Асимметрический Синтез

Способ получения оптически активных соед. Осуществляют с помощью р-ций, в результате к-рых в молекуле исходного оптически неактивного соед. Возникает хиральный элемент, гл. Обр. Асимметрический атом углерода (отсюда название), при этом в продуктах р-ции оптич. Изомеры (энантиомеры) содержатся в неравных кол-вах. В кач-ве исходных в-в используют прохиральные соед., т. Е. Такие, молекулы к-рых могут быть превращены в хиральные при замене лишь одного атома или одной группы атомов. Иногда под А. С. Понимают возникновение нового хирального фрагмента в молекуле, уже имеющей элемент хиральности (см. Стереоселективный синтез). Достигается А. С. Благодаря участию в нем асимметризующего агента, в зависимости от типа к-рого различают частичный и абсолютный А.

С. Первый осуществляют с помощью вспомогат. Оптически активных орг. В-в, второй - под действием асимметрич. Физ. Фактора, напр. При использовании в р-циях энантиоморфных кристаллов в кач-ве носителей катализаторов. Эффективность А. С. Оценивается оптич. Выходом (в %), к-рый равен отношению величины оптич. Вращения продукта р-ции к величине оптич. Вращения целевого оптически чистого в-ва, или по энантиомерной чистоте. Последняя характеризует состав оптически активного в-ва и равна (в %) 100(R - S)/(R + S), где Rи S - доли энантиомеров, определяемые с помощью газо-жидкостной хроматографии, ЯМР-спектроскопии и др. Методами. Идею А. С. Впервые высказал Э. Фишер в 1894, а первые синтезы осуществили в нач. 20 в. В. Марквальд и А. Мак-Кензи.

Оптич. Выходы, однако, долгое время оставались очень небольшими. Сейчас А. С. - реальный путь получения оптически активных в-в. Частичный асимметрический синтез. Обычно для проведения А. С. Осуществляют р-цию вспомогат. Оптически активного в-ва с исходным прохиралъным соед. Либо со вторым компонентом р-ции - реагентом (напр., магнийорг. Соед.), в результате чего хиральный фрагмент молекулы вспомогат. В-ва входит соотв. В молекулу исходного соед. Или реагента. Если хиральный фрагмент молекулы вспомогат. В-ва войдет в состав исходного прохирального соед., то в результате А. С. Образуются неравные кол-ва диастереомеров (диастереоселективный синтез), т. К. Молекулы полученного соед. Будут содержать два хиральных элемента. Для получения оптич.

Изомера проводят отщепление хирального фрагмента молекулы вспомогат. В-ва от молекул диастереомеров. Будучи введенным в молекулу реагента, хиральный фрагмент молекулы вспомогат. В-ва может и не войти в состав продукта р-ции, а лишь содействовать образованию избытка одного из энантиомеров. Такой А. С. Называют энантиоселективным. Осуществлены и др. Виды энантиоселективных синтезов - превращения в присут. Оптически активных р-рителей, а также гомог. И гетерог. Катализаторов (асимметрич. Катализ). Объяснение механизма частичного А. С. Основано на представлении о возможности образования диастереомерных переходных состояний с разл. Энергиями. Р-ция направляется преим. По энергетически более выгодному пути. При этом для получения высокого оптич.

Выхода достаточно небольших различий в энергиях переходных состояний. Так, если разница между энергиями составляет ок. 11 кДж/моль, оптич. Выход достигает 98%. А. С. Оптически активных спиртов часто осуществляют восстановлением карбонильных соед. С помощью хиральных комплексов, образующихся при взаимод. Li[AlH4] или Na[BH4] с оптически активными диаминами, аминоспиртами, диолами, углеводами [напр., с N-метилэфедрином, 1,4-бис-(диметиламино)-2,3-бутандиолом]. Так, алюмогидридный комплекс ( Ч )-N-метилэфедрина и N-этиланилина восстанавливает карбонильную группу бензальацетона с оптич. Выходом до 98%. Действием дигидропиридиновых реагентов (ф-ла I, R1-H или СН 3, R2 - алкил. Звездочкой обозначен хиральный радикал) осуществлены эффективные асимметрич.

Р-ции восстановления кетогрупп. Высокие оптич. Выходы достигаются при восстановлении карбонильных групп оптически активными пространственно затрудненными магнийорг. Соед., напр. Эффективное асимметрич. Превращ. Карбонильных соед. Во вторичные или третичные спирты при действии металлоорг. Соед. Достигается также, когда хиральный остаток вспомогат. Оптически активного в-ва входит в состав субстрата или р-рителя. Так, разработан синтез (с оптич. Выходом до 87%)гидроксикислот (II) действием магний- или литийорг. Соед. На субстраты, в к-рых группа С=О находится в молекуле оптически активного оксазолипового производного (III).