氧化反应

夏普莱斯不对称双羟基化反应(Sharpless Asyemmtric Dihydroxylation )

  • 概要

・Sharpless等人利用从cinchona alkaloid(二氢奎宁或二氢奎尼丁)中得到的手性配体衍生物((DHQD)2PHAL或者(DHQ)2PHAL)、以及四氧化砷作为反应剂开发出的实用的催化不对称双羟基化反应。

・NMO用作再氧化剂,并且同时使用在水溶液中也能溶解的铁氰化钾铁氰化钾,可以得到更高的不对称收率。

・一般情况下,具有芳香环的化合物,反应性活性与选择性都比较好(可能是因为过渡态的π-π相互作用。参照反应机理)
・甲烷磺酰胺(MsNH2)的添加可以提高产物的对映选择性。

・ 合成必须的试剂、以AD-mix-α、AD-mix-β的名称检索可以直接买到。选择性依照以下的经验论进行。

sharpless_ad_8.gif

・根据Nicolaou的研究经验,随着配体的比率增加反应活性也随之提高的”Super-AD-mix”催化剂也经常在该反应中使用。

sharpless_ad_3.gif ・Scripps研究所的K.B.Sharpless因为此反应以及Sharpless-香月不对称环氧化反应的创制,获得了2001年诺贝尔化学奖

 

  • 基本文献

・Hentges, S. G.; Sharpless, K. B. J. Am. Chem. Soc. 1980102, 4263. DOI: 10.1021/ja00532a050
・Jacobsen, E. N.; Marko, I.; Mungall, W. S.; Schroder, G.; Sharpless, K. B. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1968. DOI: 10.1021/ja00214a053
・Morikawa, K.; Park, J.; Andersson, P. G.; Hashiyama, T.; Sharpless, K. B. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8463. DOI: 10.1021/ja00071a072
・Kolb, H.; VanNiewenhze, M. S.; Sharpless, K. B. Chem. Rev. 1994, 94, 2483. DOI: 10.1021/cr00032a009 
・Cha, J. K.; Kim, N.-S. Chem. Rev. 199595, 1761. DOI: 10.1021/cr00038a003
・Johnson, R. A.; Sharpless, K. B. Catalytic Asymmetric Synthesis (2nd ed.), 2000, 357.
・Bolm, C.; Hildebrand, J. P.; Muniz, K. Catalytic Asymmetric Synthesis (2nd ed.), 2000, 399.
・Zaitsev, A. B.; Adolfsson, H. Synthesis 2006, 11, 1725. DOI: 10.1055/s-2006-942378

 

  • 反应机理

Os上的二醇的解离速度(水解过程)慢的话反应就会按照2nd cycle进行、导致产物对映选择性低。为了防止这个情况的发生,经常 使用助氧化剂铁氰化钾并且在水中进行反应。sharpless_ad_4.gif OsO4对烯烃的加成机理的争论主要集中在[3+2}机理(Corey)和[2+2}→重排(Sharpless)这两个中的一种、最终,初步统一意见认为Corey提出的[3+2}机理是正确的。 sharpless_ad_5.gif 以下是Corey提议的过渡态模型、配体结构的调整改善也是研究的一个热点。 sharpless_ad_6.gif

 

  • 反应实例

Zaragozic Acid的合成[1]:特别是对于多含氧化合物立体选择性合成非常有用。sharpless_ad_7.gif

 

  • 实验步骤 

 

  • 实验技巧

※砷化合物具有挥发性与很强的毒性,所以处理的时候得格外小心。

 

  • 参考文献
[1] Nicolaou, K. C. et al. Chem. Eur. J. 19951, 467. doi:10.1002/chem.19950010712

 

 

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LuWenjie

LuWenjie

京都大学药学博士,现某化学企业小职员,化学空间员工副代表,网页小编&翻译。

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