Синтез, стереохимия и хироптические свойства карбоксипроизводных моносахаридов, содержащих арилэтанольные фрагменты тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РСФСР ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ

РОСТОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Специализированный сопет Д 003.52.03 по химическим наукам

На правах рун описи "БЕЛУЖЕНКО Ольга Васильевна

СИНТЕЗ, СТЕРЕОХИМИЯ Й ХИРОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАРБОКСИПРОИЗВОДНЫХ МОНОСАХАРИДОВ, СОДЕРЖАЩИХ " АРИЛЭТАНОЛЬНЫЕ ФРАГМЕНТЫ

02.00.03-органичсскал химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Ростов-на-Дону

1990

■ Работа выполнена в отделе химии углеводов НИИ физической и органической химии Ростовского государственного университета.

Научные руководители: член-корреспондент АН СССР,

доктор химических наук, професоор Ю.А.1ДЛН0В,

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Г.В.БОГДАНОВА.

Официальные оппоненты: доктор химических наук,

профессор М.Н.ПРЕОБРАЖЕНСКАЯ,

кандидат химических наук, старший научный сотрудник В.А.НИКЛНОРОВ

Ведущая организация - Институт органической химии

им. Н.Д.Зелинского АН СССР, г. Москва.

Защита диссертации состоится 1990 г. в

/^'"ч&ъ. на заседании специализированного ответа Д 063.52.03 по химическим наукам при Ростовском государственном университете по адресу: 344104, г. Ростов-на-Дону, пр.Стачки, 194/3, НИИ физической и органической химии РГУ, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке РГУ (г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148).

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 344104, г.Ростов-на-Дону, пр.Стачки, 194/3, НИИ ФОХ PIT, ученому секретарю специализированного совета Д 063.52.03.

Автореферат разослан 1990 г.

У

Ученый секретарь

специализированного совета

доктор химических наук, профессор CjzJ^. И.Д.СЛДЕКОВ

ОБЩ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из наиболее актуальных проблем в синтеза сложных органических соединений являетоя контроль относительной отереохимии. На протяжении последнего десятилетия были предприняты значительные усилия, чтобы найти пути решения этой проблемы, которая отоит чрезвычайно остро именно в синтезе ациклических и других кОнформационно нежестких молекул.

В том олучае, ксщца объект, который ообираютоя синтезировать, не имеет жеоткой структуры, классическим споообом решения проблемы контроля отереохимии является использование соединений-интер-медиатов о малыми циклами, включающими новые хиральные центры, относительная конфигурация которых в цикле контролируется достаточно легко. Затем эти интермедиаты подвергают разрушению о раскрытием кольца, получая ациклический строительный блок, содержащий хиральные атомы углерода нужной конфигурации.

Однако подобные непрямые методы контроля стереохимии, будучи концептуально изящными, вое же ограничивают возможлооти химика-синтетика и зачастую приводят к длинным и громоздким синтезам.

С другой стороны, известно, что реакция алвдольного присоединения представляет собой потенциально мощный метод синтеза полифункциональных соединений о большим числсм хиральннх центров при условии, еолй будут разработаны эффективные методы контроля стереохимии. В настоящее время эта область представляет ообой арену активного поиска. Тем не менее к началу наших исследований почти не было изучено' альдолеподобное взаимодействие реагентов, полученных из арилукоуоных киолот, о хиральными оуботратами.

Цель работы. I. Разработка опоообов кентроля отереохимии при использовании алвдолеподобных реакций для синтеза хиралышх ациклических соединений на базе хиралышх полифункциональннх оуб-стратов.

2. Выявление закономерностей влияния строения субстрата на стереорезультат изучаемых реакций.

3. Иооледование хироптических свойств полученных о^-арилзамещенных карбокоипроизводных.

Научная новизна и практическая значимость. Разработан эффективный метод контроля стереохимии алвдолеподобных реакций за счет использования хиральных^-гдцроксисодержащих субстратов и реагентов, включающих темплатный металл.

Проанализированы возможные пути реализации стереоизбиратель-ности в целом ряде алвдолеподобннх превращений, осуществляемых на хиральной матрице фураноидных циклов.

Разработан новый удобный метод синтеза 7,3-гептуронолактонов исходя из частично защищенных диальдопроизводных.

Предложен проотой и эффективный метод синтеза гем-диарильных карбоксисоединвний, основанный на одномоментном введении ариль-ных групп.

Исследованы хироптические свойства ряда систем динамически связанных ахиральных хромофоров и нескольких внутренне хираль-ных хромофоров.

Обнаружена редко встречающаяся разновидность явления индуцированного кругового дихроизма в прохиралышх гем-диарильных системах; предложена собственная концепция этого явления как целого.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей в центральной печати и 10 тезисов докладов на всесоюзных и международных конференциях.

Апробация работы. Основные результаты были доложены на У1 Всесоюзной конференции по химии и биохимии углеводов (Ростов-на-Дону, 1977), Первой научной сессии Роотовокого госуииверситета (Ростов-на-Дону, I960), УП Всесоюзной конференции по химии и биохимии углеводой Шущино, 1982), У Всесоюзной конференции по динамической отерёохимии и конформационному анализу (Одесса, 1984), Ш Всесоюзной конференции по металлоорганичвокой химии (Уфа, 1985), Всесоюзной конференции "Нуклеофильные реакции карбонильных соединений" (Саратов, 1985), У1 Всесоюзной конференции "Химия дикарбо-нильных соединений" (Рига, 1986), У1 Международной конференции ИЮПЛК по органическому синтезу (Москва, 1986), УШ Всесоюзной конференции по химии и биохимии углеводов (Тбилиси, 1987), I Областном совещании по физической и органической химии с участием вузов Северного Кавказа,(Ростов-на-Дону, 1989), У Европейском симпозиуме по углеводам (Прага, 1989).

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 180 стр. машинописного текста, содержит 56 таблиц и 38 рисунков. Библиография насчитывает 235 ссылок. Диссертация состоит из введения, трех глав и выводов. Первая глава - литературный обзор, во второй обсуждаются полученные результаты, третья глава содержит описание эксперимента.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Взаимодействие фураноидных полиалкоксиалвдпгидов о магниевыми ендиолятами арилуксуоннх киолот

Для реализации указанных выше задач нами был попользован пршщип селективного подавления стореодгс^ферещиации, заключающийся в поэтапном исключении воех днастереогснных факторов за

счет варьирования реакциотшых партнеров.

р

1.1. Взаимодействие о зр-прохиральннми ондполлтами

В качестве первой ступени исследования нами изучено взаимодействие полностью защищенных диальдосоединоний X и о магниевыми ендиолятами арилуксусных киолот п Д. Последовательное комбинирование указанных субстратов о обоими реагентами привело к получению четырех груш продуктов которые для удобства дальнейшего изложения будут фигурировать ниже в качестве родоначальников серий веществ А-Б.

1.1.1. Полностью защищенные субстраты

О

О ОН

\\ п

ПО'

1 Й = Ме

2 Н = СН2РЬ ~ +

£ Я=Ме ;Лг = РЬ 6 СКдРЬ ; Лг = РГ1 2.П=Мо ; Лг=1-)1арЬЬ 8. П=СИЯРЬ; Лг- Ы1арЫ

серии Л В С П

ОМЗХ

|сНг11д/ЕЬ20

о он о он

Аг 3. Аг = РЬ £ Аг = 1-И0рЬЬ

9

)1 13 15

Л В С Б

10 \2 И 'Я

Таблица I Параметры КЦ соединений серий А-Т> в пропаноле-2

Смеси диаотереомерных уроновых кислот 5^8, были далее подвергнуты этерифи-кации, что позволило выделить индивидуальные метилуронаты ¿-16, которые и были затем исследованы как носители сте-реохимической информации о ходе рассматриваемых альдолеподобных превращений.

При этом оказалось, что в сериях веществ А-Ь метилуронат, менее подвижный хроматографически (10, 12, 14 и 16), превалирует над соответствующим ему стереоизомером, причем соотношение продуктов составляете :1.

Было установлено, что спектры кругового дихроизма соединений серий А-В в ближнем ультрафиолете характеризуются интенсивнши положительными эффектами Коттона в области 220 нм (табл.I и рис. I). Аналогично у соединений серий С-С в спектрах КД был обнаружен исключительно интенсивный пик положительного эффекта Коттона около 230 нм, а в области 280 нм - более слабый эффект, обладающий тонкой структурой (табл. I и рис. 2).

Анализ литературных данных показывает несостоятельность попыток отнесения эффектов Коттона, наблюдаемых в спектрах КД за-мещонннх арилуксусных кислот, к определенным электронным переходам. Значительно более продуктивная представляется подход, при котором эффекты Коттона в спектрах КД соединений серий А-Б расцениваются как результат наличия в этих соединениях систем динамически овязагпшх ахиралышх хромофоров I I

РЬ-0-С0211 и (1-НарЫ,)-С-С02И.

В соответствии с корреляцией Барта, Джерасси и сотр., базирующейся на расширенном правиле октантов, указанные системы хромофоров, входящие в состав стореоизомерных метилуронатов 9.-16, могут быть представлены в виде конформаций, в которых возможно эффективное гомосопряжение%-систем ароматической и сложноэфир-

Соединение |Амакс1М

£ 9/1Р илз 12 221 218 220 221 +13200 +5499 +4400 +10500

X 233 282 +9500 +2700

13 233 277,5 +51400 +16400

14 232 282 +16500 +3900

в 230 280 +5500 +1900

15 232,5 277,5 +8100 +2600

16 230 277,5 +6500 +2500

Рис. I. Типичный спектр поглощения и кругового дихроизма соединений серий А-В в пропаноло-2

Рис. 2. Типичный спектр поглощения и кругового дихроизма соединений серий С-Б в пропаноле-2

Xyl H

Xyl

-cxtó-

Рис. 3. Использование расширенного правила октантов для отнесения конфигурации арилшого игрального центра в стерео-иэомерннх метилуронатах £-16 (олева - основной изомер, справа - минорный изомер)

ной групп, помещенных в оистему октантов, как показано на рпс. 3. Попадание арильного заместителя в верхний левый положительный октант в соответствии с неизменно положительными значениями максимумов эллиптичности в опектрах КД однозначно свидетельствует об одинаковой, S-конфигурации, арильного хлрального центра 0(6) во всех стереоизомерных метилуронатах 9,-16, принадлежащих к сериям A-D.

Для отнесения конфигурации хирального центра С(5) нами было предпринято оравнение параметров ДОВ стереоизомерных мотилуро-натов £-16, которое выявило следующую закономерность. Оказалось, что во всех парах диаотереомеров мотилуронат, обладающий меньшой хроматографической подвижноотыо (10, 12, и 16), имеет более отрицательное молярное вращение во всем рассматриваемом спектрально интервале. Для указанных пар стереоизомеров был осуществлен расчет теоретического молярного вращения по аддитивной схеме, предложенной Брюстером, который показал, что более отрицательное вращение имеют отереоизомеры с R-конфигурацией хирального центра С(5).

С целью трансформации рассмотренных хромофорных систем и последующего изучения хироптических свойств продуктов нами было предпринято окисление диастереомерных смесей метилуронатов 9,-Já

диметилсульфокоидом в диметилформамиде в присутствии оксида фосфора (У). Это привело к уничтожению хирального центра С(5) с образованием хроматографически и спектрально однородных ^-оксоме-тилуронатов 17-19, что подтверждает наши выводы об отсутствии стереоизомерии по хиральному центру С(6) у всех соединений рассматриваемых серий.

С целью дальнейшей трансформации хромофорной системы 5-оксо-метилуронат 17 был подверл1ут действию тозилгидраэина.

9/10

ц/ш

13/14

ДМСО/Р203 Не АМФЛ

12 ш

19

0 О

1 I ,0 Ме

—'

ИгНе; Аг = РЬ Н=СНаИп Лг = РЬ П = Ие; Лг= 1-МарМ

Таблица 2

Параметры спектров КД в области п->"Тс*-перехода арилсксоуронатов 17-19 и тозилгидразона 20

Нами установлено, что р-окоометилуронаты 17-19 и тозилгидразон 20 демонстрируют в спектрах КД аномально высокие значения молярной эллиптичности, соответствующие полосам п-^иЛ-пе-рехода окоогруппы и имин-ной группы (табл. 2). Известно, что подобные завышенные значения эллиптичности, превышающие табличные значения на один или несколько порядков, являются неотъемлемым признаком наличия в рассматриваемом соединении внутренне хирально-го хромофора. , ,

Применяя к этим хромофорным системам 1Ъ-С-С=0 и (1-НарЫ )-С-С=0,

а также РЬ-С-С=>1-инТз корреляцию Московица-Джерасси, широко известную как правило спиральности, мы приходим к швсщу, что ариль-ный центр хиральности в соединениях 17-20 обладает Б.-коифигураци-ей, а гомосопряжешшй фрашент молекулы - конформацией отрицатель-

Соединение |Лмако,нм: [в] макс Растворитель

17 276 -ЗТО0 метанол

10 285 -2600 метанол

19 291 -9400 пропанол-2

20 281 -3900 пропаиол-2

ной опирали. Необходимо подчеркнуть, что наблвдаемое квазиобращение конфигурации хщ)ального центра С(6) является совершенно закономерным следствием замены вторичноспиртового гидроксила на оксогруппу и имшогруппу, что влияет на порядок заместителей при определении конфигурации С(6) по системе Кана-Ингольда-Прелога.

Таким образом, уже в рамках иного хромофорпого класса и при исследовании параметров КД, относящихся к другой полосе перехода, нами была независимо подтверждена правильность отнесения конфигурации С(6) в соединениях серий А-О.

1.1.2. Частично защищенный субстрат

Следующим этапом настоящей работы явилось изучение взаимодействия тех же эр^-прохиральных ендиолятов 3 и £ с диалвдосоедине-

Таблица 3 Параметры КД соединений серий Е-!1 в пропаноле-2

Соединение

:Лмакс'пм

Щ

макс

22/23 а) 230 -800

?§ 219 -1700

27 Л 24/25'Й) 231 +200

236 -900

?5 236 -1000

28 235 -7300

29 235 +900

преобладает 23;

ггаем 21, имеющим в отличие от полиалк-оксиальдегидов ¿и 2 незащищенную пщр-окоигруппу в р-положепии к реакционному центру. Нами установлено, что первоначальными продуктами данных превращений являются гептуроновые кислоты 22-25» способные лактонизироваться в процессе выделения с образованием соответствующих лактонов 26-29 (серии веществ Е-Ю.

Нами установлено, что спектры КД всех вещоств, принадлежащих к сериям Е-Р, характеризуются эффектами Коттона в ближнем ультрафиолете (табл. 3). Конфигурация хирального блока С(5)-С(6) в

О.

Дг = РЬ Лг- 1-)1арМ

О ОН

Лг

ГО

Е

28 Р НО

23 25

Лг= РЬ Лг-ЬИарЫ

27 29

Е Р

соединениях серий Е-Р была установлена нами с помощью тех же приемов, которые были использованы в сериях веществ А-Т). Эти результаты представлен!* ниже в табл. 4.

1.2. Взаимодействие с ендиолятом, лишенным

9

зр -прохиральности 1.2.1. Полностью защищенный субстрат

Дпастереофасная избирательность, наблкдаемая в сериях А-Т) и Б-Р, обусловлена хиральностью исходных оксосоединепий и эр^-про-хиральноотью соответствующих ендиолятов Зи4. Следующим этапом нашего исследования стало изучение взаимодействия полностью за-щищетюго диальдоооединения с ендиолятом 59, лишенным -прохиральности, в результате чего были получены стереоизомерные ок-сикислоты 31 и 32, которые затем были проэтерифиццрованы (серия й).

Б1ло установлено, что в ИК спектре оксикислоты 31 в твердой фазе наблюдается резкая интенсивная полоса при 1768 см-*, соответствующая валентным колебаниям С=0 свободной карбоксильной группы. Характер данного поглощения сохраняется и при съемке Ж спектров разбавленных растворов 31 в тетрахлорметане (концентрации от 5 до 1,25 мМ'Л-*). Изучение молекулярных моделей соединений 31 и 32 показало, что подобная ситуация, адекватная данным ИК спектроскопии для соединения 31, реализуется в случае Е-кон-фигурации хирального центра С(5). Сделанное отнесение конфигурации было дополнительно подтверждено при помощи спектроскопии ДОВ.

1.2.2. Чаотично защищенный субстрат

Заключительным шагом в изучении стереоизбирательности алвдо-леподобных реакций о учаотием фураноидных полиалкоксиальдегидов явилось исследование взаимодействия меаду ондиолятом СЮ, лишенным зр2-прохиральности, и частично защищенной диальдозой 21, имо-гацей гидроксигруппу в ^-положении к реакционному центру (серия Н). Как мы и предполагали, данное превращение протекает с высокой степенью стереоизбирательности с образованием единственного сте-реоизомера - оксикислоты 35, которая в процессе выделения лакто-низируется, давая соответствующий лактон 36.

сегия Н

ОН

РЬ РЬ \_/ . -н2о ПО'

35 ~ 1_

НО

\ ж

ЧР

о

J

36

Мег304/ЫпгС03 МФК

В Ж спектре данного лаптопа в твердой фазе наблюдается резкая интенсивная полоса при 1748 см-*, соответствующая валентным колебаниям свободной группы С=0, принадлежащей шестичленному лак-тонному циклу. Характер данного поглощения сохраняется и при съемке ИК спектров разбавленных растворов 36 в тетрахлорметане (концентрации от 5 до 1,25 мМ-л ). Изучение молекулярной модели соединения 36 показало, что подобная ситуация реализуется лишь в случае 11-конфигурации хирального центра С(5). Сделанное отнесение конфигурации, как и в случае серии А, было дополнительно подтверждено при помощи спектроскопии ДОБ.

1.3. Реализация стереоизбирательности в алвдолеподобных превращениях полиалкоксиалвдегццов 2,и 21 (серии Л-Н)

Основные стереохвмичеокие результаты, получешше нами в ходо изучения альдолеподобных превращений полиалкоксиальдегидов I, 2

Таблица 4

Лльдольная стереоизоирательность в алвдолеподобннх превращениях полиалкоксиальдегдцов I, (серии А-Н)

Серия

Конфигурация альдольного блока

основной изомер : минорный изомер

А-Б 51?, 66 си н 53,63 а н т и

Е-Г 55,611 с и и бЗ.бЭ а н т и

а 5$а> - 5В?> Н 51$)

квазиобращение конфигурации по сравнению о сериями А-Б; квазиобращение конфигурации по сравнению о сериями Е-Р.

и 21 при действии на них магниевых ендиолятов арилукоусных кислот 3, 59, суммированы в табл. 4.

С целью достижения максимальной наглядности относительные конфигурации хиральпого блока и(3)-С(7) соединений серий А-Н были представлены нами в рамках номенклатуры Масамуне (табл. 5).

Далее, опираясь на концепцию стереодифференциации, выдвинутую Акабори, и на' вытекающее из этой концепции понятие о диа-стереофасних дифференцирующих реакциях, а также используя представления о взаимной ориентации субстрата и реагента в альдоле-подобных реакциях, мы постулировали следующие пути реализации алвдегвдной стереоизбирательности, адекватно отражающие данные табл. 5.

В соответствии с классификацией диастереодифференцирующих реакций Идзуми и Таи, алвдолеподобные превращения в сериях веществ А-Б и £ могут быть охарактеризованы как конформациошше диастереодифференцирующие реакции, поскольку в молекулах субстратов I, и 2 хираяьгшй центр-индуктор и вр^-прохиралишй центр (альдегидная группа) способны к образованию диастереонулевой плоскости на статистической основе. При этом мы полагаем, что в рамках упомянутых серий могут быть реализованы две различные диастереонулевые плоскости в зависимости от того, который из алкоксизамещенных хиралышх атомов углерода будет оказывать дифференцирующее влияние. В нижней части рис. 4 и 5 суммированы основные черты, характерные для этих процессов.

Таблица 5

Представление относительных конфигураций продуктов алвдолеподобных превращений полиалкоксиальдегздов £, 2_ и 21 при помощи номенклатуры Масамуне

; . Конфигурация блока С(3)-С(7)

Серия:-:-

: основной изомер : минорный изомер

А-Б

Е-3

О он он

Нч

Аг

Ь. /с2

о он он

%хААн

Аг ^

Ра

с и н, а н т и

с и н, с и н

он оя

а н т и, с и н

а н т и, с и н ^

Н

о он оме

1ЧАхМ>

РЬ. РЬ ¿^ Рг

X

о ?н он

н

X V РЬ РЬ ¿¡_ ,Рг

"с;

а я т а

с 2 Н

о ОН ОМе

о X *>н рь рь 5 Рг

с 3 н

/ХМ2.

%

о—-м$х %

он ои'

г г

ЭФФЕКТ: дифференцирующее влияние заместителя при о^-хиральном атоме

ПРОЦЕСС: "ближняя" дифференциация РЕЗУЛЬТАТ: 1,2-а н т и-стереоизбирательность

Рис. 4. Реализация альдегидной стереоизбирательности в сериях А-Б и 0.: доминирующий изомер

О

он

Ой.' !

о— -ид.. 1 / ^Н/

л

н и

94 (

Ск

Ра

"С'

ЭФФЕКТ: дифференцирующее влияние заместителя при^-хиральном атоме

ПРОЦЕСС: "дальняя" дифференциация РЕЗУЛЬТАТ: 1,3-а н т и-стереоизбирательность

Рис. 5. Реализация альдегидной стереоизбирательности в сериях А-Б и й: минорный изомер

Вывод к процессу образования доминирующего стереоизомера может быть сформулирован так. Впцинальный хиралышй центр играет определяющую роль в стереорегулировапии процесса (см. рис. 4).

В свою очередь, вывод, который мы связываем о образованием минорного стереоизомера, может быть сформулирован следующим образом. Более удаленный хиральный центр играет второстепенную роль в стереорегулировшши процесса (см. рис. 5).

Переход к алвдолеподобиым превращениям! частично защищенной ди-алвдозы 21 (серии Б-Р) приводит к обращению плвдегцщшй стереоиэби-рателыюсти для основного изомера и сохранению ее жо - дпл мпнсргого (табл. 5). Иными словами, данные статической стереохимии указывают на отсутствие стереодифференциации за счет альдегидного партнера.

В соответствии с этим мы предлагаем единстве1шую схему реализации альдегидной стереоизбирательности для соединений этих серий (рис. 6).

ХМЗ—О,

Г% и %

п—.тм

н—с/ Н о

о.

Л

ОН

I

I

он

т

НО Сб (^4 '

/ \ и и

о.

ЭФФЕКТ: дифферевдиругащее влияние заместителя при р-хиральном атоме за счет образования внутримолекулярной халатной структуры

ПРОЦЕСС: "дальняя" дифференциация с фиксированной диастереону-

левой плоскостью РЕЗУЛЬТАТ: 1,3-а н т и-стереоизбщэательность

Рис. 6. Реализация альдегидной стереоизбирательности в сериях Б-Р и Н: все соединения

Наличие у диалвдозы 21 незащищенной гидрокоигруппы 011(3) в условиях четырехкратного избытка енолятного партнера, к тому же частично диссоциированного, приводит in situ к образованию алко-голята магния.

Предполагаемое замыкание внутримолекулярного хелатного цикла (см. рис. 6) изменяет характер диастереонулевой плоскости, придавая ей частично "конфигурациишый" оттенок, что, в свою очередь, приводит к абсолютному доминированию стереодифференциации, осуществляемой за очет влияния заместителя при р-хиралъном атоме углерода, иными словами, к отсутствию стереоизомерии по С(5).

В то же время стереодифференциация за счет енолятного партнера в сериях веществ Б-Р имеет место - как это следует из данных спектроскопии КД (см. вше табл. 3), - очеввдно, за счет двух возможных вариантов ориентации атома водорода и арильного заместителя относительно оси атакующей частицы.

Наконец, альдолеподобное превращение, осуществленное в рамках серии вещеотв Н, является дополнительным аргументом в пользу предполагаемой реализации стереоизбирательности в сериях E-F. После того, как нами были исключены оба диастереогенных фактора - и со стороны енолятного партнера (вследствие лишения его sp^-npoxn-ральности), и со стороны карбонильного партнера (за счет фиксирования диастереонулевой плоскости), результатом явилось получение единственного стереоизомера 35, что свидетельствует об отсутствии стереодифференциации как за счет субстрата, так и за счет реагента.

Окончательный вывод к процессу образования всех стереоизоме-ров в сериях веществ Б-F и Н может быть сформулирован следующим образом. Фиксация диастереонулевой плоскости приводит к парадоксальному доминированию "дальней" стереодифференциации.

Таким образом, попользованный нами при изучении алвдолеподо-бных превращений в оериях веществ Л-Н принцип селективного подавления стереодифференциации позволил, во-первых, предложить адекватные пути реализации стереоизбирательности во всех указанных сериях, а, во-вторых, рекомендовать взаимодействие ^-гидроксисо-держащих субстратов и реагентов, включающих темплатный металл (серии E-F и Н), как метод прямого контроля стереохимии альдоле-подобных процессов о целью достижения исключительного доминирования о и н-альдегидной стереоизбирательности, не характерюй для данных превращений полиалкоксикарбонильных субстратов при реализации традиционных синтетических подходов.

2. Взаимодействие фураноюшого полиалкоксикетона с магниевым еадиолятом фашлуксусной кислоты

Следующим блоком нашего исследования явилось изученио сте-реоизбирателшости при взаимодействии фураноидного полиалкоксикетона 38 о магниевым ендиолятом фенилуксусной кислоты Д. Оказалось, что результат этого взаимодействия зависит от условий выделения продуктов.

Так, при использований для подкиоления иаснщсшюго раствора хлорвда аммония образуется смесь стереоизомергых разветвленных оксикислот этерификация которой приводит к получении индивидуальных эфиров 40 и 41 (серия веществ К).

Напротив, при использовании для подкисления Южного раствора уксусной кислоты нам удалось выделить единственный продукт 42, перлетилирование которого дало соответотвутаций эфир 43 (серия Ь).

Конфигурации хирального центра С(3) в эфирах 40 и 41 были установлены нами на основании различий в их *Н ЯМР спектрах, в соответствии о чем эфиру 40 была приписана Б-алло-, а его сте-реоизомеру 41 - Б-глюко-конфигурация.

1. 3 /ТГФ ( -0 2. 10%-ный Р-Р АсОН '

-•йо

38

Соеди-;л ш:[8] нение: мако' ; макс

Нео

О \ ОН РЬ

42

НбдЗО^ /На 2С03/бензо МФК

42

215 +45300

МеО-

Спектры кругового дихроизма ряда соедииений серии К и Ь характеризуются интенсивными эффектами Коттона в ближнем ультрафиолете (см. таблицы-врезки на соответствующих схемах превращений) . Применяя к этим соединениям корреляцию Барта, Джерасси и сотр., аналогично тому, как это было сделано ранее в сериях А-Б, мы установили, что хиральный центр С(з') обладает 3-конфигурацией.

В соответствии о вышеизложенным мы предлагаем схему реализации кетонной стереоизбирательности в серии К, изображенную

ИЗ

Основной изомер Минорный изомер

Рис. 7. Реализация кетонной стереоизбирательности в серии К

Таким образом, можно заключить, что при альдолеподобном превращении фураноидного полиалкоксикетона 38 наблюдается умеренная (порядка 3,5:1) с и н-альдольная стереоизбирательность.

3. Новый подход к интерпретации индуцированного кругового дихроизма в прохиралышх гем-диарильннх соединегшях

Образующийся в результате введения гем-диарильной группировки центр С(6) в соединениях серий & и Н является прохиральным.

Таблица 6 Тем не менее спектры кругового дихроизма соединений этих серий в ближнем ультрафиолете характеризуются достаточно интенсивными отрицательными эффектами Коттона (табл. 6). На рис.8 представлен вид спектров КД для всех соединений серии А в пропаноле-2.

Нами было предпринято исследование зависимости обнаруженного индуцированного кругового дихроизма от растворителя, от концентрации и от времени выдерживания раствора. Это исследование показало весьма малую чувствительность наблвдаемых эффектов Котто-_ на ко всем произведенным воздействиям. Г9]-ю"3

Параметры индуцированного КД соединений серий й и Н в пропаноле-2

Соеди-:л пение : макс

,нм

М.

макс

31

32

33

Г«"

34

35

36

37

222

223

227

232

238

230,5

237,5

-11500 . -7000 • -900 -4400 -350 -5000 -2750

Л (ни)

-5 ■

и

Рис. 8. Спектры индуцированного КД соединений серии (I в пропаноле-2

33

200

300

Л (ни)

2

Наряду с этим, тщательное изучение литературы привело к выводу о кардинальном отличии обнаруженного нами явления от подавляющего большинства известных проявлений индуцированного кругового дихроизма. Это обстоятельство позволяет нам выдвинуть собственную концепцию явления индуцированного кругового дихроизма, в соответствии с которой мы предлагаем (рис. 9) все проявления данного феномена разбить на два класса в зависимости от того, обусловлены ли эти проявления каким-либо внешним воздействием, а именно: "извне шщуцированный" и "внутренне индуцированный" круговой дихроизм.

Рис. 9. Новая концепция индуцированного кругового дихроизма

Тем самым наблюдаемые нами экспериментальные факты подпадают под определение внутренне индуцированного кругового дихроизма и в первом приближении могут быть объяснены возникновением в терминальных фрагментах молекул локальной спиральной хираль-ности, аналогичной той, которая имеет место в трехлопастных мо-лекуляршх пропеллерах.

ВЫВОДЫ

1. Для изучения алздолеподобных превращений хиралышх поли-алкоксикарбонильных субстратов выдвинут и реализован принцип селективного подавления стереодифференциации.

2. Предложен эффективный метод контроля стереохимии альдоле-подобных реакций за счет использования хиральных р-гидроксисо-держащих субстратов и реагентов, включающих темплатный металл.

3. Обсуждены возможные пути реализации стереоизбирательнос-

ти в 9 сериях альдолеподобннх превращений, осуществляемых на хиральной матрице фуранодяних циклов.

4. Предложен способ получения 7,3-гептуронолактопов через частично защищенные диалвдопроизводные.

5. Разработан простой и эффективный метод С1штеза гем-ди-арилышх карбоксисоединений, основанный на одномоментном вппде-нии арилышх групп.

6. Изучены хироптические свойства девяти систем динамически связашшх ахиралышх хромофоров и трех внутренне хиралышх хромофоров.

7. Обнаружена редко встречающаяся разновидность явления индуцированного кругового дихроизма; предложена собственная концепция этого явления как целого.

Основные результаты-диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Жданов Ю.А., Богданова Г.В., Доронькина (Болуженко 0.BJ. Реакция Иванова с 1,2-0-циклогексилиден-3-0-бензпл-<у,-В-кснло-пентадиальдо-1,4-фуранозой // Докл. АН СССР. - 1975.-Т.222, )Ь I. - С .104-106.

2. Жданов Ю.А., Богданова Г.В., Доронькина (Бслужонко О.В.). Реакция Иванова с 1,2-0-цпклогексилвдвн-3-0-метил-<£-1)-ксило-пентадиалвдо-1,4-фуранозой //Докл. АН СССР. - 1977.-Т.237.

3. Доронькина (Белуженко О.В.), Богданова Г.В., Жданов Ю.А. Некоторые стереохимические результаты репкции Иванова с производными диалвдозы // Тез. докл. У1 Всесоюзн. конф. по химии и биохимии углеводов (Ростов-на-Дону - 1977). - М.: Наука, 1977. - С.35-36.

4. Жданов Ю.А., Богданова Г.В., Доронькина (Белуженко О.В.). Синтез уронолактонов по реагарш Иванова //Докл.АН СССР. - 1980. -Т.251, № I. - С.118-121.

5. Жданов Ю.А., Доронькина (Белуженко О.В.), Богданова Г.В. Синтез разветвленных производных 1,2:5,6-ди-0-циклогвксиладеп--oi-D-рибогексофураноз-З-улоэы по реакции Иванова// Докл.АН СССР. - 1980. - Т.253, № 3. - С.618-621.

6. Доронькина (Белуженко О.В.), Жданов Ю.А., Богданова Г.В. Стереохимия продуктов реакции Иванова с защищенными дппльдофу-ранозами // Тез.докл. УП Всесоюпн.конф. по химии и биохимии

углеводов (Пущино - 1982). - Пущино, 1982. - С.146-147.

7. Жданов Ю.А., Доронькина (Белуженко О.В.), Богданова Г.В. Стереохимия реакции Иванова о 1,2-0-циклогекоилиден-3-0-бензил--«;-В-ксило-пентадиалвд&-1,4-фуранозой//Докл.АН СССР. -1983.-Т.268, № 6. - C.I407-I409.

8. Жданов Ю.А., Белуженко О.В., Богданова Г.В. Синтез диасте-реоморных аналогов троповой кислоты по реакции Иванова // Докл. АН СССР. - 1985. - Т.285, № 3. - С.636-639.

9. Жданов Ю.А., Богданова Г.В., Белуженко О.В. Магнийорганиче-ские соединения - реактивы Иванова в реакциях с углеводными субстратами // Тез. докл. Ш Всесоюзн. конф. по металло-органической химии (Уфа - 1985). - Уфа, 1985. - 4.1.-С.74.

10. Жданов Ю.А., Богданова Г.В., Белуженко О.В. Нуклеофильное ацилирование оксо-фор*л моносахаридов реактивами Иванова // Нуклесфмыше реакции карбонильных соединений. - Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1985. - С.18.

11. Жданов Ю.А., Богданова Г.В., Белуженко О.В. Синтез и свойства гомосопряжошшх 1,3-дикарбонилышх производных углеводов // Химия дикарбонилышх соединений. Тез. докл. У1 Всесоюзн.конф., посвящ. 95-летию со дня рождения академика АН ЛатвССР Густава Ванага (Рига - 1986). - Рига, 1986.-С.100.

12. Beluzhenko O.V., Levitan G.E., Mikshiev Уи.М., Bogdanova G.V., Kornilov V.I., Zhdanov Yu.A. Methylene-Dimethyloxosul-phurane and Magnesium Enolates as Reagents of High Stereoselectivity in Carbohydrate Synthesis // Abstr.Pap. VI Int. Conf. Organio Synthesis (Moscow, USSR - 1986). - Puslichino,

1986. - P.170.

13. Поленов B.A., Богданова Г.В., Белуженко О.В., Жданов Ю.А. Индуцированная хиральиость в углеводных аналогах о^-фенил-троповой кислоты // Докл. АН СССР. - 1987. - Т.294, № 2. -С.383-386.

14. Поленов В.А., Богданова Г.В., Белуженко О.В., Жданов Ю.А. Простая дифференциация в реакции нуклеофилыюго присоединения ендиолята I-нафталинуксусной кислоты к 1,2-0-циклогек-силидеп-^-Б-ксилскпонтадиальдск£уранозе // Докл. АН СССР. -

1987. - Т.295, № 2. - С.385-388.

15. Поленов В.А., Белуженко О.В., Богданова Г.В., Жданов Ю.А. Стереохимия нуклеофильного присоединения ендиолята фенилук-

сусной кислоты к 1,2:5,6-ди-0-циклогексилпден-а'-1>-рпбо-гек-софураноз-3-улозе // Докл. АН СССР. - 1987. - Т.296, Jf 3. -C.6II-6I4.

16. Белуженко О.В., Богданова Г.В., Поленов В.Л., Жданов Ю.Л. Высокостереоселективный синтез б-арил-б-дезокоигептуроновых кислот // Тез. докл. У1П Всесоюзн.конф. по химии и биохимии углеводов (Тбилиси - 1987). - Пущино, 1987. - С.51.

17. Белуженко О.В., Богданова Г.В., Тюменев В.А., Жданов Ю.А. Синтез и изучение конформационно нежестких уронолпктонов при помощи спектроскопии кругового дихроизма // Тез. докл. I Обл. Совещ. по физической и органической химии с участием вузов Северюго Кавказа (Ростов-на-Дону - 1989). - Ростов-на-Дону, 1989. - С.69.

18. Богданова Г.В., Белуженко О.В., Жданов Ю.А. Высокостереоселективный синтез oi-D-ксилопроизводных oi-фенилтроповой кислоты // Там же. - С.71.

19. Beluzhenko O.V., Bogdanova G.V., Tumenev V.A., Zhdanov Yu.A. The diaatereoface selection in the nucleophilic addition reactions of arylaoetic acid enediolatea to I,2-0-cyclohexyli-dene-cd-D-xylo-pentodialdofuranoae // Abotr.Pnp. V th Eur.Carbohydrate Symposium (Prague, Czechoslovakia - 1989). - Prague, 1989. - P. A-I65.

Заказ 1421. Тираж 100 экз. Объем I п.л.

Фортат 60 х 84 1/16. Бесплатно.

Ротапринт Н1СИ. г.Ростов н/Д,Социалистическая,112