4.5. Примеры

В заключение этой главы рассмотрим применение подхода расчленение/синтон к решению нескольких простых синтетических задач. Предположим, что нам требуется получить следующие соединения:

Хороший путь решения этих задач — это написание возможных расчленений заданного конечного продукта, чтобы для получившихся синтонов затем найти их синтетические эквиваленты. Существуют ли какие-либо общие правила, которые помогут нам выбрать лучший вариант среди нескольких возможных расчленений?

Из табл. 4.1 видно, что разрываемая связь соединяет атомы углерода, один из которых или оба несут функциональную группу. Следовательно, расчленения проводят по связям, смежным с функциональными группами. Первые два из приведенных примеров иллюстрируют это положение.

1-Фенилбутанол-2 (4). Расчленение по связям 1,2 или 2,3 (т. е. по тем, которые смежны с функциональными группами) приводит к образованию четырех пар синтонов, а именно:

Каждое из этих расчленений дает один легко узнаваемый синтон, т. е. для

каждого из них легкодоступны синтетические эквиваленты соответственно. Однако только в двух из четырех расчленений [(б) и (в)] образуется пара легко узнаваемых синтонов: это просто протонированный пропаналь и синтетическим эквивалентом является пропаналь (электрофильный синтон № 9 из табл. 4.2). Аналогично синтону отвечает синтетический эквивалент — фенил-ацетальдегид Для синтонов же нет очевидных синтетических эквивалентов.

Это означает, что 1-фенилбутанол-2 может быть получен «обращением» расчленений (б) и (в):

Остается только заменить каждый синтон на соответствующий синтетический эквивалент. При выборе среди нескольких синтетических эквивалентов нужно быть осторожным, поскольку синтонный подход не учитывает селективности реагентов. Если имеется несколько подходящих синтетических эквивалентов, то окончательный выбор будет сделан в зависимости от стоимости реагента и легкости работы с ним. В рассматриваемом случае синтоны-нуклеофилы могут быть представлены различными частицами (№ 1 в табл. 4.2), но поскольку реактивы Гриньяра наиболее доступны и хорошо взаимодействуют с альдегидами, им следует отдать предпочтение. Итак, для соединения 4 возможны два пути синтеза:

Пентадеканон-4 (5). Расчленения по обеим сторонам от функциональной группы приводят к образованию четырех пар синтонов. Как и в предыдущем примере, только (б) и (в) дают пару синтонов с удобными синтетическими эквивалентами: для синтона типа мы синтетического эквивалента не

знаем. Итак, синтез соединения 5 может быть основан на «обращении» любого из двух расчленений:

В приведенном примере можно подобрать синтетические эквиваленты для всех четырех синтонов, поэтому открывается широкий выбор возможных путей синтеза продукта. Однако существуют некоторые ограничения: если ацилирующим агентом является ацилгалогенид, то нуклеофильной частицей должен быть диалкилкадмиевый или алкилмедный реагент; если в качестве нуклеофила выступает алкиллитиевое соединение, ацилирующий агент должен быть нитрилом, третичным амидом, карбоксилатом лития и т. д. Ниже приведены два возможных, пути синтеза:

[Оба включают взаимодействие С-ацилирующего агента и -нуклеофила, на практике они предпочтительнее -ацилирующих агентов с -нуклеофилами, поскольку кислота С (лауриновая) в отличие от является довольно дешевой.]

Метиловый эфир 3-фенилбутановой кислоты (6). Расчленение по связи, смежной с функциональной группой, дает только одну реальную пару синтонов, а именно:

На основании этого можно предложить следующий путь синтеза:

Однако сложные эфиры проще всего получить из соответствующих кислот. Появление дополнительной стадии компенсируется простотой операции. Таким образом, соединение 6 можно хинтезировать и другим способом:

Недостаток обоих приведенных выше путей синтеза в том, что нуклеофил образуется из который также необходимо предварительно получить. Поэтому, может быть, имеет смысл рассмотреть другие расчленения конечного продукта 6 (или кислоты 6а). В гл. 5 будет показано, что синтон имеет ряд синтетических эквивалентов и поэтому наиболее удобным является следующее расчленение:

Стоит также рассмотреть и два других расчленения по связям, более удаленным от функциональной группы: они затрагивают углерод, у которого создано разветвление цепи:

Синтетическими эквивалентами электрофильных синтонов в этих случаях являются -ненасыщенные эфиры (№ 12 в табл. 4.2). Следовательно, соединение 6 может образоваться при сопряженном присоединении к такому эфиру, т. е. (метиловый эфир коричной кислоты) или (метиловый эфир кротоновой кислоты).

Для того чтобы обеспечить сопряженное присоединение нуклеофила, а не его атаку по карбонильной группе, в качестве нуклеофила используют реактив Гриньяра с добавкой

небольтого (нестехиометрического) количества соли меди (I) (см. разд. 4.2.3,в).

Пентин-3-ол-1 (7). Этот пример разберите самостоятельно. Рассмотрите расчленения по связям 1,2 и 2,3 (соседним с функциональными группами). Имеют ли синтоны очевидные (легко находимые) синтетические эквиваленты? Какой из возможных путей синтеза кажется наиболее доступным?

В конце гл. 5 будет рассмотрено решение еще нескольких задач.