3. ПРИНЦИПЫ ОБРАЗОВАНИЯ УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНОЙ СВЯЗИ

Построение углеродного скелета нужного конечного продукта обычно является существенной частью органического синтеза. Правда, синтез некоторых небольших молекул, содержащих, скажем, до шести или семи атомов углерода, можно провести из доступных известных веществ, используя только введение и взаимопревращения различных функциональных групп. Это также относится к производным простейших циклических соединений, например бензола, циклогексана, пиридина и т. д., и к молекулам, которые являются простейшими производными доступных природных веществ, подобных глюкозе, холестерину или пенициллину. Эти случаи, однако, составляют исключение из общего правила.

3.1. Стратегия синтеза

Построение молекулярного скелета любого целевого соединения — это не просто создание необходимой последовательности нужного числа углеродных атомов: внимание должно быть уделено положению функциональных групп в конечном продукте.

Например, требуется получить соединение 1. Его скелет состоит из 21 атома углерода, которые соединены в неразветвленную цепь с Z (или цис)-двойной связью между с кетонной группой при С-11.

Как же подступиться к этому синтезу? Соединения с неразветвленной углеродной цепью из 21 атома не относятся к числу

доступных, поэтому цепь надо построить из более мелких единиц. Но из каких именно? Из соединений с 11 и 10 атомами углерода или из трех семиуглеродных? Имеет ли; это какое-нибудь значение?

Ответ на последний вопрос совершенно ясен: конечно, имеет значение, а причины этого следующие:

Во-первых, как правило, чем меньше число стадий в синтезе, тем лучше. Лишь немногие органические реакции протекают с выходом, близким к количественному; обычно -ный выход продукта расценивают как в высшей степени удовлетворительный. Однако при -ном выходе на каждой из трех, стадий выход конечного продукта составит лишь 34%, в случае пятистадийного синтеза — только 17% от теоретически возможного, считая на исходное вещество.

Во-вторых, существенны функциональные группы в конечном продукте. Если бы конечным продуктом был алкан

он мог бы быть с одинаковым успехом получен из соединений, содержащих следующее число атомов углерода: 10 и и 5 или из любой другой подходящей пары. Но алкан не является хорошим промежуточным продуктом на пути к веществу 1, так как нет удобных путей введения в него функциональных групп в нужные положения. Поэтому (и это другое основное правило) введение нужных функциональных групп должно проводиться в ходе построения углеродного скелета.

Это правило накладывает строгие ограничения на числа способов, которыми можно получить цепь, состоящую из 21 углеродного атома при синтезе вещества 1.

Из этой и последующих глав станет ясно, что главными реакциями, ведущими к образованию углерод-углеродной связи, являются те, в которых а) оба соединяющихся атома несут функциональные группы или б) один из них имеет функцией нальную группу, а другой находится по соседству с функциональной группой. Очень часто, как мы увидим а дальнейшем-, в результате такой реакции функциональная гругагга остается в конечном продукте либо в месте сочленения фрагментов, либо при соседнем атоме.

Итак, теперь мы имеем некоторое представление о возможных путях подхода к синтезу вещества 1. Исходя из строения «левой части» этого соединения, можно попытаться образовать связь используя -соединение, или образовать связь между используя -соединение. Можно попытаться использовать -соединение для того, чтобы непосредствено получить двойную связь. На другом «конце» самым легким

должно быть образование 10,11- или 11,12-связей, соседних с атомом углерода, несущим функциональную группу.

Таким образом, соединение 1 может быть расчленено многими способами, как это показано на схеме, приведенной ниже. Может ли какой-нибудь из этих путей быть осуществлен на практике, мы увидим в дальнейшем.