ные фосфаты, которые затем распадаются, как показано ниже:

о

CKLL>>~ КОМЕ.

О"

он

OPOf

(10.32)

Активность /г-нитрофееил-$-гликозидов в щелочном гидролизе значительно выше активности соответствующих 2-О-метнль-ных производных. Введение гидропероксид-аниона вместо гидроксид-иона снижает скорость гидролиза гликозидов, и, следовательно, гидроксид-ион выполняет функции основания, а не нуклеофила. Следовательно, гидролиз может протекать по механизму (10.33), который подразумевает промежуточное образование эпоксида:

(10.33)

Щелочной гидролиз дифенил^-аминоэтилфосфата идет быстро с образованием двух молей фенола. Щелочной же гидролиз дифенилалкилфосфатов, напротив, идет медленно с образованием только одного моля фенола, так как получающийся анион диэфира устойчив к дальнейшему гидролизу. К тому же скорость образования первого моля фенола при гидролизе дифе-нил-р-аминоэтилфосфата выше, чем второго. Эти результаты отвечают следующему механизму процесса:

(10.34)

10.2.6. Ускорение электрофильными группами

Весьма интересен пример гидролиза диазониевой соли о-аминофенил-2,6-диметилбензоата. Если соответствующая тг-диазониевая соль характеризуется достаточной стабильностью, то о-производное крайне неустойчиво и распадается на 2,6-ди-метилбензойную , кислоту и ион о-оксибензолдиазония. Этот эффект можно объяснить только электрофильной атакой иона диазония на эфирный атом кислорода сложноэфирной группы [22]:

5 +

(10.35)

10.2.7. Внутримолекулярные модели ферментов

Как уже отмечалось выше, внутримолекулярный катализ отражает многие особенности ферментативного катализа. Поэтому неудивительно, что исследователи часто пытались строить модели ферментативных каталитических систем с использованием внутримолекулярных катализаторов. Одна из таких моделей — деацилирование ацилхимотрипсина — приведена в разд. 10.1.4. Другим примером служат модели зависимых от витамина В12 ферментов. С их помощью моделируется ферментативная активация связей углерод—водород, идущая в присутствии кофермента В^ [23]. При этом не следует забывать, что в

10. ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЙ КАТАЛИЗ И ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЕ РЕАКЦИИ 271

ферментативных процессах происходит регенерация катализатора. В этом случае регенерация осуществляется по тому же принципу, что и регенерация салициловой кислоты (разд. 10.1.1).

10.3. Сравнение межмолекулярного

и внутримолекулярного катализа

Некоторые довольно разроаненные данные, касающиеся механизмов внутримолекулярного катализа, позволяют считать, что те принципы, которые обеспечивают высокую эффективность общего кислотно-основного и нуклеофильно-электрофиль-ного катализа в межмолекулярных системах, справедливы и для внутримолекулярных систем. Во внутримолекулярных системах общие основания кажутся более основными, общие кислоты — более кислыми, а нуклеофилы — еще более эффективными катализаторами нуклеофильно-электрофильных процессов. При этом, однако, следует постоянно помнить, что внутримолекулярный катализ предъявляет существенно более высокие требования к стереохимическим аспектам, чем межмолекулярный катализ. Следовательно, внутримолекулярный катализ не всегда бывает достаточно эффективным.

Близость катализатора к реакционному центру обычно приводит к тому, что доминирующим становится маршрут с внутримолекулярным нуклеофильным катализом, а не с внешним общеосновным. Например, в случае катализа имидазолом можно привести только один достаточно хорошо обоснованный пример внутримолекулярного промотирования по механизму общего основного катализа, тогда как в межмолекулярных реакциях таких примеров множество. С другой стороны, существует много внутримолекулярных реакций, в которых протонированная карбоксильная группа действует как смешанный катализатор, состоящий из иона гидроксония и нуклеофила; в межмолекулярных системах такой тип катализа проявляется значительно реже.

Важные различия между внутри- и межмолекулярными каталитическими системами проявляются при анализе кинетических данных. Эти процессы следуют кинетике реакций первого и второго порядка соответственно и поэтому не подлежат прямому сопоставлению. Однако сравнение все же возможно путем расчета концентрации межмолекулярного катализатора, необходимой для совпадения скоростей внутри- и межмолекулярных реакций (в предположении, что концентрация субстратов в обоих случаях одинакова). Проводимый расчет приводит к такой концентрации внешнего катализатора, которую можно отождествить с эффективной (локальной) концентрацией внутреннего катализатора [7].

Например, можно сравнить енолизацию о-изобутирилбен-зоат-иона с катализируемой бензоат-ионом енолизацией ацето-фенона. Такое сравнение показывает, что эффективность внутреннего карбоксилат-иона эквивалентна 50 М концентрации внешнего карбоксилат-иона, т. е. при такой концентрации катализатора константа скорости второго порядка межмолекулярной реакции равна константе скорости первого порядка внутримолекулярного процесса. Иными словами, эффективная концентрация о-карбоксилат-иона в о-и