|
|
|
Главная --> Справочник терминов Трансформаций функциональных 5. Трансаннулярное взаимодействие 1. Индукционный эффект (62). 2. Электромерный (мезо-мерный) эффект (67). 3- Ароматичность (75). 4. Сверхсопряжение (88). 4. Трансаннулярное взаимодействие (93). На первый взгляд эти результаты могут показаться весьма странными и трудными для истолкования, так как в структурах 200 или 201 нет ни заметного искажения валентных углов, ни аномалий длин связей. Что это — еще один пример роли серендипити в науке? Ничуть не бывало! Это хорошая иллюстрация мощи и плодотворности современного молекулярного дизайна. Давно уже было обнаружено [29Ь], что в средних циклах могут легко происходить 1,4- и 1,5-гидридные переносы (трансаннулярные эффекты). Позднее было показано [9d, 29с], что в ряду циклодскана в суперкислых средах при -70°С можно наблюдать образование стабильных катионных частиц, так называемых ц-гид-ридо-мостиковых катионов, например 202, содержащих трансаннулярную двухэлектронную трехметровую связь Н-С-Н (о таком типе связей см, монографию [28]). Такое описание основано на наблюдении в ПМР-спектре синг-летного сигнала центрального протона в очень сильных полях (5 = —3,9 м.д.). Анализ этих данных привел к заключению, что трансаннулярное взаимодействие, ведущее к возникновению такого гидридного мостика, может быть усилено в системе циклодекана, содержащего дополнительный углеродный мост. Такая структура заставляет атом водорода, присоединенный к углероду в голове моста, ориентироваться внутрь циклической системы. На первый взгляд эти результаты могут показаться весьма странными и трудными для истолкования, так как в структурах 200 или 201 нет ни заметного искажения валентных углов, ни аномалий длин связей. Что это — еще один пример роли серендипити в науке? Ничуть не бывало! Это хорошая иллюстрация мощи и плодотворности современного молекулярного дизайна. Давно уже было обнаружено [29Ь], что в средних циклах могут легко происходить 1,4- и 1,5-гидридные переносы (трансаннулярные эффекты). Позднее было показано [9d, 29с], что в ряду циклодекана в супсркислых средах при —70°С можно наблюдать образование стабильных катионкых частиц, так называемых ц-гид-ридо-мостиковых катионов, например 202, содержащих трансаннулярную двухэлектронную трехцентровую связь Н—С—Н (о таком типе связей см. монографию [28]). Такое описание основано на наблюдении в ПМР-спектре синг-летного сигнала центрального протона в очень сильных полях (6 = —3,9 м.д.). Анализ этих данных привел к заключению, что трансаннулярное взаимодействие, ведущее к возникновению такого гидридного мостика, может быть усилено в системе циклодекана, содержащего дополнительный углеродный мост. Такая структура заставляет атом водорода, присоединенный к углероду в голове моста, ориентироваться внутрь циклической системы. Подобное трансаннулярное взаимодействие бьшо обнаружено для девятичленных Трансаннулярное взаимодействие наблюдается и в реакциях электрофильного присоединения к двойной связи соединений со средним размером цикла. Так, например, при присоединении брома к г/ыс-;г/ис-циклононадиену-1,5 образуется бициклический дибромид. Его образование можно представить как участие второй двойной связи в стабилизации карбокатионного интермедната. пряжением или напряжением Прелога. Ниже показано трансаннулярное взаимодействие в циклооктаье: трансаннулярное взаимодействие 269, Трансаннулярное взаимодействие Трансаннулярное взаимодействие и женными и взаимно отталкиваются (трансаннулярное взаимодействие, Таким образом, напрашивается такая аналогия: на каждом «этаже» (уровне окисления) можно свободно перемещаться из одной точки в другую. Напротив, перейти с «этажа» на «этаж» можно не в произвольном месте, а только предварительно добравшись до какого-нибудь «лифта», роль которого может выполнять далеко не" каждая ячейка данного «этажа». Такая картина при всей ее схематичности достаточно четко характеризует общие возможности и ограничения трансформации функциональных групп. Это позволяет нам в дальнейшем свести к минимуму рассмотрение конкретных реакций, обеспечивающих ту или иную трансформацию, и обратить внимание преимущественно на случаи, иллюстрирующие ограничения или, напротив, неочевидные возможности применения трансформаций функциональных групп в синтезе. На уровне окисления 2 рассмотрим прежде всего карбонильные соединения и ацетилены, также получающиеся во многих реакциях образования С—С-связи, равно как в результате неизогипсических трансформаций функциональных групп. обеспечивать необходимые конфигурации асимметрических центров, если большинство этих задач ужо решены матушкой-Природой при биосинтезе, скажем, D-глгокозы. Вследствие этого генеральный путь синтеза моносахаридов состоит в серии последовательных трансформаций функциональных групп и изменении конфигурации асимметрических центров в молекулах исходных природных моносахаридов. Читатель но мог, конечно, не заметить, что собранный в книге материал далеко не полон и скорее фрагментарен. !.)то касается даже тех вопросов, которым были посвящены специальные) разделы. Пило бы наивно пытаться скомпенсировать здесь эту неполноту просто перечнем упущенного (хотя бы основных методов синтеза, трансформаций функциональных групп, защит и аспектов стратегии синтеза различных классов соединений). Есть, однако, целые области органического синтеза, оставшиеся вообще за рамками этой книги. Их значение таково, что мы должны здесь хотя бы назвать эти пробелы, чтобы читатель не был дезориентирован. Сюда относятся: Таким образом напрашивается следующая аналогия: на каждом «этаже» (уровне окисления) можно свободно перемещаться из одной ячейки в другую. Напротив, перейти с «этажа» на «этаж» можно не в произвольном месте, а только предварительно добравшись до какого-либо «лифта», роль которого может выполнять далеко не каждая ячейка данного этажа. Такая картина при всей ее схематичности достаточно четко характеризует общие возможности и ограничения в использовании трансформаций функциональных групп. Это позволяет нам в дальнейшем изложении свести к минимуму рассмотрение конкретных реакций, обеспечивающих ту или иную трансформацию, и обратить внимание преимущественно на случаи, иллюстрирующие ограничения или, напротив, неочевидные возможности применения трансформаций функциональных групп в синтезе. Такая маскировка, или защита функций, — прием, чрезвычайно широко используемый в практике органического синтеза. Легко видеть, что при этом снимается проблема селективности основной реакции, но появляется вопрос о селективности постановки защитной группы на функцию Z без затрагивания родственной функции X. Однако в общем случае найти решение этой задачи уже несравненно легче по ряду причин. Во-первых, методы введения зашит относятся к категории трансформаций функциональных групп, которые сравнительно просты по химизму и для которых отработаны десятки методов, что делает их применимыми практически для всех мыслимых случаев. Во-вторых, структуру защитной группы можно варьировать в очень широких пределах, поскольку на последующих стадиях она будстудалена, и се характер не можетпс-влиять на образование последующих продуктов синтетической цепочки'. Благодаря этим обстоятельствам диапазон реакций, которые могут быть использованы для защиты данной функциональной группы, чрезвычайно широк, что надежно обеспечивает требуемую селективность постановки защитной группы. Познакомившись с методами трансформаций функциональных групп и принципами обеспечения селективности реакций, мы можем теперь снова обратиться, но уже на более высоком уровне, к вопросам сборки углеродного скелета молекулы с учетом того, что в реальном синтезе все три задачи — В структуре аддукта 386 уже содержался требуемый фрагмент 1,1-димс-тилциклобутана. Наличие в этом аддукте карбонильной функции позволило далее относительно легко достроить третий цикл и получить таким образом аддукт 387, уже содержавший 14 из 15 требуемых атомов углерода молекулы 385. Дальнейшая последовательность превращений, помимо трансформаций функциональных групп, включала также стации разрыва центральной связи гидриндановой системы (по реакции фрагментации) с образованием 9-членного цикла и метилснирования по Виттигу. бальное упрощение структуры 62 при сохранении неизменным узла с центром С-1. Набор ретросинтетических трансформаций функциональных групп позволил выйти к субиелсвой струхтуре 69. Последняя была избрана потому, что содержала еноновый ретрон, что допускало последующую разборку три-циклической системы до бицикличсского производного 70 с помощью трансформа кротоновой конденсации. Последующее приложение трансформа присоединения по Михаэлю вело уже к моноциклическому предшественнику 71. Это соединение содержит будущий цикл А, в состав которого входит четверичный углеродный атом, несущий в качестве заместителей все фрагменты, необходимые для построения циклов В и С. Выбор такой «неочевидной» стратегии определялся предшествующим опытом авторов этого синтеза: ранее они разработали надежные методы направленного синтеза спиро-соединений типа 72. Последние рутинными методами могут быть превращены в моноциклическис производные, и которых четвертичный углеродный атом несет те же заместители, что и в соединении 71. Подход, подобный вышеописанному, был успешно распространен на приготовление рада высокоэффективных хиральных катализаторов большого числа реакций, как ведущих к образованию связей С-С (таких, например, как этикилированис альдегидов [37о], реакция Дильса-Альдера, альдольная конденсация [37р]), так и относящихся к разряду трансформаций функциональных групп (например, вицинальное гидроксилирование некоторых ал-кенов [37q]). Таким образом напрашивается следующая аналогия: на каждом «этаже» (уровне окисления) можно свободно перемещаться из одной ячейки в другую. Напротив, перейти с «этажа» на «этаж» можно не в произвольном месте, а только предварительно добравшись до какого-либо «лифта», роль которого может выполнять далеко не каждая ячейка данного этажа. Такая картина при всей ее схематичности достаточно четко характеризует общие возможности и ограничения в использовании трансформаций функциональных групп. Это позволяет нам в дальнейшем изложении свести к минимуму рассмотрение конкретных реакций, обеспечивающих ту или иную трансформацию, и обратить внимание преимущественно на случаи, иллюстрирующие ограничения или, напротив, неочевидные возможности применения трансформаций функциональных групп в синтезе.  Трехмерной структурой Третичный хлористый Третичные алкилгалогениды Третичные гидроперекиси Третичных алкилгалогенидов Третичных оснований Третичным радикалом Третичной алкильной Третичного бромистого |
- |
Навигация