![]() |
|
|
АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗАСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ, способ получения оптически активных соединение; осуществляют с помощью реакций, в результате которых в молекуле исходного оптически неактивного соединения возникает хиральный элемент, главным образом асимметрический атом углерода (отсюда название), при этом в продуктах реакции оптический изомеры (энантиомеры) содержатся в неравных кол-вах. В качестве исходных в-в используют прохиральные соединения, т.е. такие, молекулы которых могут быть превращены в хиральные при замене лишь одного атома или одной группы атомов. Иногда под АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗс. понимают возникновение нового хирального фрагмента в молекуле, уже имеющей элемент хиральности (см. Стереоселективный синтез). Достигается АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с. благодаря участию в нем асимметризующего агента, в зависимости от типа которого различают частичный и абсолютный АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗс. Первый осуществляют с помощью вспомогат. оптически активных органическое веществ, второй - под действием асимметрич. физических фактора, например при использовании в реакциях энантиоморфных кристаллов в качестве носителей катализаторов. Эффективность АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗс. оценивается оптический выходом (в %), который равен отношению величины оптический вращения продукта реакции к величине оптический вращения целевого оптически чистого вещества, или по энантиомерной чистоте. Последняя характеризует состав оптически активного вещества и равна (в %) 100(R - S)/(R + S), где R и S - доли энантиомеров, определяемые с помощью газо-жидкостной хроматографии, ЯМР-спектроскопии и др. методами. Идею АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с. впервые высказал Э. Фишер в 1894, а первые синтезы осуществили в нач. 20 в. В. Марквальд и АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ Мак-Кензи. Оптич. выходы, однако, долгое время оставались очень небольшими. Сейчас АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с. - реальный путь получения оптически активных веществ. Частичный асимметрический синтез. Обычно для проведения АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с. осуществляют реакцию вспомогат. оптически активного вещества с исходным прохиралъным соединение либо со вторым компонентом реакции - реагентом (например, магнийорганическое соединение), в результате чего хиральный фрагмент молекулы вспомогат. вещества входит соответственно в молекулу исходного соединения или реагента. Если хиральный фрагмент молекулы вспомогат. вещества войдет в состав исходного прохирального соединение, то в результате А. с. образуются неравные кол-ва диастереомеров (диастереоселективный синтез), так как молекулы полученного соединения будут содержать два хиральных элемента. Для получения оптический изомера проводят отщепление хирального фрагмента молекулы вспомогат. вещества от молекул диастереомеров. Будучи введенным в молекулу реагента, хиральный фрагмент молекулы вспомогат. вещества может и не войти в состав продукта реакции, а лишь содействовать образованию избытка одного из энантиомеров. Такой АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с. называют энантиоселективным. Осуществлены и др. виды энантиоселективных синтезов - превращения в присутствии оптически активных растворителей, а также гомог. и гетерог. катализаторов (асимметрич. катализ). Объяснение механизма частичного АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с. основано на представлении о возможности
образования диастереомерных переходных состояний с различные энергиями. Реакция
направляется преимущественно по энергетически более выгодному пути. При этом для
получения высокого оптический выхода достаточно небольших различий в энергиях
переходных состояний. Так, если разница между энергиями составляет ок.
11 кДж/моль, оптический выход достигает 98%.
АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗс. оптически активных спиртов часто осуществляют восстановлением карбонильных
соединение с помощью хиральных комплексов, образующихся при взаимодействии Li[AlH4]
или Na[BH4] с оптически активными диаминами, аминоспиртами,
диолами, углеводами [например, с N-метилэфедрином, 1,4-бис-(диметиламино)-2,3-бутандиолом].
Так, алюмогидридный комплекс ( — )-N-метилэфедрина и N-этиланилина восстанавливает
карбонильную группу бензальацетона с оптический выходом до 98%. Действием дигидропиридиновых
реагентов (формула I, R1-H или СН3, R2 -
алкил; звездочкой обозначен хиральный радикал) осуществлены эффективные
асимметрич. реакции восстановления кетогрупп. Высокие оптический выходы достигаются
при восстановлении карбонильных групп оптически активными пространственно
затрудненными магнийорганическое соединение, например:
Эффективное асимметрич. превращаются карбонильных соединений во вторичные или
третичные спирты при действии металлоорганическое соединение достигается также, когда
хиральный остаток вспомогат. оптически активного вещества входит в состав субстрата
или растворителя. Так, разработан синтез (с оптический выходом до 87%) При взаимодействие бутиллития с бензальдегидом в присутствии хиральной добавки
- пролинового производного формулы IV получают бутилфенилкарбинол с оптический
выходом 95%.
При алкилировании хиральных енолятов (V) и последующей гидролизе диастереомера
(VI) образуются кислоты с оптический выходом до 90%.
Высокие оптический выходы достигаются и в др. реакциях карбонильных соединений,
например при альдолъной и кретоновой конденсации. Широко используют в АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с.
азометины, енамины, енгидразины, например:
Вспомогат. хиральными агентами в этих синтезах служат Превращ. карбонильной группы подчиняются правилам Прелога и Крама. Правило
Прелога связывает конфигурацию вспомогат. оптически активного вещества - спирта,
используемого для получения сложных эфиров В молекуле вспомогательного вещества (оптически активного спирта) Rб,
Rcp и Rм -соответственно большой, средний и малый
радикалы. Истолкование правила основано на допущении, что молекула эфира
имеет плоскую, конформацию с трансоидным расположением групп С=О, Rм
заслоняет кетогруппу, a Rб и Rср не лежат в плоскости
молекулы:
В соответствии с правилом Прелога конфигурация образующегося асимметрии,
центра определяется направлением подхода к нему заместителя R», который осуществляется
со стороны Rср- меньшего из радикалов, не лежащих в плоскости
молекулы. Правило предложено В. Прелогом в 1953.
Правило Крама связывает преимущественную конфигурацию асимметрии, центра,
образующегося при диастереоселективных реакциях кетонов формулы VIII, с конфигурацией
уже имеющегося в молекуле кетона асимметрии, центра. Кетон реагирует в
конформации с трансоидным расположением Rб и группы С=О:
В соответствии с правилом Крама подход заместителя R», как и в слуиае правила Прелога, осуществляется со стороны меньшего из заместителей Rм. Правило Крама применяют для корреляции конфигураций спиртов, образующихся при восстановлении кетонов комплексными гидридами металлов, щелоиными металлами, амальгамой Na, а также при реакциях кетонов с металлоорганическое соединениями. Правило предложено Д. Крамом в 1952. Разработан ряд АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗс. С помощью АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с. осуществлены разнообразные реакции присоединения по связям
С=С, например реакция Михаэля, диеновый синтез, аминопалладирование, присоединение
литийкупратов LiCuR2. Высокие оптический выходы (до 100%) достигаются
при гидроборировании с помощью моно- или дипинанилборанов (соответственно H2BR*
или HBR2*), получаемых взаимодействие В2Н6 с
(-)-пиненом, например:
Эпоксидированием алкенов в присутствии эфиров (+)-винной кислоты и Ti(OAlk)4
полуиают эпоксиды с оптии. выходом до 90-95%. Во многих АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с. хорошими
вспомогат. реагентами оказались также сульфоксиды с хиральным атомом S,
например:
Примеры АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с. в хиральных средах: в холестерин, жидких кристаллах (синтез транс-циклооктена из циклооктилтри-метиламмонийгидроксида), в краун-эфирах, содержащих в молекуле дигидроникотиновый фрагмент. Важное место в АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗс. занимает асимметрии, катализ, при котором асимметризующим агентом является катализатор. Различают след, виды асимметрии, катализа. 1) Межфазный катализ в присутствии оптически активных иетвертииных аммониевых оснований, получаемых из эфедрина, хинина и его аналогов. Однако в различные реакциях (борогидридное восстановление кетонов, получение вицинальных дигалогенидов, циангидринов, сульфоксидов и др.), осуществленных этим способом, достигнуты лишь умеренные оптический выходы. 2) Гетерог. катализ в присутствии металлов, модифицированных оптически активными соединениями. Высокие оптический выходы (до 97%) достигнуты при восстановлении группы С=О метилацетоацетата и ацетилацетона над скелетным Ni, модифицированным (+)-винной кислотой с добавкой NaBr. 3) Гомог. катализ с использованием хиральных родиево-фосфиновых катализаторов
- наиболее быстро развивающаяся область АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗс. Чаще всего этот способ используют
для полунения оптически активных ос-аминокислот гидрированием их предшественников
- ациламиноакриловых кислот:
В качестве хиральных лигандов L* применяют дифосфины, для синтеза которых
используют (+)-винную кислоту, L-гидроксипролин и др., например:
Результаты гидрирования определяются природой катализатора, строением и конфигурацией гидрируемого вещества (субстрата), растворителем, температурой реакции. Во многие случаях достигается очень высокий оптический выход. Так, асимметрич. гидрированием получено важное лек. ср-во леводопа [( — )-3-(3,4-дигидроксифенил)-b-аланин] с оптический выходом, близким к 100%. С помощью родиево-фосфиновых и др. гомог. хиральных катализаторов проведены также и др. АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗс. - реакции Гриньяра и Вюрца, гидросилидирование, гидроформилирование, еновый синтез. Абсолютный асимметрический синтез осуществляют без участия оптически
активного вспомогат. вещества, асимметризующее действие оказывает тот или иной
физических фактор. Например, в АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с., в которых носителями для катализатора (металлы,
щелочи) служат энантиоморфные кристаллы (главным образом оптически активного кварца),
роль асимметризующего агента выполняет кристаллич. решетка носителя. Этим
способом осуществлены (хотя и с ничтожными оптический выходами) термодинамически деструкция
рацемич. спиртов, изомеризация пропиленоксида, гидрирование рацемич. пинена
и К абс. АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с. относятся также процессы под действием света с круговой
поляризацией, напр, деструкция производных На границе между АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с. и расщеплением рацематов находятся два способа получения оптически активных веществ - кинетическая расщепление и асимметрич. превращения (см. Рацематы). С АСИММЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ с. их объединяет то, что в этих процессах происходят химический превращения, а с расщеплением рацематов - тот факт, что исходными в-вами являются рацематы. Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|