|
|
|
Главная --> Справочник терминов Конфигурации моносахаридов 10. Сохранение конфигурации мигрирующей группы в перегруппировке Вагнера—Меервейна и в пинаколиновой перегруппировке описано в работах: Beggs, Meyers, J. Chem. Soc. (В), 1970, 930; Kirmse, Gruber, Chem. Ber., 106, 1365 (1973); Kirmse, Gruber, Knist, Chem. Ber., 106, 1376 (1973); Shorn, Fujita, Kumai, Tetrahedron Lett., /973, 3123; Borodkin, Pa-nova, Shakirov, Shubin, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1979, 354; Бород-кин, Панова, Шакиров, Шубин.— ЖОрХ, 1983, 19, с. 114. Первый из этих путей должен привести к продукту, в котором конфигурация хиральной алкильной группы сохраняется, однако этот путь связан переходом алкила с одной стороны плоскости аллильной системы на другую, и поэтому стерически крайне невыгоден. Второй путь тоже стерически затруднен, но не в такой степени, как первый. Следовательно, можно ожидать, что алкильный [1,3]-сигматропный сдвиг должен приводить к обращению конфигурации мигрирующей группы: (Отметим высокую энергию активации этой пространственно затрудненной реакции). Однако в других случаях 1,3-миграция происходила с сохранением конфигурации мигрирующей группы: [ 1,5 ]-Миграция алкильной группы встречается гораздо реже, чем миграция водорода. Разрешенными по симметрии являются два пути реакции: с сохранением конфигурации мигрирующей алкильной группы, движущейся с одной стороны плоскости 71-системы, и с обращением конфигурации алкильной группы, но с переходом ее на противоположную сторону плоскости. В обоих случаях переходное состояние будет иметь хюккелевскую топологию. Стереохимия этой перегруппировки не изучалась. Однако в аналогичной реакции, в которой вместо СО используется цианид-ион, было установлено сохранение конфигурации мигрирующей группы, что находится в соответствии с теорией [1,2]-сигматропных сдвигов. Таким образом, возникает определенное противоречие: правила отбора по симметрии и анализ пространственных затруднений в совокупности говорят за то, что миграция не должна происходить через трехчленный перицикл. С другой стороны, экспериментальное наблюдение сохранения конфигурации мигрирующей группы свидетельствует в пользу синхронной реакции. Это противоречие можно разрешить, если предположить, что илид или N-оксид в процессе перегруппировки распадается на частицы настолько реакциониоспособные, что они за время своего существования до образования конечного продукта не успевают изменить стереохимическую конфигурацию. Известно, что одними из самых реакциониоспособных частиц в органической химии являются свободные радикалы. И действительно, экспериментально доказано, что илиды и N-оксиды в ходе перегруппировки претерпевают гемолитический распад. В качестве примера рассмотрим [1,3]-алкильный сдвиг, являющийся четырех-электроиным процессом (см. также раздел 26.3.2.а). В возбужденном электронном состоянии предпочтительно должно образовываться переходное состояние с хюккелевскои топологией, т.е. должна осуществляться супраповерхностиая реакция с сохранением конфигурации мигрирующей группы. Фотохимические [1,3]-сдвигн, действительно, так и протекают, например: Эту перегруппировку объединяет с перегруппировкой Бекмана сохранение стерерхимкческон конфигурации мигрирующей группы. Обычно считают, что 'миграция происходит одновременно с отщеплением азота, так как реакций, свойственных нитреновым интермедйатам, не наблюдается [83]: " ••• •„ По схеме 10.13 относительная конфигурация заместителей в поло-, жеивя'х 1 и 3 циклойентанового кольца создается при образований би-цнкло [2.2.1] гептенового кольца на стадии В. Геометрия кольца требует, чтобы две новые углерод-углеродные связи, создаваемые на стадии В, имели ({НС-ориентацию относительно друг друга. Следующая стеребхи-мнчески важная манипуляция с заместителями при С-1 и С-3 происходит на стадии Н, когда проводят окисление по Байеру— Виллигеру. Поскольку' зта1 реакция протекает с сохранением конфигурации мигрирующей группы (ем. разд. 9.5), цис*расположение заместителей у С-1 и С-3 сохраняется. Заместители при С-2 и С-5 должны иметь цыорас-положение относительно друг друга, но занимать !;/?с«с-положёние по , отношению к заместителям при С-1 и С-3. Ключевой реакцией для 'создания такого расположения является также стадия В. Атака диено- нение стереохимическон конфигурации мигрирующей группы. Обычно полным сохранением конфигурации мигрирующей группы. Изучение дру- При определении конфигурации моносахаридов принято относить их к-тому или иному стереохимическому ряду по предпоследнему атому углерода 11.1. 11.2. 11.3. 11.4. 11.5. 11.6. 11.7. ГЛАВА 12 Углеводы 11.1.1. Определение конфигурации моносахаридов 11.1.2. Конформации Сахаров 11.1.3. Олиго- и полисахариды Пространственное строение белковых веществ Циклоэнантиомерия Нуклеиновые кислоты Стероиды Стереоспецифичность биохимических реакций Проблема возникновения первичной асимметрии 623 623 628 633 635 642 644 647 651 655 11.1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНФИГУРАЦИИ МОНОСАХАРИДОВ * Фишер построил свою систему относительных конфигураций Сахаров, произвольно фиттсав одну из двух антиподных конфигураций (+)-глюкозе, а не, глицериновому' альдегиду- Глицериновый альдегид как основу для описания конфигурации моносахаридов ввел М+ А. Розанов (J. Am. Chem. Soc, ]906, 2S, 1]4). — Прим. ред. Работа Фишера, опубликованная в 1891 г., даже по сегодняшним меркам до лжна быть оценена как первоклассное исследование — по безукоризненной логике, тщательности экспериментального выполнения и полной строгости и надежности заключений. В настоящее время асимметрия насыщенного углеродного атома есть не вызывающая сомнений школьная истина. Однако во времена Фишера это была лишь сравнительно недавно сформулированная (Вант-Гоффом и Ле Белей в 1874 г.) стерео химиче с'к.в.ягипотпеза, имевшая очень немного зкслериментальных подтверждений даже для простых систем, содержащих один-два асимметрических атома. Нужна была глубокая убежденность в ее справедливости, глубокая уверенность в применимости строгой логики к сложным органическим системам и в надежности и однозначности превращений, чтобы задумать, предпринять и блестяще довести до конца такое (кстати сказать, экспериментально весьма сложное) исследование. Поэтому работу Эмиля Фишера по установлению конфигурации моносахаридов смело можно отнести к истинно гениальным творениям, которые не только приводят к блистательным конкретным результатам, но и освещают своим глубоким идейным содержанием новые пути в целой области науки. Начиная с этой рабо- Теперь посмотрим, как устанавливают структуру и конфигурации моносахаридов и их метилированных производных в современных работах. Здесь решающую роль играют два метода — осколочная масс-спектрометрия для установления структур (без стереохимии) и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для выяснения конфигураций асимметрических центров. КССВ протона при С-1 позволяет сделать надежное заключение о конфигурации асимметрического центра С-1. И это вполне справедливо при тех условиях задачи, которые мы сформулировали выше: установить аномерную конфигурацию D-глюкопиранозида, т. е. гликозида, для которого известна конфигурация всех остальных центров асимметрии. Однако, если бы мы не знали конфигурации остальных центров, то полученный ответ говорил бы лишь об относительной конфигурации двух соседних центров: С-1 и С-2, а не об их абсолютных конфигурациях, что означало бы существование двух вполне равноправ-ных варианта ответа. Дальнейший анализ спектра показал бы нам, что протон при С-2 имеет, в свою очередь, большую КССВ со следующим соседом, последний — протон при С-3 — имеет также большую КССВ с прото-аом при С-4, а протон при С-4 — большую КССВ с прогоном при С-5. Такой набор данных позволил бы заклю-гать, что в изучаемом соединении все протоны пираноз-з.ото цикла аксиальны, так как только при этом условии чсе КССВ этих протонов могли оказаться большими. Это трямо означает, что все заместители в пиранозном цикле жваториальны, т. е. автоматически приводят к глюко-{онфигурации (правда, опять относительной: спектро-жопия ПМР принципиально не способна отличать опти-яеские антиподы). Таким образом, подробный анализ шектра глюкозида 346 привел бы к четким выводам об относительной конфигурации всех асимметрических центров, т. е. к решению фишеровской задачи. Именно ia таком анализе спектров и основано в первую очередь определение конфигурации моносахаридов с помощью ;пектроскопии ПМР. Для синтеза высших Сахаров с неразветвленной углеродной цепью применяют сходные реакции С-нуклеофилов с альдегидными группами альдоз. Один из наиболее старых методов в этой области — циангидринный синтез,, о котором мы уже говорили в связи с работой Фишера по1 установлению конфигурации моносахаридов. Использование в подобных реакциях производных моносахаридов с защищенными спиртовыми гидроксилами и свободной альдегидной группой, так называемых оиъ-форм Сахаров значительно расширяет круг применимых реагентов и, следовательно, синтетические возможности реакций. Аналогичное применение находят производные моносахаридов с защищенным гликозидным центром и содержащие альдегидную группу на противоположном конце углеродной цепи, Выяснение конфигурации моносахаридов и установление взаимо- установлении конфигурации моносахаридов, был основан на сравнении новлении конфигурации моносахаридов (см. предыдущий раздел) и  Конфигурации гликозидной Каталитического комплекса Конфигурации следовательно Конформация комплекса Конформации макромолекул Каталитического окисления Конформационные превращения Конформационного равновесия Конический сердечник |
- |
Навигация