|
|
|
Главная --> Справочник терминов Иллюстрации рассмотрим Для иллюстрации применения «защитного подхода» к проблеме селективности рассмотрим восстановление уже знакомой нам трифункционалыюй модельной системы 128. Пусть нам нужно восстановить в этом субстрате карбоме-токсигруппу и сохранить альдегидную. Вот возможное решение, не требующее подбора каких-либо специфичных восстанавливающих реагентов. Кислотно-катализируемая реакция 128 с этиленглпколем приводит к единственному продукту — циклическому ацеталю 153. Ацетали устойчивы к действию нуклеофнлов, так что реагенты типа комплексных гидридов на них не действуют. Следовательно, обработка продукта 153 даже таким активным реагентом, как алюмогидрид лития, приведет к восстанов- Для иллюстрации применения этого метода приведем вывод с его помощью из схемы Норриша и Фурда выражения для скорости окисления метана в момент достижения ее максимального значения. Для иллюстрации применения «защитного подхода» к проблеме селективности рассмотрим восстановление уже знакомой нам модельной трифун-кциональной системы 156 (схема 2.86). следователъная разборка целевой структуры на все более и более простые предшественники, ведущая в конечном итоге к доступным исходным соединениям. Согласно Кори [2а], «ретросинтетический анализ — это метод решения задачи трансформации структуры целевой молекулы в последовательность прогрессивно упрощающихся структур по схеме, завершающейся простыми или продажными исходными соединениями, которые можно использовать для химического синтеза». Обшая методология такого подхода и его приложения к решению конкретных синтетических задач суммированы в блестящей монографии Кори и Ченга [За], а в предыдущих главах настоящей книги были приведены иллюстрации применения этого подхода на сравнительно простых примерах. Ниже мы намерены более систематически разобрать проблемы ре-тросинтетического анализа. Очевидно, однако, что в рамках этой книги нечего и думать об исчерпывающем рассмотрении такой обширной темы. Мы постараемся только очертить наиболее важные и характерные особенности идеологии этого метода планирования органического синтеза. Для иллюстрации применения «защитного подхода» к проблеме селективности рассмотрим восстановление уже знакомой нам модельной три функциональной системы 156 (схема 2.86). следователъная разборка целевой структуры на все более и более простые предшественники, ведущая в конечном итоге кдоступным исходным соединениям. Согласно Кори [2а], «ретросинтетический анализ — это метод решения задачи трансформации структуры целевой молекулы в последовательность прогрессивно упрошающихся структур по схеме, завершающейся простыми или продажными исходными соединениями, которые можно использовать для химического синтеза». Обшая методология такого подхода и его приложения к решению конкретных синтетических задач суммированы в блестящей монографии Кори и Ченга [За], а в предыдущих главах настоящей книги были приведены иллюстрации применения этого подхода на сравнительно простых примерах. Ниже мы намерены более систематически разобрать проблемы ре-тросинтетического анализа. Очевидно, однако, что в рамках этой книги нечего и думать об исчерпывающем рассмотрении такой обширной темы. Мы постараемся только очертить наиболее важные и характерные особенности идеологии этого метода планирования органического синтеза. Для каждого из указанных тнпоп прс-нрищений прияеде1;ы взятгле из оригина.п1>1:ой литературы конкретные методики, которые автор считает лучшими для иллюстрации применения данного окислители или для осуществления определенного превращения. Эти конкретные методики, содержащие нее детали процедуры, обычно имеют значительно более широкое применение, чем синтез только ДЕННОГО соединения. В том случае, когда для определенного типа превращении илнестно много методов, налример, д.л я окисления ялканоп н спирты, автор иыби-раст лишь общие методы и методы, лрииодящие к продукту г. наибольшим выходом н селективностью. Однако помимо этого рассматриваются также методы, представляющие специальную синтетическую ценность. В качестве иллюстрации применения этих способов для получении соединений определенного строения можно указать на следующие пять изомерных бромметилбифени-лов, полученных из соответствующих бромюлуидипов и бензола. Хотя метод ЯМР 3Н сравнительно нов, в качестве иллюстрации применения ЯМР на рис. 28.1 приведены спектры ЯМР 'Н пеницилловой кислоты и ЯМР 3Н [3Н] пеницилловой кислоты (2), [8, 9], которая образуется из меченой уксусной кислоты с промежуточным образованием орселлиновой кислоты (i) (схема 1). Сравнение этих спектров позволяет однозначно определить положение атомов 3Н в молекуле. Очевидны некоторые из преимуществ этого изотопа: легко и с достаточной точностью предсказуемые значения химических сдвигов и констант взаимодействия, а также пропорциональность площади сигнала концентрации соответствующего изотопа. Спектр также свидетельствует о стереоспецифичном характере введения метки в метиленовую группу С-5, причем пониженная по сравнению с другими интенсивность этого сигнала говорит о частичной потере трития; это позволило высказать интересные соображения о механизме биосинтеза пеницилловой кислоты (2) [8]. Для иллюстрации применения «защитного подхода» к проблеме селективности рассмотрим восстановление уже знакомой нам модельной трифун-кциональной системы 156 (схема 2.86). следовательная разборка целевой структуры на все более и более простые предшественники, ведущая в конечном итоге к доступным исходным соединениям. Согласно Кори [2а], «ретросинтетический анализ — это метод решения задачи трансформации структуры целевой молекулы в последовательность прогрессивно упрощающихся структур по схеме, завершающейся простыми или продажными исходными соединениями, которые можно использовать для химического синтеза». Общая методология такого подхода и его приложения к решению конкретных синтетических задач суммированы в блестящей монографии Кори и Ченга [За], а в предыдущих главах настоящей книги были приведены иллюстрации применения этого подхода на сравнительно простых примерах. Ниже мы намерены более систематически разобрать проблемы ре-тросинтетического анализа. Очевидно, однако, что в рамках этой книги нечего и думать об исчерпывающем рассмотрении такой обширной темы. Мы постараемся только очертить наиболее важные и характерные особенности идеологии этого метода планирования органического синтеза. 2. Главная цель многих инженерных расчетов — оправдание предубеждений, а не получение фактов. Иначе говоря, «инженер концентрирует свои мысли на расчетах тех модулей, в которых он имеет практические познания». Фактически он анализирует отдельную часть системы, когда проблемой является вся система. Ограничение или модуль, находящиеся за пределами его интересов, могут быть настолько важны для системы в целом, что для получения определенных результатов стоит потратить время и средства. Для иллюстрации рассмотрим некоторые ключевые модули, представленные на рис. 1 и 2. временных синтетических методов, основанных на ионных реакциях образования С—С-снн;ш, построены но схеме: ионный нуклеофил - кокалснтный электрофил, а не на альтернативном варианте: ионный электрофил -\-+ ковалентный нуклеофил. Мы полагаем, что создание эффективных методов стабилизации карбкатионов и развитие на этой основе новых синтетических методов составляют мощный и пока мало разработанный резерв органического синтеза. J3 тех, пока сравнительно немногих, случаях, когда такая схема была реализована, результаты оказывались достаточно впечатляющими, и они позволяют в недалеком будущем рассчитывать на крупные успехи в этом направлении 21). Для иллюстрации рассмотрим, например, реакцию карбкатионов с аллил-нли нронаргилтриалкилсиланами (93 и 94 соответственно), выступающими здесь в качестве чисто ковалентных эквивалентов карбанионов 21. Атака электрофила на •у-углеродный атом силана приводит к смещению электронов л-связей и электронов связи Si—С, результатом которого оказывается образование новой двойной С—С-связи (передвижка двойной связи) и уход триалкилси-лильной группы. Прежде всего, в качестве SB целесообразно выбирать связь, разрыв которой приводит к максимально возможному упрощению структуры. В применении, например, к полициклическпм системам ото означает, что в результате такого разрыва должна получаться структура, содержащая наименьшее число боковых «привесков» (особенно содержащих асимметрические центры), циклов, «перекрытых)' мостиками, а также циклов среднего и большого размера (восемь и более звеньев). Непосредственно отсюда следует рекомендация искать SB в цикле, максимально «перекрытом» мостиками, а также у атомов, общих для нескольких циклов. Для иллюстрации рассмотрим, как находится SB при анализе структуры твистана 93. Следуя указанным рекомендациям, автоматически приходим к связи я (или тождественной ей из-за симметрии молекулы связи Ь). Альтернативный разрыв связи с приводит, очсчшдно, к более сложной структуре, и потому связь с нельзя считать стратегической. Реальный синтез 37 был выполнен н соответствии именно с такой схемой ретроснн-тетического анализа. Для иллюстрации рассмотрим течение под действием внешнего давления, подверженного малым колебаниям во времени. Течение изотермическое, следовательно, описывается с помощью уравнений (5.1-5) и (5.1-18). Положим dp/dt и д (pv)/dt равными нулю и сформулируем сначала задачу так, как если бы процесс был стационарным, т. е. положим АР постоянным и независящим от времени. которое определяет электронную плотность на атоме г как результат суммирования произведений числа электронов на каждой орбитали на квадрат коэффициента при атоме г на каждой орбитали до всем занятым молекулярным орбиталям. Для иллюстрации рассмотрим метальный катион +СН3, расчет которого можно легко выполнять: в приближении ППДГ1/2. Если пренебречь 1.5-орбиталью углерода, то для волновых функций семи молекулярных орбиталей, являющихся результатом комбинации трех l-s-орбиталей атомов водорода с 2*, %рх, 2рц и 2/?г-ор-биталями углерода, расчет дает коэффициенты, представленные в табл. 1.9. Для иллюстрации рассмотрим строение одного из простейших представителей такого класса — амилопек-тина. полисахарида, который вместе с амилозой составляет крахмал. Аналогично амилопектину устроен животный крахмал (гликоген). Все цепи этих полисахаридов — и основная, и боковые, и разветвления в разветвлениях и т. д. — построены однотипно и состоят из a-l-^-4-связан-ных остатков D-глюкопиранозы. Все узлы разветвлений — точки ветвления — построены также единообразно: боковые цепи присоединены к другой цепи гликозидной связью в положение 6 остатка глюкозы (см. схему, с. 37). Электронная конфигурация двухатомных молекул. На рис. 1.10 слева и справа показаны энергетические уровни атомов, а в центре - энергетические уровни молекул. Это чисто качественная диаграмма, на самом деле энергетические уровни имеют совершенно определенные значения для разных молекул и, если нужно их точно знать, они рассчитываются методом самосогласованного поля. Однако для выяснения электронной конфигурации молекул достаточно и этой качественной диаграммы. В качестве иллюстрации рассмотрим молекулы азота и кислорода. В качестве количественной иллюстрации рассмотрим молекулу анилина CetySTb^, в которой группа NH2 является сильным донором. Результаты неэмпирического расчета этой молекулы в сравнении с бензолом прнаедены на рис. 13.8, который следует сопоставить с рис. 13.7. и нагрузки на печь. В качестве иллюстрации рассмотрим рас- В качестве иллюстрации рассмотрим реакцию 1-хлор-пропана с сильным основанием, ведущую к образованию олефина. При комнатной температуре 1-хлорпропан является смесью трех приведенных ниже веществ: 6, 7 и 8, В качестве количественной иллюстрации рассмотрим молекулу анилина C6H5NH2, в которой группа NH2 является сильным л-донором. Результаты неэмпирического расчета этой молекулы в сравнении с бензолом приведены на рис. Некоторый следует сопоставить с рис. 13.7.  Интенсивность межмолекулярного Интенсивность падающего Интенсивность рассеянного Интенсивность выделения Интенсивности малоуглового Интенсивности облучения Идентификации первичных Интенсивности теплового Интенсивно окрашенные |
- |
Навигация