5.25 СИНТЕЗ АСИММЕТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Асимметрический синтез (АС) - это синтез одного из возможных оптических изомеров или смеси антиподов с преобладанием одного из изомеров. Разница в содержании изомеров в продуктах реакции приводит к появлению оптической активности и называется оптическим выходом.
АС подразделяют на следующие типы: 1) частичный АС, осуществляемый под влиянием оптически активных веществ, например катализатора или одного из реагентов; 2) абсолютный АС, протекающий без участия каких-либо оптически активных веществ.
В природе в условиях ферментативного катализа осуществляется АС с исключительно высокой стереоселективностыо. Являясь асимметрическими продуктами, ферменты способствуют синтезу веществ строго определенного строения. Например, при действии фермента химотрипсина на рацемические эфиры
и аминокислот идет АС пептидов.
АС является результатом химических превращений (присоединения, отщепления и др.), ведущих
образованию соединений с одним или несколькими асимметрическими атомами углерода, азота, серы и других элементов. Например:
Если радикалы
сильно отличаются по величине, то нуклеофильная атака
на атом углерода карбонильной группы становится более предпочтительной с менее экранированной стороны.
Направляющее влияние на атаку реагента
может оказать и функциональная группа в радикале
или
способная координироваться с центральным атомом
Эти же факторы влияют на соотношение диастереомеров при эпоксидировании олефинов типа
пероксидными реагентами
В АС используется целый ряд приемов:
— расщепление рацематов через молекулярные (комплексные) соединения антиподов, отличающиеся физическими свойствами, в частности растворимостью;
— чисто механическое разделение кристаллов антиподов (например, натриево-аммониевых солей виноградной кислоты);
— разрушение одного из антиподов в рацемической смеси (например, фермент окендаза окисляет L-амипокислоты в 1000 раз быстрее, чем D-аминокислоты);
— воздействие циркулярпо поляризованного, света и др.
В последнем случае в фотохимическую реакцию в большей мере вовлекается антипод, характеризующийся большим коэффициентом поглощения поляризованного света.