Cтраница 2
Точное определение химических выходов асимметрических микрореакций проводят только при добавлении заранее определенного количества энантиомерно чистого антипода как внутреннего стандарта ( он обладает идентичными химическими и физическими свойствами) в реакционную смесь и таким образом устанавливают изменение энантиомерного состава хирального продукта. Этот метод свободен от ошибок, связанных с потерями при выделении образца, вводе его в хроматограф и различной чувствительностью детекторов. [16]
В этой реакции ( R) - и ( 8) - изомерные а-бромфенилуксусные кислоты образуются в строго одинаковых количествах ( э.и. 0), и, следовательно, реакцию нельзя назвать асимметрическим синтезом, хотя она и приводит к образованию хирального продукта из ахирального. Чтобы энантиомерный избыток был отличен от нуля, необходимо обязательно соблюсти одно очень важное условие. Это условие состоит в том, что в ходе реакции обязательно должны возникнуть диастереомерые отношения между вновь возникающим хиралъным элементом ( в рассматриваемом примере - центром хиральностн) и вторым хиральным элементом, специально вводимым в реагирующую систему. [17]
Поскольку этот вопрос неоднократно рассматривался) [66-72] и явится предметом выходящего из печати обзора [73], мы ограничимся лишь обсуждением химических аспектов абсолютного асимметрического синтеза в смысле определения, данного в разд. Ниже будут рассмотрены процессы, которые приводят к образованию хирального продукта под действием некоторых диссимметрических физических воздействий. Они могут быть отчетливо разделены на два типа: а) процессы, в которых исходным служит рацемат и в ходе реакции происходит преимущественное разложение или превращение одного энантиомера, и б) процессы, в которых происходит превращение ахирального субстрата или субстратов в хиральную молекулу. [18]
Под абсолютным асимметрическим синтезом следует понимать только те процессы, которые приводят к образованию хирального продукта в отсутствие воздействия любого другого хирального химического реагента), и, следовательно, он ограничивается теми хиральными процессами, которые могут быть вызваны хиральными физическими агентами, например эллиптически или циркулярно поляризованным светом. Первоначальное определение асимметрического синтеза ( разд. Иначе не существует рациональной основы для течения реакции в направлении синтеза хирального соединения. [19]
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 прохиральный реагент превращается в хиральный продукт. Прохиральными называются молекулы, способные превратиться в хиральные молекулы путем одношагового преобразования структуры. [20]
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 путем одношагового преобразования структуры. [21]
Если такая адсорбция произойдет, то два заместителя 1 будут иметь совершенно различное окружение: одна группа закреплена на поверхности фермента, а другая направлена в противоположную от поверхности сторону. Неудивительно, что в таких условиях в реакцию будет вступать исключительно одна группа /, давая хиральный продукт. [22]
Особая ценность хиральных катализаторов заключается в том, что 1 моль такого катализатора способен превращать сотни и тысячи молей ахиральных реагентов в хиральные конечные продукты. В некоторых ранних работах исследовалась активность в подобных реакциях комплексов металлов, содержащих оптически активные амины, спирты, основания Шиффа или аминокислоты, причем были получены относительно низкие оптические выходы ( обычно 1 - 6 %) хиральных продуктов. [23]
Если бы 66А и 66Г представляли собой зеркальные изображения переходных состояний, а 66Б и 66В были бы также энантиомерными, то в результате этой реакции можно было бы ожидать образования рацемического продукта, так как стереоселективность при переносе Нв должна была бы быть равной и противоположной стереоселективности при переносе НА. Но вследствие наличия хирального центра, связанного в а-положении с фенильной группой, А и Г являются диастереомерными, а не энантиомерными переходными состояниями, и поэтому учет всех пространственных взаимодействий в переходных состояниях невозможен; в связи с эти1, согласно принципу симметрии, должен образоваться хиральный продукт. [24]
Очевидно, что гомогенные катализаторы более всего пригодны для асимметрического гидрирования, поскольку все активные центры металла идентичны и конформацию у каждого из них можно контролировать. Гидрирование прохиральных субстратов, при котором получается оптически активные органические соединения, наилучшим образом характеризует возможности гомогенных катализаторов. Субстрат, окружающий активный центр, может фиксироваться стереохимически таким образом, что ненасыщенные молекулы будут координироваться в одной конформации. Последующее присоединение водорода с одной стороны субстрата приводит к хиральному продукту. [25]
Метод газовой хроматографии на комплексообразуюших хираль-ных фазах особенно удобен для анализа следовых количеств в асимметрическом синтезе. Поскольку разделение пиков происходит достаточно быстро и не требуется дополнительных физических или химических операций с субстратом, энантиомерный выход хирального превращения можно контролировать непосредственно в ходе реакции. Для объяснения механизмов хирального распознавания особенно важно знать энантиомерный состав продукта, образующегося в начале асимметрической реакции. Кроме того, постоянный контроль за энантиомерным составом в течение всего реакционного периода желателен в тех случаях, когда хиральный продукт реакции может подвергнуться рацемизации ( как, например, 2-фенилпропаналь, образующийся при катализируемом родием асимметрическом гидрофор-милировании стирола) [ 80] или когда структура хирального вспомогательного агента изменяется в ходе реакции. [26]