synteza asymetryczna - Zakład Chemii Organicznej

SYNTEZA ASYMETRYCZNA
Dr inż. Tomasz Rowicki
ZAKŁAD CHEMII ORGANICZNEJ
Konsultacje: pon. 1415-1600, pok. 135, G.Ch.
Zagadnienia na dziś
1. Co jest, a co nie jest syntezą asymetryczną?
2. Preorganizacja substratów – prochiralne grupy i strony
3. Synteza enancjo- i diastereoselektywna
4. Kontrola kinetyczna i termodynamiczna w syntezie asymetrycznej
5. Nadmiar izomeryczny produktów
Synteza asymetryczna (stereoselektywna)
Reakcja, lub sekwencja reakcji, w których w cząsteczce substratu
powstaje jeden lub więcej nowych elementów chiralności, i która
wytwarza stereoizomeryczne produkty (enancjomery lub
diastereoizomery) w nierównych ilościach.
O
OH
Cl
Saccharomy ces cerev i si ae
.
CGMCC 2 396
Cl
Cl
Cl
HO
OH
OH
galactose oxidase
. . .
(EC 1 1 3 9)
HO
O
OH
Co nie jest syntezą asymetryczną
HBr
H
Br
Br
Br
H
H
H
H
Br
Br
HO
HO
H
H
HO
O
H
OH
aceton, H
H
O
H
H
OH
O
O
OH
Preorganizacja substratów –
prochiralne strony
a
X
c
b
b
Re
Re
O
H3C
H
a
X
c
Si
Si
Si
Re
Re
H3C
H3C
H
Si
Preorganizacja substratów –
prochiralne strony
OH
D
H
H3C
NaBD4
produkt o
konfiguracji ( R)
O
H3C
w obu przypadkach
H atak od strony Re
OH
Et2Zn
C2H5 H
H3C
produkt o
konfiguracji ( S)
Konfiguracja nowego centrum stereogenicznego zależy zarówno
od strony „ataku” reagenta jak i od pierwszeństwa grup!
Preorganizacja substratów –
prochiralne grupy (atomy)
Si
Re
d
b x d
a
b
atom dSi
d
d
a
b
atom dRe
d
d
a
Drugi sposób: prochiralne atomy wodoru w grupie metylenowej
pro-S
pro-R
H
H
x
b
a
H a
(D)H x
a H H(D)
x
b
b
ro
p R
ro
p S
Synteza enancjo- i diastereoselektywna
Re
O
Si
H
Brak
stereoselektywności
achiralny
reagent
chiralny
reagent
Enancjomeryczny
stan przejściowy
Diastereoizomeryczny
stan przejściowy
Możliwa reakcja
stereoselektywna
Synteza enancjo- i diastereoselektywna
Re
O
HO
Si
H
H
CH2OH
achiralny
reagent
chiralny
reagent
Możliwa reakcja
stereoselektywna
Diastereoizomeryczny
stan przejściowy
Diastereoizomeryczny
stan przejściowy
Możliwa reakcja
stereoselektywna
Kontrola kinetyczna i termodynamiczna
∆∆G
∆G
∆G
∆∆G
A
B
A
B
A
A
C
C
∆G
C
B
C
B
Reakcja nieodwracalna
Reakcja odwracalna
O stosunku ilości produktów
decyduje różnica
szybkości ich tworzenia
O stosunku ilości produktów
decyduje różnica
ich trwałości
Synteza enancjoselektywna - kontrola
kinetyczna
∆G
∆∆G
Enancjomery
nie różnią się energią.
A
B
A
C
C
B
B
A
C
Synteza enancjoselektywna
jest możliwa wyłącznie na
drodze kontroli kinetycznej
Istnienie równowagi oznacza
racemizację produktu.
Synteza diastereoselektywna –
kontrola kinetyczna lub termodynamiczna
B
∆∆G
A
C
∆∆G
A
A
B
A
C
C
C
∆G
∆G
B
B
Reakcja odwracalna
Reakcja nieodwracalna
Synteza diasteroselektywna możliwa
zarówno na drodze kontroli
kinetycznej jak i termodynamicznej
Nadmiar enancjomeryczny i
diastereoizomeryczny produktów
O
OH
OH
E
.
.
e e = 1 E2
E1 + E2
+
O
+
OH
* *
O
.e. = syn anti
d
syn + anti
-
,3R
,3S
.
.
2S
2R
=
)
(
(
n
e e (sy )
,3R + 2R,3S)
2S
(
) (
)
,3R - 2S,3S
2R
.
.
(
) ( , )
=
e e (anti)
,
(2R 3R) + (2S 3S)
lub
anti - syni
syn + anti
4 izomery
O
OH
,
(2S 3R)
OH
O
OH
,
(2R 3S)
sy n
,
(2R 3R)
O
OH
O
,
(2S 3S)
anti
O
Literatura do dzisiejszych zagadnień
1. Asymmetric Synthesis – The Essentials, pr. zbior., red. M. Christmann, S. Bräse,
Wiley-VCH, Weinheim 2008
2. Principles of Asymmetric Synthesis, Praca zbiorowa, red. R. E. Gawley, J. Aubé,
Elsevier Science & Technology Books, 1996. BG – dostęp on-line
SYNTEZA ASYMETRYCZNA
Dziękuję za uwagę
Konsultacje: pon. 1415-1600, pok. 135, G.Ch.