Раскрытие оксиранового кольца

[Ra]

Добрый день, коллеги.
Возникла проблема с раскрытием эпоксида с образованием первичной ОH-группы.
В кислых (да и при щелочном раскрытии) условиях протекает скелетная перегруппировка.
При восстановлении ЛАГом образуется третичный спирт.

По-моему есть методика раскрытия AlH3 (алланом?) (AlCl3 + LAH), но боюсь AlCl3 вызовет перегруппировку (кислоты Льюиса ее вызывают также как и протон).

Epox.GIF

Может есть каке-нибудь другие мягкие доступные методы?

[Phobos]

У вас структура весьма сложная из-за своей "каркасности" и возникающих в связи с этим стерических эффектов. Был бы это просто эпокси-спирт - по таким много работ, включая самого Шарплесса, ведь именно аллильные спирты дают такую структуру.
У меня вот какое предположение. ЛАГ не особо селективен с эпоксидами и нередко дает смеси продуктов. То, что у Вас получается 1 продукт, наводит на мысль, что ЛАГ сперва садится на свободный гидроксил, а потом интрамолекулярно переводит гидрид в наименее затрудненное положение. Попробуйте поставить на ОН защиту типа TBDMS (она исключает всякую комплексацию металла с кислородом), а потом вернитесь к попытке восстановления в присутствии мягкой кислоты Льюиса (типа MgBr2). Возможно также, что защищенный гидроксил будет менее склонен к перегруппировкам.

[Lexx]

Боюсь задача в таком виде - неподъемная. Нуклеофилы будут атаковать преимущественно по экзоциклическому атому углерода. А электрофильное раскрытие приведет к генерации карбкатионного центра и дальнейшим перегруппировкам. К тому же на этот катионный центр в случае, если он останется на углероде - сядет какой-нибудь нуклеофильный растворитель - вода, спирт.

В Бельштейне я по желаемой вами реакции ссылок не нашел.

[Formalinum]

Может есть каке-нибудь другие мягкие доступные методы?

Не отчаивайтесь
Не в качестве конкретных рекомендаций, но как пищу для размышлений набросал схемки:

oxiran.gif

Идея сводится к нуклеофильной атаке в нейтральных условиях и последующим уводом реакционных центров от узлового С-атома. Первый и второй варианты до конца не расписаны, но и в том, и другом случаях реакционным становится требуемый С-атом.

[Phobos]

Формалинум:
1. В первом случае Вы добавляете лишний углерод, связь с которым хрен разорвешь потом.
2. Если нитрит прореагирует с эпоксидом и даст требуемую элиминацию, то последующее селективное восстановление тоже не подарок. А потом еще гидролиз имина и восстановление эпоксида. Очень длинно
3. Ацетат пойдет перескакивать на второй гидроксил и на сам тиол. Лабилен, сцуко.

Если удастся подавить скелетную перегруппировку, то кислотное открытие эпоксида в апротонных условиях даст терминальный альдегид, который можно перевести в спирт.
А каков механизм перегруппировки? Свободный гидроксил в ней как-то участвует? Если да, то вновь возвращаюсь к мысли его защитить.

[Ra]

Спасибо зо советы.
Намучился с этим эпоксидом.
При любой попытке раскрыть (аминами, молекулярным бромом) протекает перегруппировка, вместе с "нормальным"
течением реакции. Даже при его получении содой от MCBA не отмоешь, чуть, что так перегруппировка.
С ЛАГом это литературные данные.
Да к тому же труднодоступен он, в маленьких количествах.

[Ra]

Свободный гидроксил - он и виновник перегруппировки.
Тогда, наверное, лучше защитить исходный олефин ацетатом, а потом проэпоксидировать.
Третичный гидроксил мне не нужен, какую защиту посоветуете (далее планирую впускать в реакцию с SOCl2, будет и ДМАП на одной из стадии, ацетильная выдержит?)?

[Formalinum]

Формалинум:
1. В первом случае Вы добавляете лишний углерод, связь с которым хрен разорвешь потом.
2. Если нитрит прореагирует с эпоксидом и даст требуемую элиминацию, то последующее селективное восстановление тоже не подарок. А потом еще гидролиз имина и восстановление эпоксида. Очень длинно
3. Ацетат пойдет перескакивать на второй гидроксил и на сам тиол. Лабилен, сцуко.

Если удастся подавить скелетную перегруппировку, то кислотное открытие эпоксида в апротонных условиях даст терминальный альдегид, который можно перевести в спирт.
А каков механизм перегруппировки? Свободный гидроксил в ней как-то участвует? Если да, то вновь возвращаюсь к мысли его защитить.

У нас нет данных о всей структуре в общем. Потому ничего утверждать не могу.
Потому и вариантов куча.
Для первого окисление, для второго восстановление, для третьего нуклеофильные атаки.
Кстати, для третьего, не думаю, что ацетат так уж голим. И нарисовал я его для примера - вместо него можно и карбонат, и бензоат, и ещё много чего, надо пробовать
Скелетную перегруппировку вряд ли подавить удастся - она идёт даже просто с каркасными углеводородами при обработке кислотой.
Думаю, что перегруппировка идёт типа камфеновой и пинаколиновой, свободный гидроксил способен к соучастию...

[Formalinum]

Свободный гидроксил - он и виновник перегруппировки.
Тогда, наверное, лучше защитить исходный олефин ацетатом, а потом проэпоксидировать.
Третичный гидроксил мне не нужен, какую защиту посоветуете (далее планирую впускать в реакцию с SOCl2, будет и ДМАП на одной из стадии, ацетильная выдержит?)?

Дык может олефин с бораном случить, а потом перекисью? Типовой метод анти-Марковниковского присоединения, вроде?

[Phobos]

А стереоселективность эпоксидации была важна? Если да, до неизвестно, что с бораном будет. А вообще идея хорошая.

[Ra]

Перегруппировку с полной структуру вложил выше, правда нет скачиваний (видимо много раз редактировал)
Я пробовал гидроборирование (правда получал in sito NaBH4 + BF3Et2O), выхода низкие + продукт перегруппировки окиси (видимо непрореагировавший олефин эпоксидируется в момент окисление органоборана H2O2) и смесь эпимеров, хотя это не страшно.
Вообще, эпоксид уже давно получили (1984 г) провели раскрытие кислотами и ЛАГом и тишина.. видимо действительно уж очень он склонен к перегруппировке.
Но путь с защитой тритичного гидроксила ацетатом всеравно попробую.

[Serty]

А стереоселективность эпоксидации была важна? Если да, до неизвестно, что с бораном будет. А вообще идея хорошая.

Можно BBN взять - он объемный и скорее даст стереоспецифичность. Но вот какую?

[Lexx]

Боюсь ацильная защита от перегруппировки не спасет. В конце ацильная группа перескочит с кислорода у катионного центра на кислород раскрывшегося эпоксида. Лучше ИМХО бить через гидроборирование.

[Formalinum]

Перегруппировку с полной структуру вложил выше, правда нет скачиваний (видимо много раз редактировал)
Я пробовал гидроборирование (правда получал in sito NaBH4 + BF3Et2O), выхода низкие + продукт перегруппировки окиси (видимо непрореагировавший олефин эпоксидируется в момент окисление органоборана H2O2) и смесь эпимеров, хотя это не страшно.
Вообще, эпоксид уже давно получили (1984 г) провели раскрытие кислотами и ЛАГом и тишина.. видимо действительно уж очень он склонен к перегруппировке.
Но путь с защитой тритичного гидроксила ацетатом всеравно попробую.

Видимо, надо бороться за гидроборирование - альтернативные способы имеют много стадий...
Попробуйте алюминийорганикой восстановить аналогично гидроборированию. Там окисление проще, но агент жёстче и функциональные группы прикрывать придётся, наверное...

[Ra]

Спасибо за ответы, попробу найти готвый комплекс BH3*THF, по крайней мере на гибберелинах (фрагмент полностью аналогичный) таким образом гидроксилируют.

[barbos]

известно , что спиртовые группы не мешают делать DIBAL-H
свою работу по восстановлению чего угодно
а вот подойти с подветренной стороны к епоксиду в Вашем случае как раз мешать будет изрядно
и кажется по стереохимии должен дать все таки первичный продукт