Cтраница 4
С 1971 г. Делоншам развивал новую стереоэлектронную теорию, в которой точная конформация тетраэдрического интерме-диата играет основную роль. Другими словами, стереохимия и ионное состояние тетраэдрического интермедиата, ориентация свободных электронных пар и относительные энергетические барьеры расщепления и молекулярного вращения являются ключевыми параметрами в стереоэлектронно-контролируемом расщеплении тетраэдрического интермедиата, образующегося при гидролизе амидов и эфиров. Постулировано, что точная конформация тетраэдрического интермедиата передается продукту реакции и что специфическое разложение такого интермедиата контролируется ориентацией свободных электронных пар гетероатомов. [46]
Магнийорганические соединения реагируют с ацилгалогенидами с образованием несимметричных кетонов или третичных спиртов. Первоначально магнийорганическое соединение присоединяется по карбонильной группе с образованием тетраэдрического интермедиата. Отщеплеине галогенида магния приводит к кетону. [47]
Гидролиз ( 9) по существу представляет удобную контрольную систему для гидролиза аспирина, так как электронные эффекты группы СОг в / гара-положении те же, что и у орто-карбоксилата. В этом случае нуклео-фильный каталитический механизм должен предполагать участие четырехчленного циклического ангидрида. В обратимых реакциях соединения с четырехчленными циклами, как правило, не образуются, поэтому тетраэдрический интермедиат ( 10) будет исключительно превращаться в исходное соединение. [48]
При изучении ряда / 3-лактамов, проявляющих биологическую активность, стало ясно, что увеличение напряженности цикла, например, при аннелировании с другим циклом не имеет существенного значения. На биологическую активность также не влияет, по-видимому, ингибирование инверсии у атома азота ( см. гл. Некоторые биологически активные соединения имеют в качестве заместителя у атома азота хорошую уходящую группу, что способствует разрушению тетраэдрического интермедиата, который образуется при нуклеофильной атаке по амидной карбонильной группе. [49]
В связи с этим гидролиз неактивированных соединений, таких как алкиламиды, требует температуры около 100 С. Общепринято, что гидролиз, катализируемый НО -, является многостадийным процессом [ схема ( 124) ], в котором стадия распада тетраэдрического интермедиата ( стадия k2 или kz) до продуктов является стадией, определяющей скорость процесса. В ряде случаев тетраэдрический интермедиат был выделен, и с помощью ЯМР показано, что он относительно устойчив в углеводородных растворителях, В дополнение к катализу второй группы НО -, распад тетраэдрического интермедиата для нескольких анилидов подвержен общему кислотно-основному катализу, согласно которому протежирование отщепляющейся аминогруппы [ как, например, в ( 92) ] является кинетически существенным. Предположив, что конформационные свойства реагирующих веществ сохраняются в тетраэдрическом интермедиате ( 93) и что быстрое отщепление любого заместителя из ( 92) требует ан-типерипланарного расположения орбиталей неподеленных пар в двух других заместителях, Делоншамп успешно объяснил отсутствие конкурентного обмена 180 при щелочном гидролизе третичных амидов и третичных лактамов. Хотя включение 180 в реагирующие вещества возможно через ( 94), превращение ( 93) в ( 94), вероятно, протекает медленнее, чем распад ( 93) до реагирующих веществ или продуктов. Существенно, что предположение о конкурентном обмене 180 в случае вторичных амидов [ главным образом ( Z) - конфигурация ], но не в случае вторичных лактамов [ главным образом ( Е) - конфигурация ], было подтверждено экспериментально. [50]
Относительные скорости различных стадий являются функцией рН раствора и основности имина. В щелочной среде скорость реакции обычно определяется нуклеофильной атакой гидроксид-иоиа по прото-нированной связи CN. При промежуточных величинах рН в качестве основного нуклеофила вместо гидрокенд-иона выступает вода. В кислом растворе распад тетраэдрического интермедиата становится стадией определяющей скорость превращения. На рис. 8.1 дан пример графиков рН - скорость для гидролиза серии нминов, полученных из замещенных ароматических альдегидов а тдкг-бутиламина. [51]
Этот результат не обязательно означает, что в данном случае тетраэдрический интермедиат не принимает участия в реакции. Если из интермедиатов 69 и 71 не регенерируется эфира, а они превращаются целиком в кислоту, то потери метки 18О не будет наблюдаться даже при участии тетраэдрического интер-медиата. Для бензилбензоатов именно это и может происходить, так как образование кислоты снимает стерическое напряжение. Даже те эксперименты, в которых обнаруживается потеря 18О, не доказывают существования тетраэдрического интермедиата, так как остается возможность потери 18О в результате некоторого независимого процесса, не приводящего к гидролизу эфира. [52]