stringtranslate.com

Эпоксидирование без Шарплесса

Реакция эпоксидирования Шарплесса представляет собой энантиоселективную химическую реакцию получения 2,3-эпоксиспиртов из первичных и вторичных аллильных спиртов . Окислителем является трет - бутилгидропероксид . В основе метода лежит катализатор , образованный из тетра(изопропоксида) титана и диэтилтартрата . [1] [2] [3] [4] [5]

Эпоксидирование Шарплесса
Эпоксидирование Шарплесса

2,3-Эпоксиспирты можно превратить в диолы , аминоспирты и простые эфиры . Реагенты для эпоксидирования по Шарплессу коммерчески доступны и относительно недороги. [6] К. Барри Шарплесс опубликовал статью о реакции в 1980 году и был удостоен Нобелевской премии по химии 2001 года за эту и связанные с ней работы по асимметричному окислению . Приз разделили Уильям С. Ноулз и Рёдзи Ноёри .

Катализатор

Типично 5–10 мол% катализатора. Необходимо наличие молекулярных сит 3Å (3Å MS). [7] Структура катализатора неизвестна, хотя считается, что он представляет собой димер [Ti(тартрат)(OR) 2 ]. [8]

Селективность

Эпоксидирование аллильных спиртов является широко используемым преобразованием в тонком химическом синтезе. Хиральность продукта эпоксидирования Шарплесса иногда предсказывают с помощью следующей мнемоники . Вокруг двойной связи нарисован прямоугольник в той же плоскости, что и атомы углерода двойной связи ( плоскость xy ), с аллиловым спиртом в правом нижнем углу и другими заместителями в соответствующих углах. В этой ориентации (-) тартрат диэфира преимущественно взаимодействует с верхней половиной молекулы, а (+) тартрат диэфира преимущественно взаимодействует с нижней половиной молекулы. Эта модель кажется верной, несмотря на замену олефина. Селективность снижается с увеличением R 1 , но увеличивается с увеличением R 2 и R 3 (см. введение). [1]

Эпоксидирование Шарплесса
Эпоксидирование Шарплесса

Однако этот метод неверно предсказывает образование аллильных 1,2-диолов. [9]

Нарушение модели Шарплесса

Кинетическое разрешение

Эпоксидирование по Шарплессу также может привести к кинетическому разрешению рацемической смеси вторичных 2,3-эпоксиспиртов. Хотя выход процесса кинетического разделения не может превышать 50%, в некоторых реакциях энантиомерный избыток приближается к 100%. [10] [11]

Кинетическое разрешение

Синтетическая полезность

Эпоксидирование по Шарплесу возможно с широким спектром первичных и вторичных алкеновых спиртов. Кроме того, за исключением, отмеченным выше, данный диалкилтартрат предпочтительно будет присоединяться к одной и той же поверхности независимо от замещения в алкене . Чтобы продемонстрировать синтетическую полезность эпоксидирования Шарплесса, группа Шарплесса создала синтетические промежуточные продукты различных натуральных продуктов: метимицина, эритромицин , лейкотриен С-1 и (+)- диспарлюр . [12]

Полезность

Поскольку в свое время это была одна из немногих высокоэнантиоселективных реакций, было разработано множество манипуляций с 2,3-эпоксиспиртами. [13]

Эпоксидирование Шарплесса использовалось для полного синтеза различных сахаридов , терпенов , лейкотриенов , феромонов и антибиотиков . [6]

Основным недостатком этого протокола является необходимость присутствия аллилового спирта . Эпоксидирование Якобсена , альтернативный метод энантиоселективного окисления алкенов, решает эту проблему и допускает более широкий набор функциональных групп . [ нужна цитата ]

Ссылки, представляющие исторический интерес

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Диего Дж. Рамон и Мигель Юс (2006). «На арене энантиоселективного синтеза титановые комплексы носят лавровый венок». хим. Преподобный . 106 (6): 2126–2208. дои : 10.1021/cr040698p. ПМИД  16771446.
  2. ^ Джонсон, РА; Шарплесс, КБ (1991). «Реакции присоединения с образованием связей углерод-кислород: (ii) Асимметричные методы эпоксидирования». Компр. Орг. Синтез . 7 : 389–436. doi : 10.1016/B978-0-08-052349-1.00196-7. ISBN 978-0-08-052349-1.
  3. ^ Хюфт, Э. (1993). «Энантиоселективное эпоксидирование пероксидом кислорода». Вершина. Курс. Хим . Темы современной химии. 164 : 63–77. дои : 10.1007/3-540-56252-4_25. ISBN 978-3-540-56252-8.
  4. ^ Кацуки, Т.; Мартин, В.С. (1996). «Асимметричное эпоксидирование аллиловых спиртов: реакция эпоксидирования Кацуки-Шарплесса». Орг. Реагируйте . 48 : 1–300. дои : 10.1002/0471264180.или048.01. ISBN 0471264180.
  5. ^ Пфеннингер, А. (1986). «Асимметричное эпоксидирование аллиловых спиртов: эпоксидирование Шарплесса». Синтез . 1986 (2): 89–116. дои : 10.1055/с-1986-31489.
  6. ^ аб А. Пфеннингер (1986). «Асимметричное эпоксидирование аллиловых спиртов: эпоксидирование Шарплесса». Синтез . 1986 (2): 88–116. дои : 10.1055/с-1986-31489.
  7. ^ * Хилл, Дж.Г.; Шарплесс, КБ; Экзон, СМ; Реженье, Р. (1985). «Энантиоселективное эпоксидирование аллиловых спиртов: (2s,3s)-3-пропилоксиранметанол». Орг. Синтез. 63 : 66. дои : 10.15227/orgsyn.063.0066.
  8. ^ Финн, МГ; Шарплесс, КБ (1991). «Механизм асимметричного эпоксидирования. 2. Структура катализатора». Варенье. хим. Соц . 113 : 113–126. дои : 10.1021/ja00001a019.
  9. ^ Такано, С.; Ивабути, Ю.; Огасавара, К. (1991). «Инверсия энантиоселективности в режиме кинетического разрешения реакции асимметричного эпоксидирования Кацуки-Шарплесса». Варенье. хим. Соц. 113 (7): 2786–2787. дои : 10.1021/ja00007a082.
  10. ^ Китано, Ю.; Мацумото, Т.; Сато, Ф. (1988). «Высокоэффективное кинетическое разделение γ- и β-триметилсилил вторичных аллильных спиртов путем безострого асимметричного эпоксидирования». Тетраэдр . 44 (13): 4073–4086. дои : 10.1016/S0040-4020(01)86657-6.
  11. ^ Мартин, В.; Вудард, С.; Кацуки, Т.; Ямада, Ю.; Икеда, М.; Шарплесс, КБ (1981). «Кинетическое разделение рацемических аллильных спиртов путем энантиоселективного эпоксидирования. Путь к веществам абсолютной энантиомерной чистоты?». Варенье. хим. Соц. 103 (20): 6237–6240. дои : 10.1021/ja00410a053.
  12. ^ Росситер, Б.; Кацуки, Т.; Шарплесс, КБ (1981). «Асимметричное эпоксидирование обеспечивает кратчайший путь к четырем хиральным эпоксидным спиртам, которые являются ключевыми промежуточными продуктами в синтезе метимицина, эритромицина, лейкотриена C-1 и диспарлюра». Варенье. хим. Соц. 103 (2): 464–465. дои : 10.1021/ja00392a038.
  13. ^ Шарплесс, КБ ; Беренс, Швейцария; Кацуки, Т.; Ли, AWM; Мартин, В.С.; Такатани, М.; Вити, С.М.; Уокер, Ф.Дж.; Вудард, СС (1983). «Стерео и региоселективные открытия хиральных 2,3-эпоксидных спиртов. Универсальные пути получения оптически чистых натуральных продуктов и лекарств. Необычное кинетическое разрешение». Чистое приложение. хим. 55 (4): 589. doi : 10.1351/pac198855040589 .

Внешние ссылки