STEREOCHEMIA ORGANICZNA

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "STEREOCHEMIA ORGANICZNA"

Maja Madej
7 lat temu
Przeglądów:

1 STERECEMIA RGANICZNA Sławomir Jarosz Wykład 6

2 Jak otrzymać związki optycznie czynne??? 1. Ze związków chiralnych a. Klasyczny : A (rac) b. Rozdział mieszaniny racemicznej na CIRALNEJ kolumnie (Y. kamoto, T. Ikai, Chem. Soc. Rev., 2008, 37, ) c. Kinetyczny: A (rac) d. Dynamiczny: A (rac)

3 1a. Klasyczny rozdział racematu C 2 C 3 C 6 13 C 3 oktanol-2 pirydyna C 6 13 Me N racemat Me N brucyna NR 3 *NR 3 C 2 C 3 * C 6 13 C 3 C 6 13 C 3 Krystalizacja, regeneracja diastereoizomery C 6 13

4 1c. Kinetyczny rozdział racematu Chx Chx Chx Chx

5 1d. Dynamiczny rozdział racematu enzym Ph R Ph CR + Ph enancjoselektywne właściwości enzymu CR Ph Ru-cat. Ph Ph E = ln[1 - c (1+ee p )] ln[1 - c (1- ee p )] c = konwersja, eep - nadmiar enancjomeryczny produktu Ph Ph C Ph Ru Cl C Enzymatyczny rozdział: Bäckvall and co-workers, Chem. Eur. J. 2006, 12, gólnie o enzymach w biotransformacjach: K. Faber,.. Angew. 2008, 47, (minireview)

6 Jak otrzymać związki optycznie czynne??? 2. Ze związków chiralnych Przeniesienie chiralności łatwo dostępnych optycznie czystych związków naturalnych na produkt(y) R N 2 * * * * cukry aminokwasy terpeny Z oczywistych powodów (wiele centrów stereogenicznych) cukry są najdogodniejszymi chironami

7 CIRN APPRAC R R R R 5 1 R R C 5 1 CR R 5 1 C 2 R R R R R R R S. anessian, Total Synthesis of Natural Products: The Chiron Approach, B. Fraser-Reid, Acc. Chem. Res. 1996, 29(2), 57-66

8 Jak otrzymać związki optycznie czynne??? 3. Ze związków achiralnych Synteza asymetryczna Kataliza (w tym organokataliza) Reakcje diastereoselektywne z użyciem pomocników Desymetryzacja związków symetrycznych

9 Desymetryzacja symetrycznych pochodnych 1. Chemiczna LiNR* 2 R lub R M. Majewski, Tetrahedron Letters, 1999, 40, ; Solid support: P.G. Williard, Tetrahedron: Asymm. 2006, 17, Enzymatyczna R R R lub R R R R Przykładowo, L.Y. Chen, et. al.. JC, 1996, 51, 834; R. staszewski i wsp. Tetrahedron: Asymmetry, 2005, 16, 2475

10 Reakcje enancjoselektywne + Ph

11 Reakcje enancjoróżnicujące D D D A B X* * + A B A * B Reakcje diastereoróżnicujące D D D A C B X A C A B + A C B B A > B

12 Reakcje enancjoselektywne + CR CR Me Me Small-Molecule C- donors in Asymmetric Catalysis A.G. Doyle, E.N. Jacobsen, Chem. Rev. 2007, 107 (12),

13 Synteza asymetryczna (privileged catalysts) Symetria C 2 Symetria C 1 T.P. Yoon, E.N. Jacobsen, Science, 2003, 299, 1691 K. Maruoka, T. oi Chem. Rev. 2003, 3013

14 R t-bu N N Cr + t-bu Me t-bu BF 4 (-) t-bu 2% kat. Me R Me R Synteza asymetryczna: P. Kwiatkowski et.al. TA; 2005, 17, 2959

15 Reakcje diastereoselektywne Me + R * Me R CR * CR * CR * CR * Me Me Me Me Me CR Me CR R* = N S sultam ppolzera

16 Synteza asymetryczna Pomocniki chiralne (chiral auxiliary) X N X N R R = (mentol) R = Ph 8-fenylomentol (Corey, 1978) S sultam ppolzera Evans aux. X =, S Ph Ph Ph Ph TADDL (Seebach) N N 2 SAMP + wiele wiele innych Me Enders N N 2 RAMP Me

17 Jak powstały związki optycznie czynne i optycznie czyste?? omochiralność D-cukry i L-aminokwasy C R N 2

18 Jak powstały związki optycznie czynne i optycznie czyste?? Czy układy cykliczne złożone z równomolowej ilości antypodów optycznych mogą być chiralne?? Cyklo-stereoizomeria

19 Czy układy cykliczne złożone z równomolowej ilości antypodów optycznych mogą być chiralne?? Cyklo-stereoizomeria

20 Jak powstały związki optycznie czynne i optycznie czyste?? W roku 1957 Lee i Young zaproponowali parity violation (różne prawdopodobieństwo występowania danego procesu i jego odbicia lustrzanego. W słabych oddziaływaniach jądrowych (weak forces) zaobserwowano, że cząstki beta emitowane przez radioaktywne jądra mają zaburzoną symetrię: elektrony left-handed występują częściej niż ich odbicia lustrzane. Główną konsekwencją tego faktu było stwierdzenie, że CIRALNŚĆ występuje już na poziomie cząstek elementarnych!! bliczenia wykazały, że energia enancjomerów ma RÓŻNĄ wartość!!! Dla D- oraz L-aminokwasów ta różnica energii wynosi od do J/mol Przegląd: B. Ferringa et.al. Angewandte 1999, 38,

21 Jak powstały związki optycznie czynne i optycznie czyste?? Można wyróżnić kilka mechanizmów powstania związków optycznie czystych Np. światło kołowo spolaryzowane (bądź synteza asymetryczna, bądź kinetyczny rozkład racematu). CPL Me Me Przegląd: B. Ferringa et.al. Angewandte 1999, 38,

22 Jak powstały związki optycznie czynne i optycznie czyste?? Można wyróżnić kilka mechanizmów powstania związków optycznie czystych Np. światło kołowo spolaryzowane (bądź synteza asymetryczna, bądź kinetyczny rozkład racematu). Niewątpliwie najbardziej interesującym zjawiskiem jest CIRAL AMPLIFICATIN Jest to zjawisko, w którym nadmiar enancjomeryczny produktu jest dużo większy niż chiralnego pomocnika lub katalizatora A.R.A. Palmans, E.W. Meijer, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, ; Predicting amplification of chirality is still impossible, but it appears to be a balance between different types of interactions, the formation of an intrinsically chiral object, and cooperative aggregation processes. Przegląd: B. Ferringa et.al. Angewandte 1999, 38,

23 Jak powstały związki optycznie czynne i optycznie czyste?? % ee products 100% enancjoselektywność syntezy asymetrycznej E E prod = E E 0 ee aux 0% 100% % ee Chiral aux. M + L R + L S ML R L R + ML S L S + ML S L R Produkt reakcji jest jednocześnie katalizatorem Kagan.B.* JACS 1994, 116, produkty

24 Jak powstały związki optycznie czynne i optycznie czyste?? DL-leucyna (+) CPL (213 nm) L-leucyna 2% ee N i-pr 2 Zn N Wysokie ee N N Zn(i-Pr) N N Asymetryczna autokataliza chiralny inicjator Ph CMe ee (%) ca 0.1 (S) ca 0.1 (R) produkt ee (%) 68 (R) 70 (S) Ph C 3 C ca 0.1 (S) ca 0.1 (R) 79 (R) 85 (S) K. Soai et.al. Acc. Chem. Res. 2000, 33,

25 Planowanie syntez związków optycznie czynnych Ph

26 TARGET R R R Me

27 CIRN APPRAC Ta metoda oparta jest o reakcje DIASTERESELEKTYWNE R 5 R 1 R R C 5 R 1 CR R 5 1 R C 2 R S. anessian, Total Synthesis of Natural Products: The Chiron Approach, B. Fraser-Reid, Acc. Chem. Res. 1996, 29(2), R R R R R R Bn Bn Bn Me SnBu 3 LA Bn Bn Bn Bn Bn Bn C 2 R Bn Bn Bn C 2 Me

28 Me 2 C Bn Bn Bn Me 2 C Bn Bn Bn Bn Bn Bn C 2 Me

Podobne dokumenty

b. Rozdział mieszaniny racemicznej na CHIRALNEJ kolumnie (Y. Okamoto, T. Ikai, Chem. Soc. Rev., 2008, 37, )

b. Rozdział mieszaniny racemicznej na CHIRALNEJ kolumnie (Y. Okamoto, T. Ikai, Chem. Soc. Rev., 2008, 37, ) Jak otrzymać związki optycznie czynne??? ławomir Jarosz stereochemia- wykład VII Ze związków chiralnych 1. ozdział racematu a. Klasyczny : A (rac) 50% A() 50%A() b. ozdział mieszaniny racemicznej na CIAEJ