|
Химия углеродов - Кочетков Н.К.Скачать (прямая ссылка):  153 в диметилформамиде. Эта реакция представляет серьезный интерес, так как приводит к производному сахара с обращенной конфигурацией у одного углеродного атома, как это видно на примере тозилата XXXII 10в: н3С В моноциклических системах определенное влияние на ход замещения оказывает размер цикла. Значительно легче, чем в открытой цепи, протекает замещение в пятичленном цикле, в то время как в шестичленном цикле эта же реакция проходит значительно труднее *. Так, например, при действии бензоата натрия на З-О-мезильное производное XXXIII происходит гладкая замена мезилоксигруппы 107 и образуется производное О-рибозы XXXIV. 0СН2РЬ РЬСОО 0СН2РЬ ХХХШ XXXIV Однако наибольший интерес для химии Сахаров представляют реакции нуклеофильного замещения в шестичленном пиранозном кольце. Эти реакции протекают достаточно трудно и только с применением сильных нуклеофильных агентов, таких, например, как иодметилат трифенил-фосфита 108. Особый интерес представляет нуклеофильное замещение тозилатов и мезилатов в пиранозах на бензоилоксигруппу при действии бензоата натрия, поскольку эта реакция позволяет получать моносахариды с обращенной конфигурацией у заданного углеродного атома. Такое замещение долгое время не удавалось осуществить, и только применение в качестве растворителя диметилформамида и продолжительное нагревание при высокой температуре привело к успеху. * Это явление объясняется возникновением так называемого «1-напряження» цикла в переходном состоянии вследствие изменения координационного числа атома углерода, подвергающегося иуклеофильной атаке97. 154 Гл. 5. РЕАКЦИИ И ПРОИЗВОДНЫЕ ГИДРОКСИЛЬНЫХ ГРУПП МОНОСАХАРИДОВ Так, при взаимодействии 2,3-ди-0-бензоил-4,6-ди-0-мезил-а-метил-0-галактозида с беизоатом натрия в диметилформамиде протекает замещение обеих мезилоксигрупп, из которых одна является первичной, а вторая — вторичной аксиальной, и образуется производное О-глюкозы 10в. М?;0 СНгОМв СН2ОСОРЬ лД^°ч Рьсоома> рьсооЛА^о РЬСОО осн3 РЬСОО ОСТЦ Известно, что нуклесфильное замещение аксиального заместителя в шестичленном цикле протекает легче, чем экваториального. Однако совсем недавно показано, что замещение экваториальной мезилоксигруппы также удается форсировать, применяя жесткие условия, как, например, ъ случае а-метил-2,3-ди-0-бензоил-4,б-ди-0-мезил-?>-глюкозида 110: сн„ом5 V сн.осорь рьсоо ^Сна №г0° осн. Аналогично удалось заменить экваториальную тозилоксигруппу в производном ?>-глюкозы XXXV, причем с высоким выходом образуется производное ?>-аллозы ш: сн=осор1л сн^осори рисоо-А^д^-о Рисооыа И1С0С>Л^\--^'0\ ТвО-^----^А^ОСОРЬ \---^хА^ООО» рпсоо ^исоо р,1соо Х.ХХУ Интересно, что в реакцию замещения вступает только (3-аномер XXXV, в то время как а-аномер не реагирует вообще. Это, по-видимому, •объясняется 1,3-диаксиальным взаимодействием атакующего бензоат-анио-на с аксиальной бензоилоксигруппой при Сх. Значительно легче реакция замещения тозилоксигруппы в производных Сахаров протекает при действии бензоата тетрабутиламмония, который является сильным нуклео-4>ильным агентом т. Если пространственные затруднения, возникающие в моноциклических системах, удается преодолеть, изменяя условия реакции, то в случае производных с бициклическими конденсированными системами, которые широко используются в химии углеводов, возникают дополнительные пространственные затруднения, ограничивающие возможности замещения. Как известно, заместители в бициклических конденсированных системах могут быть направлены внутрь пространства, находящегося между циклами (зндо-заместители), и наружу (зкзо-заместители). Атаке нуклеофильно-го агента открыты только углеродные атомы, связанные с зндо-заместителя-ми, тогда как зкзо-заместители экранированы с тыла вторым циклом и в реакцию замещения не вступают. Так, например, дитозилат диангидро-1>-маннита XXXVI, содержащий две зн<?о-тозилоксигруппы, легко вступает в реакцию замещения при действии йодистого натрия 112: РЕАКЦИИ ЗАМЕЩЕНИЯ И ЭЛШиппги»™ XXXVI ОТ5 \от* О' XXXVII В то же время дитозилат диангидро-?-идита XXXVII, имеющий две тозилоксигруппы в з/сзо-положении, в реакцию замещения с йодистым натрием не вступает вообще 112. Тот же пространственный запрет наблюдался при попытках заменить гидроксильную группу, занимающую экзо-положение, на атом иода действием такого сильного нуклеофильного агента, как иодметилат трифенилфосфита 10°. Гидроксильная группа при С3 в соединении XXXVIII находится в з/сзо-положении и поэтому в реакцию замещения не вступает. Переход от соединения XXXVIII к моноциклическому производному XXXIX, не затрагивающий пространственное расположение заместителей, устраняет экранирующее действие второго цикла, и соединение XXXIX гладко вступает в реакцию нуклеофильного замещения 108: Не . реагирует СН2ОСН3 . (РЬО)3РСН31 сН30--^0 ОН Ь4-сн, СН ХХХУШ 3 сн,осн3 СН30- - он (ИЮ^Р-СН,! СН30— - СН2ОСН3 о,. оси» ОСН3 XXXIX ОСНз 1 осн.. Внутримолекулярное замещение (образование ангидросахаров). Реакции внутримолекулярного замещения * широко используются в синтетической химии Сахаров. На их основе разработаны эффективные методы получения аминосахаров (см. гл. 9), дезоксисахаров (см. гл. 8) и т. д. Роль нуклеофильного агента в такого рода реакциях играет алкокси-анион, образующийся из гидроксильных групп моносахарида под действием щелочи, а роль замещаемой функции, так же как и в реакциях межмолекулярного нуклеофильного замещения, выполняют обычно тозил-оксигруппа, мезилоксигруппа, атом галоида, нитратная или сульфатная группы. Соединения, содержащие в качестве замещаемой функции галоид, нитратную или сульфатную группы, не получили широкого синтетического применения. Однако при работе с такого рода соединениями необходимо иметь в виду их склонность к внутримолекулярному замещению, поскольку эти реакции протекают обычно легко и в мягких условиях. Реакция внутримолекулярного замещения приводит к образованию окисного кольца (ангидроцикла), размер которого зависит от расстояния между гидр-оксильной группой и замещаемой функцией. В углеводах обычно наиболее
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
