Практикум: энантиоселективный синтез

Энантиомерный состав и расщепление

Расчётные задачи по этой теме сводятся к трём связям: между ee и долями энантиомеров, между конверсией и ee при кинетическом расщеплении и между чистотой реагента и чистотой продукта.

Как решать задачу на энантиомерный состав

1. Переходите от ee к долям: главного энантиомера (100 + ee)/2 %, минорного (100 − ee)/2 %.
2. При кинетическом расщеплении первого порядка остаток быстрого энантиомера равен остатку медленного в степени s.
3. Если хиральный реагент или вспомогательная группа не вполне чисты, ee продукта равен произведению de реакции на ee реагента.

Синтез одного энантиомера

Во второй части практикума нужно выбрать метод получения одного энантиомера. Удобно перебирать варианты по порядку — от самого простого к самому сложному.

Как спланировать синтез одного энантиомера

1. Проверьте, есть ли в хиральном пуле вещество с нужным стереоцентром; если есть — стройте синтез из пула.
2. Если стереоцентр создаётся восстановлением C=O или окислением C=C, выберите каталитический метод: CBS, Нойори, Шарплесс или AD-mix.
3. Если нужно α-замещённое карбонильное соединение, используйте вспомогательную группу (Эванс, Эндерс, Майерс).
4. Если под рукой рацемат, проведите кинетическое или, лучше, динамическое кинетическое расщепление.

Итоги тридцать второй темы

Тема показала, как получить один энантиомер и проверить его чистоту. Энантиомерный избыток измеряют хиральной хроматографией, спектрами ЯМР диастереомерных производных (кислота Мошера) или по оптическому вращению. Рацемат можно разделить кристаллизацией диастереомерных солей или кинетически, и тогда выход одного энантиомера ограничен 50 %, если субстрат не рацемизуется по ходу реакции. Хиральный пул даёт готовые стереоцентры, вспомогательные группы Эванса, Эндерса и Майерса переносят хиральность на новый стереоцентр, хиральные реагенты Брауна гидроборируют и восстанавливают с высоким ee, а каталитические методы — CBS, эпоксидирование и дигидроксилирование по Шарплессу, гидрирование по Нойори — создают стереоцентры с малым количеством хирального вещества. Следующая, последняя тема курса посвящена олимпиадной практике: в ней собраны задачи по всему курсу.