Восстановление карбонильной группы в присутствии хиральных катализаторов

Правило Прелога

Ещё одним примером стереоспецифического нуклеофильного присоединения к карбонильной группе является правило В. Прелога (∼ 1950 г.) Это правило позволяет предсказать конфигурацию продуктов асимметрического синтеза, возникающих при действии восстановителей или магнийорганических соединений на эфиры α-оксокислот с оптически активными спиртами.

По методу Прелога часто синтезируют оптически активные гидроксикислоты на базе эфиров природных спиртов. Общая схема процесса такова:

На сегодняшний день известно большое количество хиральных катализаторов для восстановления энантитопных карбонильных групп. Остановимся лишь на некоторых. Одним из популярных хиральных катализаторов является бинафтолалюминий гидрид (BINAL-H), доступный, как в R, так и в S энантиомерных формах. Этот катализатор формально получается из эквимолярных количеств оптически активного α,α’-бинафтола, этанола и алюмогидрида лития. Реагент даёт особенно хорошие результаты при восстановлении незатруднённых арилалкилкетонов и ациклических сопряжённых винилкетонов.

Механизм энантиоселективного восстановления включает упорядоченное шестицентровое переходное состояние, в котором происходит координация атома лития с двумя атомами кислорода: карбонильной группы и этоксильного заместителя катализатора. Главным мотивом энантиоселективности процесса является уменьшение неблагоприятного, электростатического, 1,3-диаксиального взаимодействия между электронами алкенильного заместителя и электронами фенольного кислорода катализатора. Таким образом, для минимизации этого взаимодействия непредельный радикал стремится занять экваториальное положение в переходном состоянии. Энантиоселективность при использовании оптически активного BINAL-H высока и энантиомерный избыток хирального спирта составляет более 90% (ee).

Аналогично реакция идёт и с ацетофеноном.

Другой механизм, часто реализующийся при использовании хиральных катализаторов, рассмотрен в следующем примере. Для энантиоселективного восстановления простых кетонов, таких как бутанон и другие, применяют оптически активные бороланы. Относительно доступны (S,S)- и (R,R)-диметилбороланы, которые при взаимодействии с кетонами дают энантиомерно чистые спирты.

Здесь энантиоселективность восстановления достигается иным путём. Сам кетон является несимметричным по отношению к энантиотопной карбонильной группе, и подход реагента к кетону осуществляется через переходное состояние с наименьшими пространственными требованиями. То есть, таким способом, что бы уменьшить неблагоприятные стерические взаимодействия между метильными группам боролана и заместителями при карбонильной группе.

Из других хиральных катализаторов упомянём доступный комплекс ДДБ с литийалюминий гидридом, который так же часто используют для энантиоселективного восстановления карбонильной группы.

Дата добавления: 2014-12-08