Синтетическое использование реакций расщепления двойной углерод-углеродной связи

Созидательный потенциал реакций, приводящей к разрыву углерод-углерод­ных связей, еще более наглядно может быть продемонстрирован на примере окислительного расщепления олефинов. Среди методов, применяемых для этой цели, особенно часто используется последовательность двух реакций: специфическое окисление олефина тетраоксидом осмия, ведущее к образо­ванию чис-гликоля, и последующее окислительное расщепленине диола периодатом или тетраацетатом свинца (см. выше) [38d]. Эта последователь­ность может быть проведена в одном реакционном сосуде (при действии смеси периодат — OsO₄), причем в таком случае возможно использовать ка­талитические количества дорогого и токсичного OsO₄, так как в ходе реакции он регенерируется за счет наличия в среде избытка периодата.

Один из самых важных случаев синтетического использования окисли­тельного расщепления алкенов — синтез 1,п-дикарбонильных соединений окислением соответствующих циклоалкенов. Так, окисление циклогексена является простейшим путем получения 1,6-диальдегида 460, из которого пу­тем внутримолекулярной альдольной конденсации легко может бьпъ полу­чен альдолъ 461, а из последнего — 1-формилциклопентен (462, схема 2.149).

Как окислительное расщепление двойной связи, так и альдольная кон­денсация в системах, подобных 460, относятся к категории общих и надеж­нейших методов. Поэтому связка из этих двух превращений может рассмат­риваться как стандартный путь преобразования легко доступной (например, с помощью диенового синтеза, восстановления по Берчу или аннелирования по Робинсону) циклогексеновой системы в функционализированные производные циклопентена (как это было сделано, например, в синтезе холестери­на, см. гл. 3, схема 3.1).

Схема 2.149   Схема 2.150

На схеме 2.150 показано эффективное использование этого приема на клю­чевой стадии сборки трициклического скелета сесквитерпена гельминоспора-ля (463), токсина грибов. В этом синтезе [38е] в качестве исходного соединения был выбран коммерчески доступный (—)-карвоментон (464), ре­акция которого с метилвинилкетоном приводила к образованию дикетона 465.

Внутримолекулярная кротоновая конденсация последнего дала бицикли-ческиЙ продукт 466, который по реакции Виттига был превращен в винило­вый эфир 467, а из последнего был получен защищенный альдегид 468. За­вершающие стадии синтеза — это уже рассмотренные выше окислительное расщепление циклогексенового фрагмента с образованием кетоальдегида 469 и его «кротонизация» с получением трициклического продукта 470, из которого при гидролитическом снятии защиты и был получен целевой сеск-витерпен 463.

Расщепление фрагмента С=С на два карбонильных остатка может быть выполнено и другим способом: окислением с помощью озона. Озон быстро реагирует с алксном, давая сначала неустойчивый аддукт 471 (схема 2.151), который сразу же перегруппировывается в озонид 472. Последний также не­стабилен (и взрывоопасен), и его без выделения обрабатывают каким-либо восстановителем (Mc₂S, H₂/Pd, Zn/CH₃COOH) [39а], что приводит к образо­ванию соответствующего 1,п-дикарбонильного производного.

Схема 2.151

Озонолиз используется, в частности, для превращения промышленно до­ступных циклоолигомеров диенов (например, изопрена и бутадиена), таких, как 473, в бифункциональные производные типа 474. Соединения этого ти­па со строго фиксированным положением и конфигурацией двойных связей полезны как полупродукты синтеза многих феромонов (см., например, [39Ь]). Селективность окисления лишь одной двойной связи в системах типа 473 обеспечивается использованием не более чем 1 экв. окислителя.

Наглядным примером синтетической полезности селективного окисле­ния озоном может служить синтез ювенильного гормона (475, схема 2.152). Основной проблемой в полном синтезе этого гормона являлось созданиетребуемой геометрии двойных связей и Z-конфигурации эпоксидного фраг­мента. В рассматриваемом синтезе, выполненном Кори [39с], успешное ре­шение этой проблемы было обусловлено как тщательным выбором исходных соединений, так и применением высокоселективных методов проведения отдельных стадий.

Схема 2.152

На первой стадии синтеза легко доступный метиловый эфир л-крезола (476) восстановлением по Берчу был превращен в диен 477. Озонирование последнего протекало как селективное окисление более нуклеофильной ме-токсизамещенной двойной связи. Восстановление озонида с хорошим выхо­дом дало ключевой продукт синтеза, алкен 478. Z-Конфигурация двойной связи в этом соединении обеспечивала нужную стереохимию эпоксидного цикла в конечном продукте. Последующее тозилирование гидроксильной группы и гидрогенолиз тозилата при действии UAIH4 с одновременным вос­становлением карбометоксильной группы дали гомоаллильный спирт 479, который далее с помощью серий стереоселективных реакций удлинения це­пи был превращен в целевой продукт 475. Таким образом, благодаря связке двух эффективных реакций, а именно восстановления по Берчу и селектив­ного озонолиза, удалось использовать исходное ароматическое производное 476 в качестве синтетического эквивалента функционализованного ацикли­ческого С₇-синтона с фиксированной Z-геометрией двойной связи.