположить, что аналогичное восстановление не должно быть асимметрическим, если удалить центр асимметрии гриньяровского реактива от группы Mg l в этом случае асимметрический центр уже не будет входить в шестичленный переходный комплекс. В образовании последнего будет участвовать один из водородов группы СН2 и всегда есть возможность —независимо от конфигурации направляющего асимметрического атома —прийти к пространственно предпочтительному комплексу [c.132]

Каталитическое гидрирование непредельных кислот в виде эфиров с оптически активными спиртами истолковывается Прелогом на основе модели, родственной предложенной для асимметрических синтезов при участии эфиров сс-кетокислот (см. стр. 123). Так, например, эфир р-метилкоричной кислоты с оптически активным метил-ос-нафтилкарбинолом закрепляется на поверхности катализатора в конформации, обеспечивающей плоское расположение всех групп, кроме двух заместителей у асимметрического центра. С катализатором сближается при этом сторона, на которой расположен меньший заместитель с этой же стороны присоединяется и переходящий с катализатора водород [c.139]

Ферментативный катализ под действием выделенных ферментов явился первым примером осуществления асимметрического катализа в лаборатории. С помощью оксинитрилазы, редуктазы, карбоксилазы, кетоальдо-мутазы и их химических моделей — оптически активных органических катализаторов, осуществлены многочисленные каталитические асимметрические синтезы [1]. [c.170]

Полимер — твердое вещество, размягчающееся при 56° С он был успешно использован для проведения асимметрического синтеза бензальдегидциангидрина. Эта реакция является моделью энзиматического биологического асимметрического синтеза. Для этой же цели были использованы стирол-дивинил-бензольные сополимеры, содержащие метил-й -глюкозамин, диэтиламино-этилцеллюлозу, /-лейцин, амберлит 07. [c.114]

Интересно, что величины октетных рефракций, приведенные в табл. 2, подтверждают предположение Илиела, что эффективная поляризуемость терет-бутильной группы меньше, чем метильной [67] это позволило предположить конфигурацию ацетиленового спирта и аллена, полученного [50] из него (рис. 33). Абсолютная конфигурация спирта подтверждена на основании модели конформационной диссимметрии [69] и более убедительно — при использовании [68, 69] метода асимметрического синтеза Прелога [75]. Необходимо отметить, что этот аллеи следует правилу Лоу [72], но найденное вращение [69] ([Ф]Ь" —53,1°) значительно больше, чем ожидаемое на основании описанной в настоящей статье модели. [c.251]

Необходимость иметь продукт высокой степени оптической чи стоты часто заставляет обращаться к ферментативному асимметри ческому синтезу, несмотря на ряд неудобств, присущих методу Таким образом синтезируются соединения тех же классов, что 1. при помощи частичного асимметрического синтеза, а кроме того оксинитрилы и аминокислоты. В тех случаях, когда не нужн высокая оптическая чистота продукта, вместо ферментов могут быть использованы диссимметрические органические катализа торы—химические модели ферментов, обладающие, несмотря на меньшую асимметрическую эффективность, рядом преимуществ. [c.207]

Рассматривавшаяся Э. Фишером схема была чисто умозрительной, поскольку никаких реальных путей для такого отстригания вновь возникшего оптически активного вещества от исходной маннозы он не предложил. Сам Фишер, а вслед за ним и другие авторы позднее попытались реализовать идею асимметрического синтеза на других моделях. [c.72]

Хотя правило Прелога [13. 14], относяш,ееся к асимметрическому синтезу атролактиновой кислоты, и прави,ло Крама [15] стерического контроля асимметрической индукции в реакциях присоединения по карбонильной группе представляют собой детально разработанные эмпирические обобп ения, основанные на опытных данных, возникает вопрос, в какой мере эти модели отражают действительный механизм этих реакций. Теоретические представления о природе переходных состояний в реакциях асимметрического синтеза являются полезными и весьма привлекательными. Вообще реакции асимметрического синтеза, к которым применимы обобщение Прелога и правило Крама, характеризуются энергиями активации заведомо выше нормальных энергетических барьеров [c.55]

Уги [136] разработал ко.личественный подход, основа1гаый на теории групп, который представляет большой интерес для некоторых типов реакций асимметрического синтеза. По этому методу можно рассчитать степень асимметрического синтеза, используя уравнение, основанное на модели, не зависящей от представлений об основном состоянии молекулы. Согласно этой математической модели, относительная доля стереоизомерных продуктов аппроксимируется суммой всех взаимодействий точечных групп в переходном [c.57]

Корнфорс и сотрудники при рассмотрении диполярной модели Крама для асимметрического синтеза предположили (разд. 3-4), что пгракс-коплапарная конформация (формула 14), хотя и не представляет наиболее стабильного основного состояния, все же может отражать наиболее стабильное переходное состояние, так как в этой форме возможна наибольшая степень разделения зарядов между отрицательными центрами (16А). [c.74]

Кавана и Эдюто предложили поэтому несколько отличную предпочтительную реакциопноснособную конформацию, а именно 25Б, в которой связь спирт — кислород расположена за плоскостью чертежа. При таком анализе, однако, упускается из виду, что группы, соседние с хиральным карбинольным центром, не являются углеводородными остатками и не могут с полным нравом рассматриваться в модели с точки зрения правила Прелога. Степень комплексообразования реактива Гриньяра с различными атомами кислорода в такой молекуле не известна и может оказывать сильное влияние на пространственное протекание асимметрического синтеза либо путем увеличения эффективного размера одной или другой группы, либо в результате введения реактива Гриньяра в более благоприятное положение, что приведет к более быстрой реакции с одной стороны а-кетогрупны, чем с другой. Действительно, такое соединение, как 25, служит прекрасным примером того случая, когда правило Прелога совершенно неприменимо. Конечно, примеры этого типа следует изучить, чтобы оценить и лучше попять многочисленные варианты таких сложных систем, но модель Прелога к ним неприменима. [c.80]

Сравиепие асимметрических синтезов на основе хиральных амидов а-кетокислот с асимметрическими синтезами на основе соответствующих хиральных эфиров бензоилмуравьиной кислоты ограничивается небольшим числом примеров. Каталитическое восстановление (5 )-(—)-N-(a-мeтилбeнзил)бeнзoилфopмaмидa [26] (рис. 2-10) (с катализатором скелетный никель, палладий или палладий на угле) в кислом, щелочном или нейтральном растворе приводит к избытку (Л)-(—)-миндальной кислоты (5—25% и. э.). Это противоречит тому, что можно было бы ожидать на основании формального применения модели Прелога, разработанной для соответствующего эфира 14- 15). В щелочной и нейтральной среде каталитическое восстановление соответствующего эфира (табл. 2-4, № 29 и 28) следует правилу Прелога (1—4% и. э.), однако правило неприменимо при проведении реакции в кислой среде (табл. 2-4, № 30). Восстановление этого амида под действием натрийборгидрида приводит после гидролиза к избытку (Д)-(—)-миндальной кислоты, а действие метилмагнийиодида дает избыток (/ )-(—)-атролактиновой кислоты. Полученные кислоты имеют противоположные конфигурации сравнительно с конфигурациями соединений, образующихся нри соответствующих реакциях эфира. Очевидно, что правило Прелога нельзя непосредственно распространять на амидную систему и что следует получить гораздо [c.99]

Согласно формулировке, правило выведено для предсказания конфигурации преобладаюш,его продукта, а не для количественной оценки степени асимметрического синтеза. Однако в самой основе модели заложено условие, что чем больше разница в пространственных размерах групп нри хиральном центре, тем больше должна быть стереоселективпость. Это видно из четырех первых примеров, приведенных в табл. 3-1, где степень стереоселективпости определенно зависит от применяемого реагента, а также от групп [c.117]