Правило Крама

Правило Крама — правило для предсказания стереоселективности нуклеофильного присоединения к карбонильной группе, находящейся рядом с хиральным центром (1,2-асимметрическая индукция). Впервые оно было сформулировано Дональдом Джеймсом Крамом в 1952 году вследствие обобщения имевшихся на то время экспериментальных данных.

Модели

Правило Крама основано на представлениях о конформации карбонильных соединений и природе заместителей при хиральном атоме углерода. Оно предполагает следующие допущения:

• соединение находится в такой конформации, в которой атом кислорода карбонильной группы расположен между заместителями малого (R_S) и среднего размера (R_M) при хиральном атоме углерода;
• подход реагента-нуклеофила к карбонильной группе возможен с обеих сторон, но преимущественно осуществляется со стороны меньшего заместителя R_S.

Модель Крама

Такая модель применима лишь к карбонильным соединениям с неполярными заместителями. Если соседний хиральный центр содержит гидроксильную, алкоксильную или аминогруппу, которые могут давать координационную связь с противоионом нуклеофильного реагента, то необходимо применять другую модель — модель Крама с хелатированием, предложенную в 1959 году. Она отличается тем, что в данном случае полярный заместитель X и карбонильная группа находятся в заслонённом положении, а атака нуклеофила совершается с наименьшими стерическими препятствиями — со стороны меньшего заместителя.

Модель Крама c хелатированием

Недостатки

Модель Крама оказалась основанной на упрощённых и неверных предпосылках, однако в своё время она служила хорошим инструментом для предсказания стереохимии реакций нуклеофильного присоединения и демонстрировала принципиальную возможность объяснения получаемых результатов при помощи достаточно простых соображений.

Модель Крама содержала существенные недостатки:

• в рамках этой модели отождествлялись конформации исходного соединения и переходного состояния;
• ошибочно представлялась конформация субстрата (выгодной является конформация, в которой самый объёмный заместитель и карбонильная группа находятся во взаимно перпендикулярном положении);
• некорректно рассматривалась возможность реакции лишь для одного конформационного состояния субстрата (на самом деле возможны конформационные переходы, имеющие более низкую энергию активации, чем сама реакция).

В настоящее время для случаем 1,2-асимметрической индукции применяются другие модели (в основном, модель Фелкина — Ана).

См. также

• Правило Фелкина — Ана
• Модель хелатирования

Литература

• Cram D. J., Abd Elhafez F. A. Studies in Stereochemistry. X. The Rule of “Steric Control of Asymmetric Induction” in the Syntheses of Acyclic Systems (англ.) // J. Am. Chem. Soc. — 1952. — Vol. 74, no. 23. — P. 5828—5835. — doi:10.1021/ja01143a007.
• Смит В. А., Дильман А. Д. Глава 6.6.1. Правило Крама // Основы современного органического синтеза. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. — 750 с. — ISBN 978-5-94774-941-0.