不对称氧化反应
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于图所示的规律尚未见有例外。 （6）2,3-环氧醇作为中间体的多用性：
新的选择性转化扩大了该反应的实用 性和意义。
3、Sharpless环氧化反应的机理：
在Sharpless环氧化 反应体系中，存在着 多种Ti-酒石酸酯配 合物，其中，以双核 配合物（见右图）占 主导地位。
反应经过Ti（IV）混合型配合物A （带有烯丙氧基和TBHP阴离子为配体） 进行，烷基过氧化物二齿配位于Ti(IV) 中心而受到亲电活化，氧转移至烯键 上产生了配合物B。
再以重氮甲烷酯化，合成得到环氧化合 物（2）， 76%-80% e.e.；
接着以叠氮开环得到（3），经过一系列 反应后，得到紫杉醇侧链（4）。
主要讲解内容择要
1、 Sharpless环氧化反应（AE反应）； 2、非官能团化烯烃的不对称氧化； 3、不对称双羟基化反应（AD反应）； 4、不对称羟氨化反应（AA反应）。
一、Sharpless环氧化反应
1、基本概念； 2、Sharpless环氧化反应的特点： 3、 Sharpless环氧化反应的机理： 4、 2,3—环氧醇的开环反应；
化学产率为70-90%，光学产率大于90%。
（3）基本化学试剂：
氧化剂： 过氧叔丁醇（t-BuOOH，TBHP）；
催化剂： 四乙氧基钛[Ti(OPri)4]， 酒石酸二烷基酯（DET）；
反应底物： 烯丙醇及其衍生物。
（4）基本反应过程：
在不对称合成中的意义：
（1）合成手性环氧醇化合物； （2）得到的环氧醇可以进行随后的区域
环氧醇开环可能的方式：
2，3-环氧-1-醇(1)的开环可以发生 在C2或C3位置上。
此时，发生亲核开环位置上的碳产 生构型翻转，分别得到1，3-二醇和1， 2-二醇。
在碱性条件下，也可以通过Payne重 排，首先由结构1转变为末端环氧化合 物2；
此时，C2位构型翻转并且亲核进攻 发生在Cl上。
（1） Ti(OPri)2(N3)2参与的亲核开环：
在150mol%的Ti(OPri)4存在下，亲核试 剂（如仲醇、叠氮化物、硫醇和游离醇）主 要进攻2,3-环氧-1-醇（1）的C3位， C3发生 构型翻转。
具体开环方式见下图：
Ti(OPrii)4的存在不仅增大了反应的速度， 而且提高了多种亲核试剂对C3的位进攻的 选择性。
和立体控制的亲核开环反应，再经过进一 步官能团的变换，而获得多种多样对映体 纯的目标化合物。
Sharpless环氧化反应是一种通用的标准 实验室环氧化方法，其对映选择性和催化 性的本质是：
通过选择具有合适手性的酒石酸酯以及 选用烯丙醇的Z-或E-几何异构体，可以构 建起所需要的环氧化产物 的绝对构型。
在B中，Ti(IV)由环氧烷氧基和叔丁 氧基配位；然后烷氧基被烯丙醇和 TBHP取代而再生A，完成催化循环。
可以看到，对映选择性是由在Ti(IV) 上的手性配体，通过决定配位的烯丙醇 的构象来控制的。
4、2,3-环氧醇的开环反应：
Sharpless环氧化反应的最大应用价值 在于： 生成的环氧醇可以与多种亲核试剂发 生区域选择性和立体选择性开环反应；而 立体化学选择性常常取决于底物中的官能 团或底物与试剂之间的配位作用。
性钛—酒石酸酯催化剂具有足够强的非对映 面优先性，能够克服手性烯烃底物所固有的 非对映面优先性的影响。
举例说明:
对于AE反应， E-取代的烯丙醇的反应 较相应的Z-取代底物要快得多。
手性E-烯丙醇A在(+)-DET存在下进行 环氧化，在15h内能以大于20 : 1 的比例得 到主要产物B；
当用(-)-DET反应时，也能以大于20 : 1 的非对映选择性得到C。
然而，在Z-烯丙醇 D的情况下，对于 匹配对，要用2周时间以E : F = 30 : 1 的 比例得到产物；
而对于错配对，则以E : F = 3 : 2 的低 得多的比例得到环氧化物。
（5）产物的绝对构型可以预见： 对潜手性烯丙醇衍生物而言，迄今对
AE反应有利于产生1,2-反式产物。
DIPT：酒石酸二异丙基酯
当使用外消旋的烯丙基仲醇（1）时，对映 体之一反应较快。
因此，就导致一个有速率差异的过程，它可 以用来在一对对映体同时存在的情况下，选择 性的氧化其中的一个反应活性较强的对映体。
所以，可以利用Sharpless环氧化反应体系 对外消旋的烯丙基仲醇进行动力学拆分。
Ti(OPri)2(N3)2开环举例说明如下：
如图所示：C3叠氮开环得到的主要 产物是3-叠氨基-1，2-二醇（2）。
（2） 经过还原即是1，2-二醇-3-胺， 其骨架可以作为合成一系列药物分子 的中间体。
应用实例：
Greene采用此法，从顺式肉桂醇（1）出 发，经过不对称环氧化反应和将末端羟基氧 化成羧酸；
5、 Payne重排后开环。
（1）基本概念：
烯丙醇及其衍生物在钛酸酯参与下 的不对称环氧化反应称为Sharpless环氧 化反应，简称为AE反应(asymmetric epoxidation) 。
1980年，由Sharpless K.B. 等研究发 现。
（2）基本化学反应：
R1
R
t-BuOOH, Ti(OPri)4
2、Sharpless环氧化反应的特点：
（1）简易性： 所有的反应组份都是廉价的，并且是商
品化的； （2）可靠性：
虽然大的R取代基是不利的，但对于大 多数烯丙醇，反应都能成功；
（3）高光学纯度： 一般>90% d.e.，通常 > 95% d.e. ；
（4）对底物中的手性中心相对不敏感： 在已带有手性中心的烯丙醇底物中，手
OH
R2
L-(+)-酒石酸二烷基酯
R1
R
O OH
R2Fra Baidu bibliotek
R1
R
t-BuOOH, Ti(OPri)4
R1
R
R2
OH
O
D-(-)-酒石酸二烷基酯
R2
OH
应用过氧叔丁醇（t-BuOOH，TBHP）为 氧供体，四乙氧基钛[Ti(OPri)4]和酒石酸二烷 基酯（DET，常用的是酒石酸二乙酯）为催 化剂，使各种烯丙伯醇衍生物发生不对称过 氧化。
新的选择性转化扩大了该反应的实用 性和意义。
3、Sharpless环氧化反应的机理：
在Sharpless环氧化 反应体系中，存在着 多种Ti-酒石酸酯配 合物，其中，以双核 配合物（见右图）占 主导地位。
反应经过Ti（IV）混合型配合物A （带有烯丙氧基和TBHP阴离子为配体） 进行，烷基过氧化物二齿配位于Ti(IV) 中心而受到亲电活化，氧转移至烯键 上产生了配合物B。
再以重氮甲烷酯化，合成得到环氧化合 物（2）， 76%-80% e.e.；
接着以叠氮开环得到（3），经过一系列 反应后，得到紫杉醇侧链（4）。
主要讲解内容择要
1、 Sharpless环氧化反应（AE反应）； 2、非官能团化烯烃的不对称氧化； 3、不对称双羟基化反应（AD反应）； 4、不对称羟氨化反应（AA反应）。
一、Sharpless环氧化反应
1、基本概念； 2、Sharpless环氧化反应的特点： 3、 Sharpless环氧化反应的机理： 4、 2,3—环氧醇的开环反应；
化学产率为70-90%，光学产率大于90%。
（3）基本化学试剂：
氧化剂： 过氧叔丁醇（t-BuOOH，TBHP）；
催化剂： 四乙氧基钛[Ti(OPri)4]， 酒石酸二烷基酯（DET）；
反应底物： 烯丙醇及其衍生物。
（4）基本反应过程：
在不对称合成中的意义：
（1）合成手性环氧醇化合物； （2）得到的环氧醇可以进行随后的区域
环氧醇开环可能的方式：
2，3-环氧-1-醇(1)的开环可以发生 在C2或C3位置上。
此时，发生亲核开环位置上的碳产 生构型翻转，分别得到1，3-二醇和1， 2-二醇。
在碱性条件下，也可以通过Payne重 排，首先由结构1转变为末端环氧化合 物2；
此时，C2位构型翻转并且亲核进攻 发生在Cl上。
（1） Ti(OPri)2(N3)2参与的亲核开环：
在150mol%的Ti(OPri)4存在下，亲核试 剂（如仲醇、叠氮化物、硫醇和游离醇）主 要进攻2,3-环氧-1-醇（1）的C3位， C3发生 构型翻转。
具体开环方式见下图：
Ti(OPrii)4的存在不仅增大了反应的速度， 而且提高了多种亲核试剂对C3的位进攻的 选择性。
和立体控制的亲核开环反应，再经过进一 步官能团的变换，而获得多种多样对映体 纯的目标化合物。
Sharpless环氧化反应是一种通用的标准 实验室环氧化方法，其对映选择性和催化 性的本质是：
通过选择具有合适手性的酒石酸酯以及 选用烯丙醇的Z-或E-几何异构体，可以构 建起所需要的环氧化产物 的绝对构型。
在B中，Ti(IV)由环氧烷氧基和叔丁 氧基配位；然后烷氧基被烯丙醇和 TBHP取代而再生A，完成催化循环。
可以看到，对映选择性是由在Ti(IV) 上的手性配体，通过决定配位的烯丙醇 的构象来控制的。
4、2,3-环氧醇的开环反应：
Sharpless环氧化反应的最大应用价值 在于： 生成的环氧醇可以与多种亲核试剂发 生区域选择性和立体选择性开环反应；而 立体化学选择性常常取决于底物中的官能 团或底物与试剂之间的配位作用。
性钛—酒石酸酯催化剂具有足够强的非对映 面优先性，能够克服手性烯烃底物所固有的 非对映面优先性的影响。
举例说明:
对于AE反应， E-取代的烯丙醇的反应 较相应的Z-取代底物要快得多。
手性E-烯丙醇A在(+)-DET存在下进行 环氧化，在15h内能以大于20 : 1 的比例得 到主要产物B；
当用(-)-DET反应时，也能以大于20 : 1 的非对映选择性得到C。
然而，在Z-烯丙醇 D的情况下，对于 匹配对，要用2周时间以E : F = 30 : 1 的 比例得到产物；
而对于错配对，则以E : F = 3 : 2 的低 得多的比例得到环氧化物。
（5）产物的绝对构型可以预见： 对潜手性烯丙醇衍生物而言，迄今对
AE反应有利于产生1,2-反式产物。
DIPT：酒石酸二异丙基酯
当使用外消旋的烯丙基仲醇（1）时，对映 体之一反应较快。
因此，就导致一个有速率差异的过程，它可 以用来在一对对映体同时存在的情况下，选择 性的氧化其中的一个反应活性较强的对映体。
所以，可以利用Sharpless环氧化反应体系 对外消旋的烯丙基仲醇进行动力学拆分。
Ti(OPri)2(N3)2开环举例说明如下：
如图所示：C3叠氮开环得到的主要 产物是3-叠氨基-1，2-二醇（2）。
（2） 经过还原即是1，2-二醇-3-胺， 其骨架可以作为合成一系列药物分子 的中间体。
应用实例：
Greene采用此法，从顺式肉桂醇（1）出 发，经过不对称环氧化反应和将末端羟基氧 化成羧酸；
5、 Payne重排后开环。
（1）基本概念：
烯丙醇及其衍生物在钛酸酯参与下 的不对称环氧化反应称为Sharpless环氧 化反应，简称为AE反应(asymmetric epoxidation) 。
1980年，由Sharpless K.B. 等研究发 现。
（2）基本化学反应：
R1
R
t-BuOOH, Ti(OPri)4
2、Sharpless环氧化反应的特点：
（1）简易性： 所有的反应组份都是廉价的，并且是商
品化的； （2）可靠性：
虽然大的R取代基是不利的，但对于大 多数烯丙醇，反应都能成功；
（3）高光学纯度： 一般>90% d.e.，通常 > 95% d.e. ；
（4）对底物中的手性中心相对不敏感： 在已带有手性中心的烯丙醇底物中，手
OH
R2
L-(+)-酒石酸二烷基酯
R1
R
O OH
R2Fra Baidu bibliotek
R1
R
t-BuOOH, Ti(OPri)4
R1
R
R2
OH
O
D-(-)-酒石酸二烷基酯
R2
OH
应用过氧叔丁醇（t-BuOOH，TBHP）为 氧供体，四乙氧基钛[Ti(OPri)4]和酒石酸二烷 基酯（DET，常用的是酒石酸二乙酯）为催 化剂，使各种烯丙伯醇衍生物发生不对称过 氧化。