Синтез и стереохимия производных d,l-формы a,a'-диокси-a,a'-ди-трет-бутилглутаровой кислоты тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

■ МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА.» ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛИШ К ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имена Ы.В.ЛОМОНОСОВА

-т—м-

2 7 СЬН Химический факультет

На правах рукописи УДК 541.63:542.91:547.433.461.5:548:737

ВЫСТОРШ Игорь Викторович

СНЯГЕЗ Ж СТЕРЕОХИМИЯ ПРОИЗВОДШ1 с!,1-4СРШ <х,а' -ДИОКСИ-а,а' -ДК-ТРЕТ-БУТИЛ'ЛУТАРОВОЙ КИСЛОТЫ

Специальность 02.00.03 - оргаотчесхая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 1993

Работа выполнена в лаборатории химик мутагенов х биостимуляторов Института химической физики имени Н.Н.Семенова РАН.

Научные руководители: доктор химических наук, профессор

Р.Г.Ксстяновскнй, доктор химических наук, профессор Р.А.Караханов.

Официальные оппонента:доктор химических наук, ведущий научны!

сотрудник Г.В.Гршшна, доктор химических наук, профессор Ю.Ж.Бауков.

с

Ведущее предприятие - Институт оргашпекой нота

НМ8НН Н.Л.ЗеЛЕНСКОГО РАН

Завита диссертации состонтся " ^щ 1993 г. в •/«/'

часов на заседании специализированного Ученого совета Д 053.05.46 по химическим наукам при Московском государственном университет* имени Ы.Б.Ломоносова по адресу: 119899, Москва, В-234, Ленинские гори. Химический факультет МГУ, аудитория 33£„

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического факультета МГУ.

Автореферат разослан " ^ • dcWTfr^?* 1993 г.

Ученый секретаря»

специализированного совета /ооР^'

г -

кандидат химических наук Т.В.Магдааюва

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Производные ч-бутиролактона широко распространены в природе, обладают разнообразной биологической активностью а широко применяются в органическом синтезе. Хиралыще 7-лактоны играют все возрастающую роль в качестве синтонов и ключевых интер-медиэтов в асимметрических синтезах биологически активных соединений, как хирзльние расщепляющие агенты. Все это обусловливает большой интерес к синтезу, исследованию стереохимии и хироптических свойств рззличных производных 7-бутиролзктона, в частности, в ряду а,а'-диоксиглутаровых кислот. Однако, мостиковые дилактоны этих кислот - потенциально ценные исходные вещества для синтетической органической химии, остаются малодоступным классом соединений. В литературе отсутствуют сведения по оптически активным (OA) дилакто-нам каркасной структуры норборнана симметрии и имеются противоречивые данные по влиянию СО,Я-групп псевдо-а-ориентации на знак ЭК д-»г*-перехода лактонного хромофора в 4-карбокси~7-лактонах и их производных.

Цель работы. Разработка метода стереоселективного синтеза производных d,l-формы заметенной а.а'-диоксиглутаройой кислоты с последующей их циклизацией с высоким выходом в дилактон в соответствии с конфигурациошо-конформационшм принципом автосборки. Получение и исследование хироптических свойств энантиомеров дилактона и его моноииклических предшественников с цис-псевдо-а-ориентацией функциональных групп.

Научная новизна и практическая значимость. Реакцией дипивалоил-метана с HCN осуществлен стереоселективный синтез иминолактононит-рила d,I-формы а,а1-диокси-а.а'-ди-трет-бутилглутаровой кислоты (ДБГ), из которого получены новые производные 2,4-ди-трет-0утал-ч-бутиролактона, содержащие функциональные группы ОН, CN, C(0)NHa, C03R (R=H.Bfe) в 2,4-полокениях цикла. Изучена их стереохимия методами ЯМР 1Н и 13С. С препаративным выходом получен дилактон d,l~ ДБГ, строение которого установлено методами ЯМР 1Н, 13С, ИК-, масс-спектрометрии и расчетом методом молекулярной механики (ММ). Рацемат дилатона d.Z-ДБГ расщеплен на антиподы через диастереомерно чистые (5)-а-фенилэтиламиды лактояокислот. Методом PGA установлена абсолютная кон$игургция, молекулярная и кристаллическая структура внсокоплавкого диастереомера, по ffii-спектрам оценена энергия межмолекулярных Н-связей в кристалле. Стереохимия диастереомерного лак-тоноамидз изучена методами РСА, ЫМ и анализом ван-дер-взальсошх

- г -

взаимодействий. На основе анализа хироптических свойств полученных диастереомеров и энантиомеров методом КД установлено несоответствие наблюдаемых знаков ЭК п+х*-перехода лактонного хромофора с правилами хиральности_Червинки и Леграна для у-лактонов, показана применимость секторного правила Снатцке, определено доминироваше эффекта 3-й хиральной сферы над 2-й на знак п-»** ЭК лактонного хромофора диастереомеров, установлена возможность предсказания абсолютной конфигурации и хиральности каркасной структуры энантиомерных Alk-гомологов дилактона d.Z-ДБГ по знаку ЭК п-*%*~перехода лактонного хромофора. ОА дилактоны <2,2-ДБГ с известной абсолютной конфигурацией представляют собой потенциальные синтоны в асимметрических синтезах.

'Апробация работы и публикации. Результаты исследований докладывались на V Международном симпозиуме по химии фурана (Рига, 1988г.), на Всесозной конференции по перспективам развития химии каркасных соединений и их применению в народном хозяйстве (Куйбышев, 1989г.), на 1-й Всесоюзной конференции по'теоретической органической химии (Волгоград, 1991г.), на VI Всесоюзном совещании по органической кристаллохимии (Киев, 1991г.).

Основное содержание диссертации опубликовано в 3 статьях и тезисах 4 докладов.

Структура и объец. Диссертация состоит из введения, литературного обзора по автосборке дилактонов, стереохимии и хироптическим" свойствам насыщенных. 7-лактонов, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка литературы из 217 наименований и приложения. Работа изложена на 155 стр, содержит 26 рисунков и 22 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Согласно конфигурационному принципу внутримолекулярной стерео-контролируемой циклизации (A.Hatzsch, 1893; K.Freudenberg, 1934), образование дилактонов из а,а*-дкокси-а,а'-диалкилглутаровых кислот возможно только из й,1-(или рэцемоидных) форм, так как в монолзкто-нах М930—(или мезоидаых) форм реализуется транс-ориентация Функциональных групп. Однако, конфигурационное условие автосборки должно дополняться конформационним. Так, в продуктах моноцкклизациа незамещенной а,а'-диоксиглутаровой кислоты (ДОГ), пространственная разобщенность псевдо-е-СОаЯ и ОН-групп затрудняет образование дилактона ci,I-ДОГ и способствует побочным реакциям олигсмеризации (Р.Г.Костяновский, И.В.Выстороп, 1989).

Ранее циангидринированием 1,3-дикетояов получали импнолактоно-нитрилн только мэзо- ши смесей мезо- и сг,1-а,а' -диокси-а,а' -диал-килглутаровых кислот (Н.Л.Зелинский, 1891; 1907; Р.Г.Кос-

тяновский, 1989), что исключало возможность препаративного синтеза дилактонов. В настоящей работе установлено, что циангидринировзнио дипивалоилметана (ДПМ) дает иминолактононитрил исключительно формы а,а'-даокси-а,а'-ди-грвт-Оуталглутаровой кислоты (ДБГ), цис-псевдо-а-оривнтация функциональных заместителей в котором, благоприятствующая повторной циклизации в соответствии с конфигурацион-но-конформационным принципом автосборки, позволяет получить дилак-тон й,1-ДБГ в мягких условиях и с высоким выходом.

1. Сте^оселек;пжшй_ синтез

ДПМ получен реакцией пинаколина с пивалоилхлоридом в присутствии ИаШ, с выходом -40%, наряду с побочным продуктом - пивэлимидом (1) (еыход -105).

Реакцию ДЛИ с НСИ проводили в эфире в присутствии Е^М.

В условиях еысокого разбавления при мольном соотношении ДШ:НС!< =1:6 получен мсноциангидрин ДШ (2) с выходом -35%. При длительном выдергивании (20 сут) ДПМ с ацэтондаантидрином в эф1фв при 20° устанавливается соотношение ДПМ:2 « 1:1, что свидетельствует о обратимом характере первой стадии циангидринирования ДПМ.

По данным ЯМР в 2 значительно преобладает ТТ-кснформэр: величины КССВ углерода СН-групш с протонами Я^ л Ь^ соответствуют двугранным углам на проекции А (схема 2) и коррелируют с КССВ 3^СЯ На(Нв) 33 3,4 (*а<Зл-П по зависимости "'-/сн=/(0) («Г.М.ЫагэЬаП, 1983).

о

««vjK-He НО "il^GN

6 CN.JU -- 180 ;

Me,С

Схема 2

ТТ-(2)

О

е CN.Hb ~ 60°; <А> 3JCN,Hb < 3 ^

Продукт второй стадии циангидринирования ДПМ (в конц.растворе при мол. соотношении ДПЫ:НСК = 1:12) - бвсииангидрин (БИТ) ДПМ спонтанно циклизуется в шшюлактононитрил <3,1-ДБГ (3) с выходом 78% за счет внутримолекулярного нуклзофильного присоединения по CN-группе. Причем, из-за сильной псеьдо-е-предпочтительности r-Bu -групп циклизуется только d.I-форма БЦГ. в которой вероятно доминирует ТТ-конформер. При этом образуется исключительно цис-изомер 3, имеющий псевдо-а-ориентацшо функциональных групп.

Иминолактононитрильная структура 3 подтверждена спектральными данными. По IMF' наблюдается неэквивалентность t-Bu-груш и метши -новых протонов, по ЯМР 13С - неэквивалентность всех атомов С (кроме Me каждой t-Bu-группы) и сигналы, с хим. сдвигами, характерными для групп C=N и CsH. В ИК-спектре имеется интенсивная полоса C=N (CsM не проявляется).

В CD30D 3 за 20 сут дециангидринируется до ДПМ. Кроме того, при длительном проведении реакции ДПМ с HCN в растворе наряду с 2 наблюдается значительная доля 3 и присутствие ДПМ. Это указывает на. обратимый характер как первой (см.выше), так и второй стадии циангидринирования ДПМ. Следует подчеркнуть, что при получении БЦГ ДПМ как в растворе, так и в условиях его осаждения по мере образования, наблюдается исключительно цис-изомер 3. Поэтому можно предполагать, что а.I-форма 3 является термодинамически и кинетически контролируемым продуктом циангидринирования ДПМ.

При термолизе (170-180°/атм) 3 разлагается до 2 с выделением HCN, что соответствует термической неустойчивости циангидринов.

3

Ь)конц.НС1,20' С)25Ж НС1, Д

а)15* НС1,20°

Схема 3 CX:a)CN(4),b)C(CDNHa(5),с)С0,Н(6) (7,

Соединение 3 легко-гидролизуется разО. раствором НС1 до лакто-

нонитрила (4). Дальнейшим гидролизом получены лакгоноамид (5) и лактонокислота (6). Обработка б сНаМ3 дает лактоноэфир (7) (схема 3). В ИК-спектрах 4-7, в отличив от 3, имеется полоса валентных колебаний С=0 лактона в области 1778-1795 см-1.

Цис-конфигурация 3-7, псевдо-а-ориентация функциональных заместителей и близкая к конверту конформаиия 7-лактонного цикла, установлены по спектрам ПМР и ЯМР 13С. Ключевыми являются следующие спектральные параметры: а) заметная КССВ = 1.1-2.3 Гц (в некоторых растворителях - уширениэ сигнала) протона группы ОН (при С2) с метиленовым протоном На, что свидетельствует о псевдо-а-ориента-ции ОН-группы, так как только при этом реализуется почти копланар-ная ^-конфигурация данного фрагмента (проекция В); б) соответствие величин КССВ углеродов О1,С5 и С!(е3 с протонами СН3-группы

торсионным углам в проекциях В,С:

Н>

Y=KH(3), 0(4-7)

(С)

9 ÇX.Ha~155°; 6 Cïe3.He~85°; в СХ,Не - 9 Ç?iea,Ha~35°; Схема 4

9 С1,Не~155°; 6 СМе3,На~35°; 9 С1,HQ - 9 СМеэ,Не~85°;

Сигналы протонов Нл и L в спектрах ПМР отнесены по наличию

. ut?

КССВ Vqjj gg или по ушрению соответствующих сигналов, если эта

КССВ не наблюдается. При замене CN-группы (при С4) в 3,4 на C(0)R (R = NH3,OH,OMe) в 5-7, в результате экранирования HQ и дезэкраки-рования Я сигналы этих прогонов в спектрах ПМР "меняются" местами.

Согласно одному из из критериев конфигурационного отнесения 7-лактонов, лиА0 протонов СНа цикла больше для цис- по сравнению с транс-изомером. Однако, в производных d,1-БДГ 3-7 псевдо-е-ориен-тированные r-Bu - заместители вызывает парамагнитный сдвиг сильно-польного протона НА и диамагнитный - слабополького Hq, что приводит к существенному уменьшению îAu^l и в результате затрудняет конфигурационное отнесение 3-7 по этому признаку.

3 спектрах ЯМР 13С КССВ 3JCH углерода С5 с протонами группы СН, в 3-7 (таОл.1) соответствуют экзоциклическим торсионным углам 6 ~ 155° и -35° (проекция В, схема 4). Это свидетельствует о псевдо-а-

з

С

- б -

ориентации функциональной группы при С^.

Таблица 1. Избранные КССВ 3«7СН соединений'3-7(а (в Гц)

Взаимодействующие агомы

Соединение

6

7

Двугранный угол, град

с;-не

СГНо с -Не

с5-н„

4.3

8.5

7.3 <1.0

4.4

8.7

6.2 1.4 4.2 5.8

6.9 «1.0 3.5 6.9

7.3 2.2 3.6 7.2

-155° -85° -35° -155°

а) 3 в СВС13, 4-6 в СБ3СШ, 7 в С„БВ

Псевдо-е-ориентация г-Ви-групп при С2,4 в 3 и 6 подтверждена следующим образом. В условиях селективной гетероядерной развязки от протонов {СМе3} КССВ 3«7СН четвертичных углеродов ^Ви-групп с мети-

леновыми протонами На 13^Ме На= 2.5 (3), 1.4 (6) (при С2); 3.5 Гц

(3,6) (при С4)] и Г^пме-.НР < ГЦ <3'б> (при

соот-

(проекции В,С).

'^СН Углерод08 с=0 Цикла 4-7 с протонами Не и На (табл.1)

"е. ' СМе3,Не ветствуют двугранным углам в -35° и -85° КССВ

отвечают, соответственно, значениям в ~155° и -85° (проекция С), что указывает на близкую к конверту конформацию 7-лактонного цикла.

В спектре ЯМР 13С 3 сигналы С2 и связанной с ним Г-Ви-группы отнесены на основании их уигарения, предпочтительно за счет заторможенного вращения 1-Ви-группы и/или квадрупольного упшрения на имино-грутш. Далее отнесены сигналы С2,4 в спектрах 4-7 путем сравнения по хим. сдвигам с 3.

Цис- и псевдо-а-ориентация функциональных заместителей в 5-7 позволяют получить далактон <2,1-ДВГ 8 в мягких условиях и с высоким выходом: а) из лактоноамида 5 и лактоноэфира 7 под действием Тз0Н*Н20 в толуоле с выходом ~85 и -65%, соответственно; 0) из лак-тонокислоты 6 с дициклогексилкарбодиимидом (ОСС) в С,Н,Н, выход -100% (по ПМР). Кроме того, при термолизе 6 далактон 8 получен с выходом 80-85% (по ШР):

ТзОН * НаО

5 или 7

РШе, А БОС

>250°(атм)

СвНвК,20°

6

Сзема 5

С*0{Ме}

По спектрам ЯМР 1Н и 13С дилактонов сЗ. 1-БДГ (8) и 3,1-а,а'-ди-окси-а,а'-диметилглутаровой кислоты (ДДГ) (9) наблюдается попарная эквивалентность всех атомов Н и С, соответствующая их симметрии С, (см. ниже). Следует отметить, что для карбонильных углеродов наблюдаются одинаковые КССВ с метиле новыми протонами 3<7Гтт = 4.6 Гц

(см. фрагмент спектра ЯМР 13С 9), а для углеро-10 Гц/см дов СМе, 8 и Ме 9 КССВ с этими протонами аномально мала 3«7СН < 2 Гц (е~55°, проекция В).

В масс-спектрах 1-7 под электронным ударом (ЭУ) при 12-и/или 20 Эв наблюдаются пики ионов Ш+Я1+, !1+'(кроме 4,6), а характер фрагментации дилактонов 8 и 9 согласуется с распадом незамещенных 7- и С-лактонов путем выброса СО, (Н.С.Вульфсон, 1986).

Продукты щелочного гидролиза далактона 8 и лактонокислоты 6 идентифицированы с солью й, 1-БДГ (10) (в спектрах ПМР в Ба0/К0Н синглеты Г-Вы- и ОНа-груш при 0.65 и 2.14 м.д.). Этим независимо подтверждена <3,¡-конфигурация б. 6 в Па0/К0Н полностью превращается в 10 за 10 ч при 20° (по ГОЛ3), тогда как 8 - только при кипячении за 7 ч (за 3 сут при 20° образования 10 по ПМР не наблюдается). Для сравнения отметим, что дилактон <3,1-ДДГ 9 полностью превращается в цис-лактонокислоту <3, 1-ДЦГ при нагревании в Н20 за 5-10 мин, а при 20° - за 2 сут 1907). Затрудненный гидролиз 8, по срав-

нению с 9, обусловлен не только плохой растворимостью 8 в На0, но также большим (+1)-эффектом и наличием объемных г-Ви-заместителей, препятствующих атаке нуклеофила по группам С=0 дилактона.

• Н Н

К

Б^О/КОН

б ШШ 8

//

Ме,С<

.СМе3

СО,

(10)

>250°(атм) --

(В)-Н=СМе,(8), Ме(9)

Схема 6

(11)

При перегонке с нагреванием на открытом пламени горелки при атм.давлении дилактон 8 частично декарбоксилируется с 1,2-сдвигом Н и образует а,7-да-трет-бутил-7-кротонолактон (11) (-15Ж).

2. Разделение энантиомерных дилактонов 8а,6.

Энантиомеры 8а,б получены реакцией рацемата дилактона 8 с (5)-а-фенилэтиламином [(S)-cH&9AJ и далее - разделением диастерео-мерных лактоноашдов 13А (т.пл.172°) и 13Б (108°) дробной кристаллизацией из петролейного эфира (фр.40-70°) и колоночной хроматографией на А1203 с последуыцей кислотно-катализируемой (TsOH-HaO) циклизацией в 8а и 86, соответственно.

С увеличением объема нуклеофила сгерические препятствия для реакции Áá¡¡ в 8 возрастают. Поэтому, если взаимодействие 8 с BnNHj (схема 7) проходит при 20° за 12ч, то с (Б)-а-ФЭА - при кипячении в более конц. растворе в толуоле за 15ч (схема 8).

,0

MEJC

е

•CMes

PhCH2NH2(PhMe,20°) TsOH-HjO(PhMe, Д)

pyj. С (0)NH С HjPK

'О

(8)

Схема 7

(12)

(8)

СИе3 %

(1S,4S)-(86)

Ме3С 1Н1

Схема 8 (25,43,1 45)-(13Б) (Я-тип)

При мольном соотношении 1:4-й 1:8, соответственно, раскрывается только один 7-лактонный цикл и образуются бензиламид (12) и диасте-реомерные лактоноамида 13А.Б с выходами 78.2, 60.9 и 54.6%, соответственно. Реакция 8 с(5)-а-ФЭА - стереоселективна (на первом этапе) в отношении 13А. При этом объемный заместитель, появляющийся при С4 в 12, 13А,Б, дополнительно экранирует группу С=0 7-лактона,

препятствуя дальнейшей реакции Аб^ с образованием производных (2,1-ДБГ. Так, за 5 ч кипячения 12 с ВпШ3 в толуоле-с!» дибензилашд не зарегистрирован (по ПНР).

Соответственно, обратные реакции - циклизации 12 (схема 7), 13А и 13В (схема 8) в 8, 8а и 86, под действием Тз0Н-На0 при кипячении в толуоле, проходят в более жестких условиях и с меньшими выходами (72.3, 61.5 и 64.3$, соответственно), по сравнению с лактоноамидом 5 (84.6%) (схема 5).

Цис-псевдо-а-ориентация функциональных заместителей в 12,13А,Б, способствующая циклизации, следует из условий данных реакций и подтверждена НССВ 3«/с7ц1 (6.9, 5.6 и 5.6, соответственно), ^'н3 ( - , 1.2 И 1.3).

3. Стереохимия высокоплавкого диастереомера 13А.

(Й)-Конфигурация хиральных центров С2, С4 13А установлена методом РСА в координатах асимметрического центра С14-(3)-а-фенилэтил-амидной группы.

Рентгеноструктурный анализ 13А свидетельствует о наличии в кристалле двух независимых молекул А, (рис.1) и кг, имеющих сходные геометрические параметры.

Рис.1. Молекула А1 с 50Я-ными вероятностными эллипсоидами тепловых колебаний для неводородных атомов.

Наибольший интерес вызывает конформация гетероцикла 13А в кристалле. Согласно литературным данным РСА, ЯЫР (G.Dana, 1988) и рас-

четов методом молекулярной механики (ММ) (J.Font. 1993; N.L.Allin-ger, 1982) 7-лактоны в подавляющем большинстве, случаев характеризуются конформациями, близкими к энантмомерным конвертам 3Е и/или ° и значительным выходом атома С3 (т„ ~ т„ « 30°)

_Е с углом т < +5' з * о

из плоскости О С (0 )С цикла. Тг

......

(табл.2) гетероцикл 13А в кристалле имеет граничными структурами - конвертом 2Е

•с*

Схема 9

Согласно параметру Р форму, промежуточную между

(Р=162°) и полукреслом ^Т (Р=180°) (схема 10). Конформации циклов в А,, кг совпадают по значениям Р (или ф2), но отличаются по параметрам тт (или а£). Корректность описания формы цикла 13а координатами ф2 и з? подтверждается значением допустимой погрешности о (<3-5°) для А,

1

Аг(табл.2).

Таблица 2. Эндоциклические торсионные углн(т) и параметры складчатости (Р,ф?,т ,з?)(а,° т-лактонного цикла 13А (в град.)

1олек. Х2 Ч Р 4>г s2.S 0

А1 -12.9 25.3 -26.8 20.3 -5.1 171.2 27.1 171.5 0.38 0.7

к? -12.7 24.9 -26.4 20.0 -5.0 171.2 26.7 171.5 0.33 0.7

А X 1.3 19.6 -32.3 32.2 -21 Л 199.5 34.3 199.8 0.47 0.5

а) Р или ф2 - фазовый угол псевдовращэния, тт или з2 - амплитуда складчатости; б) Р, гш и ф2, вг определены по методом Алтоны (1972) и Бефарова-Палюлина (1982), соответственно.

схема 10

O^i_U

gÎ (Р---1800)

,Е (Р=198°)

*Т (Р=216 )

Н (Р=162°,а4=0)

С целью определения равновесной конформации гатероцикла в свободном состоянии, структура 13А, подобная А., расчитана методом мм

(по программе "РСМОБЕЬ" в силовом поле ММХ) с полной оптимизацией геометрии. Длины связей и валентные углы оптимизированной структуры (Ах) в целом соответствуют геометрическим параметрам 7-лактонов (С.А.^Ггеу, 1967; И.Е.ТМезеп, 1970), карбоновых кислот (Ь.Ье1зе-гочИг, 1976), И-метиламадов (й.Гау1ог, 1983) в кристалле и молекул А1, А2, а также свободных молекул карбоновых кислот и'их амидов (Л.В.Вилков, 1978).

Значения торсионных (г) и фазового углов (Р=199.5°) (табл.2) А_ показывают, что форма цикла очень близка к конверту 3Е. Согласно амплитуде тга гетероцикл в А^ более складчатый, чем в А,, А2.

Стереохимия изолированной молекулы 13А контролируется, в основном, двумя факторами: ван-дер-ваальсовыми (ВДВ) взаимодействиями атомов и эффектами п.—тс* сопряжения. Качественный анализ невалентных взаимодействий в стерически перегруженной молекуле 13А по данным РСА и ММ, с использованием' геометрического моделирования, свидетельствует о предпочтительности расчетной структуры Ах.

Таблица 3. Рентгеноструктурные параметры межмолекулярных Н-связей

Атомы Расстояние,% Угол , град.

А -А са 2 А1 А -А"(0 а, А2 А2-А1 А -А*ж 1 2

о2...н3 ог.ш о3 С^О2...!!3 02...Н3-03 Ш'-С'^НО2...^) 1.90(5) 2.711(8) 2.01(5) 2.718(8) 133(1) 148(1) 1(1) 137(1) 158(1) 6(1)

АГАг А -А*(0 Аг А1 АГ*г Аг-А*

о4...н4 о4.«» N С7=04...На о4...н4-и Ш-С7=04К04...Н4! 2.27(5) 3.114(9) 2.21(5) 2.996(9) 160(1) 165(1 ) 18(1) 164(1 ) 152(1) 15(1)

а) молекула слева - акцептор, справа - донор Н-связи; б) А* и А**- молекулы, размноженные по матрицам : * (1.5-х у -0.5+г) и (1.5-х у 0.5+-2) трансляцией по оси с.

В кристаллической структуре 13А наблюдаются короткие межмолекулярные контакты 03-Н3...02=с' и М-Н4...04=С7 полиассоциативного характера. Геометрические параметры данных контактов (табл.3) соот-

ветствуют геометрическим критериям слабых Н-связей O-Н...б - и N-H...0 - типа (Ю.В.Зефиров, 1976; H.D.Megaw, 1973) в кристалле и не удовлетворяют условиям максимальной энергии Н-связей данного типа (Э.КерОи, .1983).

Участие этих групп в межмолекулярных Н-связях (ММВС) в кристалле подтверждается смещением характеристических полос г>с=0 цикла и амидной группы (амид-I), а также и г>щ, в коротковолновую, а бщ - в длинноволновую область в ИК-спекграх 13А при переходе от твердой фазы (КВг) к раствору в CSKSN или СИС13 (разб.).

Ж-спектр 13А (КВг) интерпретирован с помощью структурно -спектральных корреляционных кривых для Н-связей типов N-H...0 (A.Lautie, 1976) и О-Н...0 (A.Novak, 1974) в кристалле, связывающих частоты Ujqj (X=0,N) с донорно-акцепторными расстояниями R (X,,,0), соответственно.

Энергии ММВС оценены по сдвигам полос ион и г^д 13А в КВг и СНС13 (разб.) по (А.В.Могансен, 1969). Для обеих Н-связей 03-Н3...02 13А в кристалле (^он = 3400 см"1) (-АН)=4.1±0.5 ккал/-моль, а для N-H4...04 (Ujjjj = 3316 и 3380 см-') (-АН)=2.9*0.5 и 1.2± 0.9 ккал/моль, соответственно. Достоверность найденных энергий подтверждается известными корреляционными • зависимостями. /[R(X,,,0)], согласно которым ММВС обоих типов в кристалле 13А являются слабыми (<5 ккал/моль).

Анализ конформации гетероцикла 13А по спектру ЯМР 13С в CD30D' затруднен из-за близких значений торсионных углов (6) в А,Д2 и Ах, соответствующих КССВ 3JCg атомов С1 и С7 с Н1 и Н2.

Согласно расчетам методами МЫ (J.Font, 1986) и ab Initio ЫО (N.V.Rlgg3, 1985; A.D.Espostl, 1990) интерконверсия двух равновесных форм 7-бутиролактона, близких к конвертам 3Е (Р = 22.35°) и 3Е (193.3°, 192.8°), осуществляется через плоское переходное состояние. Это объясняется низким барьером уплощения путем вращения вокруг связей С2-С3 и С3-С4 (AG'' = 1.16 или 1.12 или 1.45 ккал/моль) и высоким барьером псевдовращения, гребущего преодоления п%(0)-%*(0=0) сопряжения, путем вращения вокруг связи О1-С1 (AG*« 8-10 ккал/моль). Наличие в 13А объемных псевдо-е - t-Bu-групп значительно повышает барьер штанаризации и дополнительно - псевдовращения, что "закрепляет" диастереомеры 13А и 13Б в энантиомерных формах S- (Р = 180+90°, 12<0) и N-типа (Р= 0(360)±Э0°. 12>0) 7-лак-тонного цикла, соответственно.

Таким образом, твист-форма гетероцикла 13А в кристалле обуслов-

лена, вероятно. выигрышем в энергии ме»молекулярных взаимодействий (в том числе и Н-связей, (-ЛН) <* 6.2±1.2 ккал/моль). 8 свободном состоянии и, видимо, в растворе (при отсутствии ММВС) реализуется менее напряженная структура 13А с конформацией цикла, близкой к конверту 3Е и большим вкладом стабилизирующего п%{0)-%'(С=0) сопряжения.

4. ГеометЕИческое_строеш1е_энантидмерн

_00_3§ш™_мол8к2лярной_механики.

Структура 8а (В, рис.2), оптимизированная методом ММ, соответствует глобальному минимуму ППЭ и обладает строгой симметрией С, (в спектрах ЯМР, 1Н и 13С 8 наблюдается попарная эквивалентность всех атомов Н и С). Некоторые геометрические параметры т-лактошшх циклов молекулы В существенно отличаются от соответствующих для расчетной структуры 13А (Ах), что обусловлено жесткой каркасной структурой дилактона, хотя лактонкыэ фрагменты в обеих молекулах одинаково планарны (и =1.3°, табл.2 и 4). Заметное изменение всех валентных углов в конформационно жесткой системе 8а типа норборнана по сравнению со стандартными приводит к сильному угловому напряжению (ВТО, табл.4). Увеличение энергии напряжения бицикла 8а (табл.4), по сравнению с 7-бугиролактоном (2?нагг_=4.925 ккал/моль (ММ)) подтверждается смещением полосы и0=0 (1800 см-1) в ИК-спектре (СНС1Э) 8 по сравнению с 5-7 (1778-1782 см-1).

й(СП1Н)=1.118

Ш(С1°СП»Н)=

ш(С11СПзН)=110.0° п1=12-17,п1=12-14, п,=15-17

Рис.2. Избранные геометрические параметры дилактона 8а по данным ММ

Согласно параметрам складчатости Р и тт (табл.4) каждый из 7-моколактонных циклов 8а имеет энангисмерную кон^срмзцию Б-тклз.

- и -

близкую к конверту 3Е, подобно 13А (Р=199.5°), но сильно складчатую (tm=57.1°), в отличие от 13А (tm=34.3°) и 7-бутиролактона (тт= 30.9°). Это отражается в значительном уменьшении эндо- ы (С1С7С4) и увеличении экзоциклического ы (Н1С7Нг) валентных углов мостикового углерода С7 в 8а, по сравнению с тетраэдрическим или с С3 в 13А (А ), и подобно соответствующим углам при С7 в норборнане (94.3°(РСА), 95.0°(ШЗ) (H.L.Alllger, 1989), 93.4°(aö initioj (L. Borns, 1983) и 109.9°(PCA)). Это соответствует также увеличенному з-характеру (27.6%) орСиталей "внешних" (С-Н) и р-характеру орбита-лей "внутренних" (G-C) связей связей мостикового углерода С7 дилак-тона 8, расчитанных по (Х.Гюнтер, 1934) на основе 1JC}I.

Таблица 4. Торсионные углы цикла (т)|а, параметры складчатости (Р, г ) (град) и энергетические параметры10 (ккал/моль) 8а по данным ММ

то а1 аз Р -АН У стер ^напр

1.3 35.5 -53.9 54.6 -37.5 199.2 57.1 200.12 37.47 23.83

а) значения соответствующих углов совпадают для обоих

7-лактонных циклов; б) STR (1.76), S-B (00.2), Ш (3.40), BHD (18.62), TOR (4.37), DIP (9.31 ккал/моль); ц (3.731 Г).

Ориентация t-Bu-групп относительно связей бицикла соответствует минимальному торсионному {TOR, табл.4) и ван-дер-ваальсовому (VW, между атомами) взаимодействию. Аналогично располагаются С-Н-связи r-Bu-групп относительно связей с бициклом; i0 (C1C10C12_14H)

= е (слс11с15-17я) = 180, 60 и -бо°).

5. Абсолютная_конфет^ращя_и_х^пт1Ме ские_свойства диастереомвров 13А.Б и знантиомеров 8а,б.

Абсолютные конфигурации 13А,Е и 8а,б установлены по данным РСА 13А и соответствуют указанным на схеме 8.

Анализ сложных спектров КД 13А и 13Б (рис.3, табл.5) затруднен наложением полос электронных переходов лактонного и ароматического хромофоров. Поэтому с целью надежного отнесения дихроичной полосы п-»х* лактонного перехода определены сначала полосы электронных переходов фенильного (Ph) хромофора 13А.

Знак ЭК 1 Lb-(01— или перехода я-»1с*-типа Ph-хромофора

диастереомера 13А с известной (S)-конфигурацией бензильного асимметрического центра (АЦ) и конформацией хиральной группы при 0м (согласно почти совпадающим, значениям двугранных углов в

A1te(c17c16c14H5)=i6.8°, е(спс1бс15м) = 133.5 . e (с17с1бс14с15) =

-103.0°]. Аг (47.7, 151.0, -82.4°) и А^ (24.4, 148.1, -91.6°)) определен в проекциях правила квадрантов (G.G.DeAngella, 1969).

219 2га tie г*л >м гсо гн> л,т

Рис.3. Спектры КД диастереоморов 13А и 13В в МеОН

Согласно проекции б (рис.4) положительный знак наиболее длинноволнового ЭК (при 267 нм) 1 Lb-перехода 13А в МеОН определяется вкладом амвдной -NHC(=0)-группы при бензилъном АН.

В

© ,5 ® С»5

" c!V с" я

к

% в ©

Рис.4. Плоскости симметрии (а) и квадрантная проекция (б) ароматического хромофора даастероомора 13А.

Поскольку знаки ЭК 1Па-(р-, или 'Л^-'В^-) перехода аромати-

ческого хромофора должны быть противоположны знакам ЭК, то наблюдаемая в спектре КД 13А в МеОН (рис.3) интенсивная отрицательная мультаплетная полоса с первым экстремумом при 216 нм отнесена к 'Ьд-переходу.

I о

Таблица 5. Параметры спектров КД 13А,Б и 8а,б1

Соединение 10 КД-спектр(Б

(С, СНС1а) \пах(нм)/ &£ (град-л/(моль-см)) Растюритель (с-102,моль/л)

(2ñ,4R,14S)--13А -2.7° (1.01 ) 267Л0.339 , 260/+0.379, 253/+0.403, 228/+2.772, 220/0, 216/-5.932, 213/ /-6.125, 205/-7.994(Г МеОН (0.94)

(2S,4S,14S)--13Б -38.0°(2.86) 267/+0.297, 260/+0.208, 258/0, 215/-12.767, 205/-12.34б(Г МеОН (1.08)

267/+0.048, 265.5/0, 260.5/-0.024, 218/ /-5.760, 205/-3.001Г Г8ПТ8Н (1.01 )

(1Я,4Д)-_8а(Д,е +86.3°(0.93) 232.5/4-5.791, 210/0, 200/-7.377<г EtOH (0.191)

(1S.4S)--80 -84.5° (1.01 ) 232.5/-5.603, 210/0, 200/+6.866<г EtOH (0.192)

а) соответствует диастереомерлоЯ чистоте 13A$96$, 13Б$94$; б) поляриметр "Polamat А"; в) дихрограф "JASCO J-500A" с процессором DP-500N; г) без максимума; д) параметры изолированных дахроичных полос (ve, A1Iiax, Де, CRI, А): (+), 233.5 нм, 5.775 град-л/-

(моль-см), 15.5-10"iOCCSE, 14,2 нм; (+), 219.1. 1.461, 2.1, 7.3; е) спектры УФ (Х^, нм (е, л/(моль-см)) - EtOH: 222 (324.21);

гептан: 224 (277.66); пентан: 224 (275.17).

В спектрах КД изомера 13В в МеОН и гептане (рис.3, табл.5) наблюдается длинноволновый ^ (-и-ЭК (Хща2= 267 нм) и отрицательная мультиплетная полоса 1Ьа-перехода, подобно 13А, что соответствует одинаковой (S)-конфигурации АЛ при С14 в обоих диастереомерах. Знаки 'L|j и 1La ЭК 13А и 13В соответствуют ожидаемым по правилу квадрантов и знакам ЭК соответствующих переходов (S)-a-íQA.

Отнесение дихроичных а- и р-полос х->х*-типа позволило наделено определить знаки ЭК п+х*-переходов лактонного хромофора диастерео-меров 13А и 13В путем сравнения их спектров КД.

Так, в спектре КД 13А в МеОН, в отличие от 13Б, наблюдается положительная дихроичная полоса при 228 нм, отнесенная к п+х*

лактонному переходу. Длинноволновый сдвиг этой полосы,- по сравнению с дихроичными полосами (п-»х*) известных 0А моноциклических 7-лактонов 210-220 нм), обусловлен, вероятно, суперпозицией

полос противоположных знаков 1La- и гс-»тс*-переходов 13А.

Для изомера 13Б п*%* ЭК должен иметь знак противоположный 13А вследствие различного диссимметричного окружения ахиралыюго лак-тонного хромофора в этих диастереомерах. Гак, в спектре КД 13Б в МеОН отсутствует положительная полоса в области 220-230 нм, а отрицательная дихроичная полоса в области 205-220 нм имеет большую интенсивность, по сравнению с 13А, что вызвано наложением полос одного знака 1La- и п+%*-переходов. Батохрошшй сдвиг первого максимума (Xirm= 218 нм) коротковолновой полосы 13Б в гептане, по сравнению с МеОН (^гаах= 215 нм, табл.5) характерен для п+х* лактонного перехода при понижении полярности растворителя.

Согласно окгантной проекции лактонного правила Клайна (J.P. Jermings, 1965) для 13А (рис.5а) в октант нзблюдаемого знака п+%* ЭК попадают функциональные заместители при противоположной локализации атома С3 гетероцикла. Однако, связь С2-03 близка к узловой поверхности, а вкладом r-Bu-rpyrm можно пренебречь, вследствие их взаимной компенсации.

Таким образом, знак ЭК лактонного п-*%*-перехода диастереомеров 13А и 13Б (с достаточно фиксированными заместителями и энантиомер-

ними формами гетероцикла Б- и К-типа, соответственно) определяется, в основном, вкладом амидной группы псевдо-а-ориентации при С4 при противоположном возмущающем воздействии непланарных связей 7-лак-тонного цикла. Это означает, что в известных ОА лактонокислотах и их Ме-эфирах 14-17 в конвертомерах с псевдо-а-ориентацией СОаЙ-групш вклад последней (эффект 3-й хиральной сферы) в знак п-*%* ЭК доминирует над вкладом хиральности цикла (эффектом 2-й сферы).

Ы-тип Б-тип Н-тип Б-тип

(45)— (14) — (16), (+)-?ни* ЭК (4Д)-(16,17), (-)-п-»х* ЭК

Схема 11 1ЫГ=Н(14); Я=Ме,И'=Н(15); Е=Н,11'=Ме(16); Н=Н'=Ме(17)

Причем, в конвертомерах 14-17 вклада псевдо-е-СОаН-группы и непланарных связей цикла (эффект 2-й и 3-й хиральных сфер) совпадают по знаку мэхду собой и с суммарным вкладом конформеров с псевдо-а-СО^И-группой (поскольку эффект 3-й хиральной сферы доминирует над эффектом 2-й) во вращательную силу п+%* лактонного перехода.

Это означает,что оба конвертомера Ы- и Б-типа 7-лактонов 14-17 (и, видимо, 13А.Б) имеют одинаковый знак п-*тс* ЭК, который не зависит от конформационного состава энантиомерных 4-карбокси(карбалкок-си)-7-лактонов и их амидов. Конформационное распределение влияет только на интенсивность дихроичной полосы, поскольку конвертомеры вносят вклады разной интенсивности (но одного знака) в гите*ЭК.

В отличие от 7-лактонов (45)-14-1б и (4Д)-16,17, (Я)- и конфигурациям АЦ при С4 диастереомеров 13А и 13Б отвечают, соответственно, (+)-ЭК и (-)-ЭК п-*тс*-перехода, что противоречит полу эмпирическому правилу Червинки (О.СегПлка, 1968), связывающему знак n-.it* ЭК с абсолютной конфигурацией АЦ при С4 4-карбокси-7-лактонов. Несоответствие обусловлено использованием номенклатуры Кана-Ингольда-Прелога для определения абсолютной конфигурации С4. Действительно, для конформеров с псевдо-а- С(0)Х-группой (Х=ОН, ОМе, N1®" ) Б-типу энантиомерного конверта (42)-14-16 и 13А отвечает положительный ЭК, а Ы-тилу (4Я)-16,17 и 13Б - отрицательный п-»1с* ЭК лактонного перехода.

Знаки п*%* ЭК 13А и 13Б с положительным и, соответственно, отрицательным эндоциклическиы торсионным утлом х1 не согласуются с

правилом Леграна (М.legran, 1967), поскольку последнее предполагает доминирование вклада хиральнссти цикла в знак п*%* ЭН. Согласно правилу Леграна энангиоморному конверту 7-лактона N-типа с (-)-х1 должен соответствовать (+)~ЭК (п-»тс*), а S-типа с (+)-t, - (-)-ЭН.

Поэтому, в отличие от этих правил, предложено связать знак п-*%* ЭК 7-лактонов типа 14-17 и 13А,Б с относительной конфигурацией (идентичной хиральностью) АЦ при С4, т.е. порядком пространственного положения соответствующих лигандов вокруг хирального центра С4. По нашей корреляции для ОА 7-лактонов а-- и б-типа структуры 18 должны наблюдаться, соответственно, (+)- и (-)-п-»х* ЭК.

Л R,R' = H.Alk; 1 X

х = о.м' «

18а 18°

Поскольку знак гьх* ЭК 7-лактонов типа 18 не зависит от конфор-мационного равновесия и связан только с относительной конфигурацией С4, то последнюю можно предсказывать с помощью секторного правила Снатцке (G.Snatzke, 1966), рассматривающего гетероцикл в качестве плоского и учитывающего только его хиральноэ окружение. Знаки п-»х* ЭК диастереомеров 13А и 13Б (также как и 14-17) согласно проекции правила Снатцке соответствуют наблюдаем: гч.

По спектрам КД энантиомерных далактонов 8а и 86 в EtOH наблвда-ются почти зеркальные полосы дихроичного поглощения (Ае=5.791 и ¿s=-5.603, соответственно) при 232.5 нм (табл.5, рис.6), близкие к гауссовой форме. Асимметрия "видимой" дахроичной полосы 8а, как показывает анализ оо формы (разложение на гауссовы компоненты), обусловлена суперпозицией двух положительных полос: интенсивной (Де=5.775) с 7^=233.5 нм и слабой (Ле=1.461) с экстремумом при 219.1 нм. Перекрывание двух полос одинакового знака, но разной интенсивности и приведенных "полуширин" (Ашах=14.2 и Amln=7.3 нм) дает суммарный спектр почти симметричной формы (до 210 нм) с незначительным изменением экстремума я интенсивности сильной компоненты.

Интенсивная полоса гауссовой формы надежно отнесена к п+%' лак-тонному переходу, поскольку: 1) для мостиховых монолактонов типа 19 и дилактона 22 наблюдается экстремум полосы этого перехода в области 233-236 нм в полярных растворителях, в отличив от моноциклических 7-лактонов 14-17 и далактонов 20,2t (А^^- 216-221 нм); 2) наб-

людается гипсохрошшй сдвиг длинноволновой абсорбционной полосы в УФ-спектрах 8а при увеличении полярности среда 224 нм в геп-

тане. пентане и 222 нм в ЕШН, табл.5). Несовпадение максиму-

мов полос п^-перехода в КД- и УФ-спектрах 8а в ЕШН мокет быть следствием неодинаковой суперпозиции полос п-%*- и - (см.ниже) переходов разного (КД) и одного (УФ) знаков. Небольшая величина гипсохромного сдвига экстремума п-к*-полосы в УФ-спектрах 8а обусловлена, вероятно, затрудненной сольватацией Пру-НЭП карбонильного кислорода из-за стеричэского препятствия со стороны г-Ви-групп.

гоо гю 220 гэо г'.о гю гео

Л,пт

Рис.6. спектры КД энантаомеров 8а (—) [гауссовы компоненты (---И л 86 (—) в Егон И спектр УФ 8а в гептане (.—

Поскольку интенсивности и максимумы наблюдаемой и -чистой" дих-роичшх полос а-> тс'-перехода 8а почти совпадают, то знак п+%' ЭК в спектрах А1к-гомологов 8а (вд 86) можно надежно определить без разложения спектра КД на компонента.

H Н

о

(S.SM20) (S-ТЙП)

Мг И

Мг О

(1Я,4Я,9Я)-(22) (+)-П*1Г ЭК

(19)

(Я.ЯЫ21) (Н-гап)

На основе хироптических данных (5,5)-лактвда 20, коротковолновая "чистая" дихроичная полоса в спектре КД 8а отнесена к п+о*-переходу, а }штенсивная полоса о максимумом < 200 ни (противополоз-ная по знаку п+%* ЭК) - к-тсг+тс* лактонному переходу.

Знаки ЭК rúa*- и х2-»тс*-переходов лактошюго хромофора

энантиомерного дилактона 86, естественно, противоположны 8á.

Поскольку каркас молекулы 8а является конформационно жестким, а молекула обладает симметрией С,, то дихроичные полосы идентичных лактонных хромофоров 8а долкны совпадать и взаимно усиливаться, что объясняет довольно интенсивный.ЭК n-»it*-перехода.

Рис.7.0ктантная (а) я секторная (б) проекции правила Клайна для 8а

Согласно октантной проекции правила Клайна для 8а (рис.7а), построенной с учетом геометрических параметров структуры 8а, рассчитанной методом ММ, положительный п*х* ЭК определяется доминирующим вкладом тыльной "лактонной группы при противоположном возмущающем воздействии непланарного мостика, т.е. знак п*%* ЭК 8а определяется хиральным возмущением непланарных связей дилактонного, а не 7-лактонного цикла. Это можно объяснить разной степенью сближенности непланарных связей т-мснолактоннсто (9 (05С6С1С7)= 35.5° •(т1), табл.4, рис.2) и дилактонного <С5СбС10*)= -66.9° (V)) ш«лов

каркасной структуры с плоскостью лекгогаюй группы, в отличив от дилактона 22, где т^т,/ и вклад непланарных мостиковых С-С-связей в П-.7С* ЭК доминирует над вкладом непланарных связей дилактонного цикла.

Следует отметить, что, в отличие от октантной, секторная проекция правила Клайна оказывается малоэффективной при оцэнке суммарного вращательного вклада ¡угральных сфер лактонного хромофора как 8а (Рис.76), так и 13А (Рис.56).

Положительный п-*ъ* ЭК 8а соответствует энантиоморной конформа-ции ванна И-типа и (-)-х1' дилактонного цикла, что согласуется с правилами Вольфа (Н.ИоИ, 1966) и Леграна для 0-лактонов и с данными спектров КД моноциклических дилактонов 20 ((-)-п-»тс* ЭК) в 21 ((+)-п-»1Е* ЭК). В то же время по правилу Леграна для 7-лактонов, энантиомэрной конфэрмации конверт Б-типа и (+(табл.6) несвязанного 7-лактонного цикла 8а должен отвечать отрицательный п+т* ЭК. Это означает, что при противоположном возмушащем эффекте двух хиральных сфер 2-го типа вклад дилактонного цикла 8а доминирует над вкладом 7-лактонного цикла, в отличие от 22, где доминирует вклад С-лактонного цикла.

Таким образом, основным фактором, контролирующим знак п*х* ЭК в энантиомерах 8а и 86, является относительное расположение лактонных групп, а структура других фрагментов (непланарных мостиковых связей и 1-Ви-групп) ' вносит минорный вклад во вращательную силу потере хода.

Каркас дилактонов типа 8 является ковформационно жестким, поэтому знак п*%' ЭК можно непосредственно связать с абсолютной конфигурацией С1 и С4. Так, (1К,4Д)-8а соответствует (+)-ЭК, а (1£,43)-8б - (-)-ЭК. Однако, эта зависимость не универсальна, т.к. согласно правилу последовательного старшинства абсолютная кон&ггу-рация (С1,С4) 1,4-А1к-гомологов энантиомеров 8 будет зависеть от типа А1к-заместигеля.

Поэтому мы предлагаем связать знак п+х* ЭК дилактонов типа 8 с хлральностью их каркасной структуры. Согласно этой корреляции для 1,4-А1к-гомологов 8 с энантиомерной формой дилактонного цикла Я-типа и (-)-х1' должен наблюдаться положительный ЭК п-*х* лактонного перехода, а с формой Б-гипа и (+)-т:1/ - отрицательный п+х" ЭК.

ВЫВОДЫ

1. Полным циангидринированиэм дипивалоилметана осуществлен стереоселективннй сштез производных лактонов исключительно <3,1-формы а,а'-длокси-а,а'-ди-трет-оутилглутаровоЯ кислоты, из которых, благодаря цис-псэвдо-а-орионтации функциональных групп, получен в мягких условиях и с высоким еыходом соответствующий дилактон.

2. Разработан способ получения антиподов дилактона й,1-а,а'~ диокси-а,а'-ди-трет-бутилглутаровой кислоты путем разделения и пос-ледувдей циклизации диастереомерннх монолактоноамидов. Методом РСА установлена абсолютная конфигурация хиральных центров и конформация 7-лактонного цикла внсокоплавкого диастероомера, промежуточная между конвертом гЕ и полукреолом 3Т. Методом молекулярной механики найдено, что в свободном состоянии реализуется форма гетероцикла, близкая к конверту 3Е, которая более предпочтительна согласно анализу ван-дер-ваальсовых взаимодействий и энергий Н-связей в кристалле.

3. Исследованием хироптических свойств диастервомеров (5)-<х-фенилэтиламида лактонокислоты и энантиомеров дилактона й,1-а,а'-диокси-а,а'-ди-трет-бутилглутаровой кислоты показано:

а) знаки 1ЬЬ- и 1Ьа-переходов ароматического хромофора диастервомеров определяются вкладом амидной группы при бензильном асимметрическом центре согласно правилу квалрантов и совпадают со знаками соответствующих %■*%* -переходов (ЯЭ-а-фенилэтиламина,

.6) вклад псевдо-а-амидной группы (эффект 3-й хиральной сферы) в знак эффекта Коттона п-»%* -перехода лактонного хромофора доминирует над вкладом непланарных связей 7-лактонного цикла (эффектом 2-й хиральной сфера),

в) знак лактонного п*%" эффекта Коттона антиподов дилактона определяется хиральностью ванны дилактонного цикла, а не конверта монолактона и, как и в случае диастереомеров лактоноамида, согласуется с секторным правилом Снатцко и не согласуется с хиральнымн правилами Червинки и Леграна для 7-лактонов,

г) знак п*%* эффекта Коттона лактонного хромофора коррелирует с хиральностью каркасной структуры оптически активных дилактонов а,1-а,а' -диокси-а,а' -диалкилглутаровых кислот.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. R.G.Kostyanorsky, I.V.Vystorop, Yu.I.Elnatanov, А.Е.Alle? V.P.Leshchlnskaya, V.N.Vosnesensky, I.l.Chervln. Sterec Controlled Self-Assembly of Blcycllc TetrahycLrofuranones. - Vt International Symposium on Furan Chemistry. (Abstracts). Rlg£ 1988, P.122-124.

2. И.В.Выстороп, 1).И.Эльнатанов, И.И.Червин, В.Н.Вознесенскиг Р.Г.Костяновский. Стереоселективный синтез производных ci.l а,а'-даокси-а,а'-да-трет.бутилглутаровой кислоты. - Изв. 1 СССР. Сер.ХИМ., 1988, Л 10, С.2428.

3. Р.Г.Костяновский, И.В.Выстороп, Ю.И.Эльяатанов, В.Н.Вознесен< кий, Р.А.Караханов. Автосборка и разделение энантиомеров карка< ных далактонов. - Всесоюзная конференция по перспективам разв] тая химии каркасных соединений и их применению в народном хозя стве. (Тез. докладов). Куйбышев: 1989, С.20.

4. И.В.Выстороп, Г.В.Шустов, Р.Г.Костяновский. Разделение, абсолгг ная кон|игурация и хироптиче с кие свойства энантиомер 1,4-ди-трет-2,5-даокса-3,6-даоксобицикло[2.2.1]гептана. Всесоюзная конференция по теоретической органической хими (Тез. докладов). Волгоград: 1991, С.227.

5. И.В.Выстороп, А.Б.Золотой, В.М.Анисимов, Р.Г.Костяновски Л.О.Атовмян. Строение и абсолютная конфигурация дизстереоме (S)-а-фенилэтиламида 2,4-ди-трет-бутил-2-окси-7~бутиролактон-карбоновой кислоты. - VI Всесоюзное совещание по органическ кристаллохимии. (Тез. докладов). Киев: 1991, С.131.

6. И.В.Выстороп, О.И.Эльнатанов, Р.Г.Костяновский. Стереоселекта ный синтез, стереохимия и циклизация производных d, 1-е.,а' -дис си-а,а'-ди-трет-Оутилглутаровой кислоты. - Изв. АН Сер.хна 1992, N 7, С.1591-1600.

7. И.В.Выстороп, А.Б.Золотой, В.М.Анисимов, В.Г.Карцев, Р.Г.Косп новский. Стереохимия (£)-а-фенилэтиламидз 2,4-ди-трет-бутил-окси-7-0утиролактон-4-карОоноюй кислоты. Изв. АН Сер. на 1992, J» 7, С.1601-1611.