第四章环氧化.
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(+)-酒石酸酯 -------------------------------------------------------------------------------------------------------Product cat%/tart. Tem.(oC) Time (h) Y% e.e% -------------------------------------------------------------------------------------------------------O OH 5/6.0 -20 2.5 85 94 O OH 5/7.5 -20 3 89 >98 O OH 10/14 -10 29 74 86 C7H15 O OH 10/14 -20 43 85 BnOCH2 -------------------------------------------------------------------------------------------------------
6)产物多用性：通过打开环氧环，可以制备多种结构的 手性化合物。 7)立体选择性对反应速度敏感：当3-位取代基硕大时，Z-烯 丙醇的反应速度受到抑制。有时可以用于动力学拆分。
BnO
OH
Me3COOH BnO Ti(OPri)4 (+)-DET O
OH 99:1
O O OH
Me3COOH Ti(OPri)4
OH Ti(OPri)4/Me3COOH D(-)-DET Sharpless: 72h, Y%=76-80, [a]D=+26.5, 96%e.e, 2S, 3S Zhou WS: 6h, Y%=76.4, [a]D=-7.8,
OH
O
OH
动力学拆分（周维善）
O O R NHTs HO N Ts R
O
R NHTs
Ti(OPri)4,TBHP,L(+)-DIPT CaH2, Silica gel. r.t
O O R Ti(OPri)4,TBHP,D(-)-DIPT CaH2, Silica gel. r.t O R NHTs HO N Ts R
NHTs
2.2 4A分子筛体系
Sharpless方法需要计量的酒石酸和钛络合物。后来发现，在 分子筛存在下只需要催化量的四异丙基钛和DET就可以了。解释 为去除了体系中共存的水，防止催化剂的失活。
第四章：烯键的不对称氧化反应
• • • • • • • • 烯丙醇的不对称环氧化(Sharpless环氧化或AE反应) Sharpless环氧化反应的改良和改进 2,3环氧醇的选择性开环 内消旋环氧化合物的不对称加成 烯烃不对称双羟基化(AD)反应 不对称氨基羟基化反应 非官能化烯烃的环氧化 烯醇盐的氧化-羟基化
1.1 Sharpless环氧化特点
1)简易性：所有的试剂都是商品化的并且是廉价的。
2)可靠性：对于大多数烯丙醇反应都能成功(大的取代基不利）
3)高光学纯度：一般>90%，通常>95%，迄今最高值>99.5%。 4)可预见产物构型：对于潜手性烯丙醇而言，迄今无例外 地符合所示规律。 5) 不敏感于已由手性中心： 手性钛酒石酸酯有足够强的非对 映面优先性，能够克服手性低物中已有的非对应面选择性。
O
OH OH
O O Ti O O O
百度文库
2．Sharpless环氧化反应的改良和改进
2.1 CaH2/SiO2体系（周维善）
OH Ti(OPri)4/Me3COOH D(-)-DET O Sharpless: 96h, Y%=76-80, [a]D=-7.6, 95%e.e, 2R, 3S Zhou WS: 8h, Y%=76, [a]D=-7.8,
O O O ： ： ： OH O
O OH O 3 1 90
无酒石酸： 1 （+）-DET, 错配对： 22 （-）DET, 匹配对： 1
1.2 反应机理
RO O
OH O O Ti O O O
RO Ti O O O
CO2R OR Ti O C O OR
RO C
CO2R
OOH
O O Ti O O
O O Ti O O O
1．烯丙醇的不对称环氧化(Sharpless环氧化或AE反应)
(S,S)-D-(-)-tartrate
Me3COOH R'''' R''' R'' OH Ti(OPri)4 CH2Cl2, -20oC 70%-90% R'''' O R''' R'' >90% e.e OH
(R,R)-L-(+)-tartrate
3．2,3环氧醇的选择性开环
相继的开环反应给Sharpless反应增加 了重要的意义。
3.1 Ti（Opri）4参与的开环反应
没有钛，开环反应不发生。钛即提高了反应速度，又提高了 3-位的选择性。
O OH Ti(OPri)4 Nu Nu OH OH OH
OH Nu Nu=R2NH, -N3, RSH, ROH) ---------------------------------------------------------------------------------------------Nu Ti(OPri)4 当量 反应条件 选择性C-3/C-2 Y% ---------------------------------------------------------------------------------------------Et2NH 0 胺过量，回流18h 3.7/1 4 ET2NH 1.5 胺过量，回流5h 20/1 90 i-PrOH 0 醇过量，回流18h --0 i-PrOH 1.5 醇过量，回流18h 100/1 88 PhSH 0 醇5当量，己烷，室温22h --0 PhSH 1.5 醇16当量，己烷，室温5min 6.4/1 95 Me3SiN3 1.5 Me3SiN 3当量，己烷，回流3h 14/1 74 -----------------------------------------------------------------------------------------------
6)产物多用性：通过打开环氧环，可以制备多种结构的 手性化合物。 7)立体选择性对反应速度敏感：当3-位取代基硕大时，Z-烯 丙醇的反应速度受到抑制。有时可以用于动力学拆分。
BnO
OH
Me3COOH BnO Ti(OPri)4 (+)-DET O
OH 99:1
O O OH
Me3COOH Ti(OPri)4
OH Ti(OPri)4/Me3COOH D(-)-DET Sharpless: 72h, Y%=76-80, [a]D=+26.5, 96%e.e, 2S, 3S Zhou WS: 6h, Y%=76.4, [a]D=-7.8,
OH
O
OH
动力学拆分（周维善）
O O R NHTs HO N Ts R
O
R NHTs
Ti(OPri)4,TBHP,L(+)-DIPT CaH2, Silica gel. r.t
O O R Ti(OPri)4,TBHP,D(-)-DIPT CaH2, Silica gel. r.t O R NHTs HO N Ts R
NHTs
2.2 4A分子筛体系
Sharpless方法需要计量的酒石酸和钛络合物。后来发现，在 分子筛存在下只需要催化量的四异丙基钛和DET就可以了。解释 为去除了体系中共存的水，防止催化剂的失活。
第四章：烯键的不对称氧化反应
• • • • • • • • 烯丙醇的不对称环氧化(Sharpless环氧化或AE反应) Sharpless环氧化反应的改良和改进 2,3环氧醇的选择性开环 内消旋环氧化合物的不对称加成 烯烃不对称双羟基化(AD)反应 不对称氨基羟基化反应 非官能化烯烃的环氧化 烯醇盐的氧化-羟基化
1.1 Sharpless环氧化特点
1)简易性：所有的试剂都是商品化的并且是廉价的。
2)可靠性：对于大多数烯丙醇反应都能成功(大的取代基不利）
3)高光学纯度：一般>90%，通常>95%，迄今最高值>99.5%。 4)可预见产物构型：对于潜手性烯丙醇而言，迄今无例外 地符合所示规律。 5) 不敏感于已由手性中心： 手性钛酒石酸酯有足够强的非对 映面优先性，能够克服手性低物中已有的非对应面选择性。
O
OH OH
O O Ti O O O
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2．Sharpless环氧化反应的改良和改进
2.1 CaH2/SiO2体系（周维善）
OH Ti(OPri)4/Me3COOH D(-)-DET O Sharpless: 96h, Y%=76-80, [a]D=-7.6, 95%e.e, 2R, 3S Zhou WS: 8h, Y%=76, [a]D=-7.8,
O O O ： ： ： OH O
O OH O 3 1 90
无酒石酸： 1 （+）-DET, 错配对： 22 （-）DET, 匹配对： 1
1.2 反应机理
RO O
OH O O Ti O O O
RO Ti O O O
CO2R OR Ti O C O OR
RO C
CO2R
OOH
O O Ti O O
O O Ti O O O
1．烯丙醇的不对称环氧化(Sharpless环氧化或AE反应)
(S,S)-D-(-)-tartrate
Me3COOH R'''' R''' R'' OH Ti(OPri)4 CH2Cl2, -20oC 70%-90% R'''' O R''' R'' >90% e.e OH
(R,R)-L-(+)-tartrate
3．2,3环氧醇的选择性开环
相继的开环反应给Sharpless反应增加 了重要的意义。
3.1 Ti（Opri）4参与的开环反应
没有钛，开环反应不发生。钛即提高了反应速度，又提高了 3-位的选择性。
O OH Ti(OPri)4 Nu Nu OH OH OH
OH Nu Nu=R2NH, -N3, RSH, ROH) ---------------------------------------------------------------------------------------------Nu Ti(OPri)4 当量 反应条件 选择性C-3/C-2 Y% ---------------------------------------------------------------------------------------------Et2NH 0 胺过量，回流18h 3.7/1 4 ET2NH 1.5 胺过量，回流5h 20/1 90 i-PrOH 0 醇过量，回流18h --0 i-PrOH 1.5 醇过量，回流18h 100/1 88 PhSH 0 醇5当量，己烷，室温22h --0 PhSH 1.5 醇16当量，己烷，室温5min 6.4/1 95 Me3SiN3 1.5 Me3SiN 3当量，己烷，回流3h 14/1 74 -----------------------------------------------------------------------------------------------