Восстановительное расщепление 2-изоксазолинов в γ-аминоспирты.
Статьи / Производные изоксанолы: получение, свойства и применение / Восстановительное расщепление 2-изоксазолинов в γ-аминоспирты.

Гидрогенолиз изоксазолинов в аминоспирты — ключевая стадия синтеза многих природных соединений, таких, как оксиаминокислоты, моносахара и другие. Предполагают, что в зависимости от природы Восстанавливающего агента расщепление изоксазолина в аминоспирт может идти через оксиимин или изоксазолидин LXIII. Первый путь представляет собой гидрогенолиз цикла в оксиимин, дальнейшее восстановление которого приводит к аминоспирту XXXV. Второй путь предусматривает предварительное полное насыщение цикла, которое практически может быть осуществлено через его метилирование с образованием изоксазолиниевой соли и восстановлением в изоксазолидин LXIII гидридом металла. Для расщепления изоксазолидина используют амальгаму алюминия в водных растворах.

Подробно исследована стереохимия превращений замещенных изоксазолинов в аминоспирты, стереоселективность различных восстанав­ливающих агентов и другие факторы стереоконтроля реакции. Наилучшим восстановителем, как с точки зрения выхода аминоспирта, так и селективности, оказался алюмогидрид лития, способствующий «эритро»-селективности реакции.

Стереоселективность литийалюмогидридного восстановления заметно снижается при взаимном 4,5-грсшс-р'асположении заместителей в гетероцикле и увеличивается при наличии алкоксизаместителей при атоме С(5). При переходе от гидрокси- к алкоксизаместителю стереоселективность заметно возрастает (ср. LXVIII и LXXII; LXX и LXXI). Для алкильных и арильных заместителей при С(5) обнаружен анти-ориентирующий эффект, заместители с гидроксигруппой являются син-ориентантами. Маленький по объему реакционноспособный алюмогидрид лития чувствителен к строению и объему заместителей гетероцикла потому, что координируется за счет хелатирования лития и кислорода цикла, при этом алюминий и водород размещаются над связью С—N с наиболее доступной стороны и увеличивается общая анти-стереоселективность процесса восстановления. В субстратах, имеющих алкильные и фенильные заместители, анти-направление контролируется размером заместителя и можно предположить переходное -остояние (Е) для переноса водорода из алюминат-аниона. В случае субстратов с гидроксифункциями возникает дополнительный координационный комплекс, и гидридный перенос предпочтительнее из алкокси-алюминатного комплекса (F), поэтому заместители такого рода являются син-ориентантами.

Высокая диастереоселективность наблюдается при восстановлении изоксазолинов, имеющих при атоме С(5) диоксолановую группировку, а также фуро- и дигидрофуроизоксазолинов, в которых кисло­родсодержащий заместитель жестко закреплен в [3.3.0] бициклической системе. Исследована также степень асимметрической индукции заместителей цикла в условиях литийалюмогидридного восстановления и установлено, что гидроксиметильные заместители при атомах С(3) и С(5) уменьшают степень асимметрической индукции, при этом наибольшее влияние оказывает заместитель при С(5) [86, 90]. Сравнением эффектов заместителей при С(4) и С(5) также выявлено преобладающее влияние заместителя при С(5): 1,3-индукция преобладает над 1,2-индукцией. Диоксолановый заместитель, способствуя стереоселективному раскрытию цикла, вызывает уменьшение степени асимметрической индукции.

Исследование процесса последовательного восстановления через изоксазолидин показало, что восстанавливающие агенты средней силы (NaBH4) или очень реакционноспособные объемные агенты (L-селектрид) нечувствительны к заместителям цикла, но при этом подходят к молекуле изоксазолина с наиболее доступной стороны. Восстановление изоксазолинов водородом в присутствии амальгам происходит нестереоспецифично — по-видимому, из-за первоначального разрыва цикла по связи N—О с последующим восстановлением связи C—N. Такое же нестереоспецифическое раскрытие, приводящее к стерео-изомерной смеси аминоспиртов (3:2), наблюдается и при гидрировании над катализатором Адамса.

Смотрите также

Теория химического строения органических соединений. Электронная природа химических связей. Предпосылки теории строения. Теория химического строения. Изомерия
...

Химические свойства лантана
...

Производство азотных удобрений
...