STEREEMIA RGAIA Wykład 6 Typowe energie (ev) i współczynniki orbitalne 1.5 1.0 0 +3.0 1.0 +0.5-0.5 +2.5-10.5-9.1-10.9-9.0-9.1-8.2-9.5-8.5 Me x (-8.5 ev) (+2.5 ev) x+n y (~0 ev) y+m (-10.9 ev) Me x x+n y y+m 1.0-9.1 +0.7-8.5-0.3-9.3 +2.3-8.7 Warunek najlepszego nakładania orbitali c ij = max. Me
Drugorzędowe efekty stereochemiczne reakcji pericyklicznych + + Kataliza reakcji Dielsa-Aldera kwasami Lewisa All 3 3 Me Me 2 3 Me 2 3 Me 2 3
1,3-cykloaddycja dipolarna + + 2 + + 2 Me 2 Me reakcje cheletropowe Jest to sub-klasa reakcji cykloaddycji. Jedyna różnica polega na tym, że oba nowe wiązania są tworzone na jednym atomie jednego z reagentów + + 2 2 : S 2 p T S 2 n S 2 + S 2 + 2 2 podejście suprafacjalne + : S 2 S + : S 2 2 S 2 ułożenie grup metylowych wskazuje na podejście suprafacjalne podejście antarafacjalne S S
T h T T Przegrupowania sigmatropowe Są to takie reakcje, w których wiązanie przesuwa się wzdłuż systemu sprzeżonego w nowe położenie. Typowym przykładem jest przegrupowanie [1,5] oraz [3,3] Substytucja nukleofilowa (S 2) i elektrofilowa (S E 2) Podstawienie S 2 biegnie z inwersją konfiguracji, zaś podstawienie S E 2 zwykle z retencją u - E + u E Jeśli proces jest uzgodniony ('concerned') to wiązania powinny tworzyć się (i rozrywać) w tym samym czasie. Ponieważ liczba par elektronowych jest nieparzysta (n = 3) to proces powinien być suprafacjalny. u () E () E () u () Me D Me Et 250 o Me D Me Et oddz. antywiążące oddz. wiążące inwersja retencja oddziaływania antywiążące oddz. wiążące retencja oddziaływania wiążące (2x) inwersja oddziaływania wiążące (1x) Bn Bn Bn Ac l R 3 Sn (-) Bn Bn Bn Ac SnR 3 Bn Bn Bn AcLi Li Burkhart, Kessler Tet. Lett. 1998
Jak powstały związki optycznie czynne i optycznie czyste?? Przegląd: B. Ferringa et.al. Angewandte 1999, 38, 3418-3438
W reakcjach chemicznych związków nieczynnych optycznie pod nieobecność zewnętrznych źródeł chiralności powstają zawsze związki nieczynne optycznie Mogą to być albo układy achiralne (np. kwas mezo-winowy) albo też racemiczne (równomolowe mieszaniny) np. kwasu R,R-winowego oraz S,S-winowego) Racematy mogą różnić się temperaturą topnienia od czystych enancjomerów!!! Jeśli zatem mamy wzbogacony racemat (tzn. mieszaninę enancjomerów np. w proporcji 85:15) to czysty enancjomer można otrzymać przez krystalizację. Me Me
IRAL AMPLIFIATI % ee products 100% enancjoselektywność syntezy asymetrycznej E E prod = E E 0 ee aux M + L R + L S ML R L R + ML S L S + ML S L R Kagan.B.* JAS 1994, 116, 9430-9439 0% 100% % ee hiral aux.
Jak powstały związki optycznie czynne i optycznie czyste?? DL-leucyna (+) PL (213 nm) L-leucyna 2% ee i-pr 2 n Wysokie ee n(i-pr) Asymetryczna autokataliza chiralny inicjator Me ee (%) ca 0.1 (S) ca 0.1 (R) produkt ee (%) 68 (R) 70 (S) 3 ca 0.1 (S) ca 0.1 (R) 79 (R) 85 (S) K. Soai et.al. Acc. hem. Res. 2000, 33, 382-390
Jak otrzymać związki optycznie czynne??? e związków chiralnych Rozdział racematu a. Klasyczny : A (rac) 50% A(R) + 50%A(S) b. Rozdział mieszaniny racemicznej na IRALEJ kolumnie (Y. kamoto, T. Ikai, hem. Soc. Rev., 2008, 37, 2593-2608) c. Kinetyczny: A (rac) 50% A(R) + 50%B(S) d. Dynamiczny: A (rac) 100% A(R) lub 100%A(S)
Dynamiczny rozdział racematu R enzym R Ru-cat. enzym szybko R + wyd. chem. 46% ee 93% E = 66 R wyd. chem. > 80% ee 86% Ru-cat. Ru l R wolno E = enancjoselektywne właściwości enzymu ln[1 - c (1+ee p )] ln[1 - c (1- ee p )] c = konwersja, eep - nadmiar enancjomeryczny produktu Enzymatyczny rozdział: Bäckvall and co-workers, hem. Eur. J. 2006, 12, 225-232 gólnie o enzymach w biotransformacjach: K. Faber, Angew. 2008, 47, 8782-8793 (minireview)
Jak otrzymać związki optycznie czynne??? e nieracemicznych związków chiralnych hiron approach * * * * cukry 2 R aminokwasy terpeny S. anessian, Total Synthesis of atural Products: The hiron Approach; B. Fraser-Reid, Acc. hem. Res. 1996, 29(2), 57-66 Przykład Bn Bn Bn Bn Bn Bn Br 4, 3 P Br Bn Bn Bn Bn Bn Bn Bn Bn Bn M. Malik, G. Witkowski, M. eborska, S. Jarosz, rg. Lett., 2013, 15, 6214-6217 Bn Bn Bn Bn Bn Bn
Jak otrzymać związki optycznie czynne??? e związków achiralnych Synteza asymetryczna Kataliza (w tym organokataliza) Reakcje diastereoselektywne z użyciem pomocników Desymetryzacja związków symetrycznych hemiczna, Enzymatyczna R R R R R lub Reakcje enancjoróżnicujące A D B D * * + A B A D * B D D D Reakcje diastereoróżnicujące A B A A B + A B B