Sharpless asymmetric epoxidation

定义

烯丙醇在催化量的L或D构型酒石酸酯和异丙基钛酸酯存在下,经烃过氧化物(叔丁基过氧化氢,TBHP)氧化,生成高光学活性的环氧化物。

反应通式

起源

1980年,夏普勒斯(K.B. Sharpless)和胜木(T. Katsuki)首次报道了不对称环氧化的实用方法,因此又称为Katsuki-Sharpless环氧化反应。

反应的一般特征

该反应具有立体选择性高、产物构型易于预测、催化剂廉价易得、反应易于操作等优点,所形成等手性环氧化物是不对称合成等多用途手性中间体。因此,Sharpless环氧化反应在不对称核磁中得到了广泛应用。Sharpless由于这一反应和他在不对称核磁领域的其他重要贡献,分享了2001年的诺贝尔化学奖。

1)烯丙醇类型的底物反应最好,而且羟基的存在是必不可少的

2)其他烯烃存在下,烯丙醇仍具有高的化学选择性环氧化

3)环氧化反应完全由试剂控制:使用左旋或右旋的酒石酸二乙酯,将会得到相应对映体的2,3-环氧化醇

4)原有的斜非对映体的手性烯丙醇的说法被推翻

5)反应产物的构型可以通过底物、反应试剂进行预测

6)反应需在无水和低温(约-20 oC)下进行

机理

反应经过一个催化循环进行。首先,酒石酸酯羟基与钛酸酯的配体进行交换,形成双核手性催化剂,随后与烯丙醇、过氧化物进一步发生配体交换生成络合物,然后发生氧的转移,形成环氧化物。

反应实例

1) Process Development for (S,S)-Reboxetine Succinate via a Sharpless Asymmetric Epoxidation

2)Enantioreversal in the Sharpless Asymmetric Epoxidation Reaction Controlled by the Molecular Weight of a Covalently Appended Achiral Polymer

3)Total Synthesis of the Microtubule Stabilizing Antitumor Agent Laulimalide and Some Nonnatural Analogues: The Power of Sharpless’ Asymmetric Epoxidation

评述

Sharpless asymmetric epoxidation反应具有立体选择性高、产物构型易于预测、催化剂廉价易得、反应易于操作等优点,所形成等手性环氧化物是不对称合成等多用途手性中间体 。正是由于该反应的简单高效,所以该反应在全合成、药物合成等领域发挥着强大等作用。

参考

1) László Kürti, Barbara Czakó. StrategicApplications of Named Reactions in Organic Synthesis.pp462-463

2) Jie Jack Li. Name Reactions: A Collection ofDetailed Mechanisms and Synthetic Applications, pp 551-553

3) 黄培强.有机人名反应、试剂与规则,pp 440-443.

4)https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/ugi-reaction.shtm

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