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夏普萊斯不對稱雙羥基化反應

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夏普萊斯不對稱雙羥基化反應（Sharpless asymmetric dihydroxylation），常直接稱為不對稱雙羥基化反應（AD反應），是巴里·夏普萊斯在 Upjohn雙羥基化反應的基礎上，於1987年發現的以金雞納鹼衍生物催化的烯烴不對稱雙羥基化反應。[1][2][3] 與夏普萊斯環氧化反應一樣，該反應也是現代有機合成中最重要的反應之一。

典型的反應條件是以四氧化鋨（OsO4）和二氫奎寧（DHQ）或二氫奎尼丁（DHQD）的手性配體衍生物作為催化劑，以計量的鐵氰化鉀[4][5]、N-甲基嗎啉N-氧化物（NMO）[6][7] 或叔丁基過氧化氫作為再氧化劑，並加入其他添加劑如碳酸鉀和甲磺酰胺等。現實條件中常用非揮發性的鋨酸鹽 K2OsO2(OH)4 代替 OsO4。[1][3] 市售的二羥化混合物試劑稱為AD-mix，有 AD-mix α（含 (DHQ)2-PHAL）和 AD-mix β（含 (DHQD)2-PHAL）兩種。[8]

大多數烯烴在上述條件下，能都以高產率、高ee值生成光學活性的鄰二醇，而且反應條件溫和，無需低溫、無水、無氧等條件。[9] DHQ 和 DHQD 衍生物可分別用於一對對映異構鄰二醇的合成，反應產物的立體構型可根據烯烴的結構，利用下圖來進行預測。DHQ 和 DHQD 的各類衍生物都可用作催化劑的手性配體，但最有效的配體是酞嗪（2,3-二氮雜萘）衍生物 (DHQ)2-PHAL 和 (DHQD)2-PHAL。

夏普萊斯不對稱雙羥基化反應示意圖。
RL = 體積最大的取代基；RM = 體積中等的取代基；RS = 體積最小的取代基

反應機理

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反應的催化循環如下。由鋨酸鉀原位生成的四氧化鋨與配體結合為絡合物 2，該絡合物對烯烴發生對映選擇性的 [3+2] 環加成反應（鋨氧化反應）。[10][11] 生成的鋨酸酯 4 經水解得到二醇和被還原的鋨酸鹽。後者被計量的再氧化劑氧化為四氧化鋨而重複使用。

夏普萊斯不對稱雙羥基化反應的機理
夏普萊斯不對稱雙羥基化反應的機理

實例

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1、氮雜糖 6 合成中的 1 至 2 一步：[12]



2、Isao Kuwajima的紫杉醇全合成中也用到了一個夏普萊斯不對稱雙羥化反應。

參見

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參考資料

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  1. ^ 1.0 1.1 Jacobsen, E. N.; Marko, I.; Mungall, W. S.; Schroeder, G.; Sharpless, K. B. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1968. doi:10.1021/ja00214a053
  2. ^ Kolb, H. C.; Van Nieuwenhze, M. S.; Sharpless, K. B. Chem. Rev. 1994, 94, 2483-2547. （綜述）doi:10.1021/cr00032a009
  3. ^ 3.0 3.1 Gonzalez, J.; Aurigemma, C.; Truesdale, L. Org. Syn., Coll. Vol. 10, p.603 (2004); Vol. 79, p.93 (2002). 鏈接 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  4. ^ Minato, M.; Yamamoto, K.; Tsuji, J. J. Org. Chem. 1990, 55, 766-768. doi:10.1021/jo00289a066
  5. ^ Oi, R.; Sharpless, K. B. Org. Syn., Coll. Vol. 9, p.251 (1998); Vol. 73, p.1 (1996). 鏈接 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  6. ^ VanRheenen, V.; Kelly, R. C.; Cha, D. Y. Tetrahedron Lett. 1976, 1973-1976.
  7. ^ McKee, B. H.; Gilheany, D. G.; Sharpless, K. B. Org. Syn., Coll. Vol. 9, p.383 (1998); Vol. 70, p.47 (1992). 鏈接 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  8. ^ Sharpless, K. B., et al. J. Org. Chem. 1992, 57, 2768-2771. doi:10.1021/jo00036a003
  9. ^ Kolb, H. C.; van Nieuwenhze, M. S.; Sharpless, K. B. Chem. Rev. 1994, 94, 2483-2547.（綜述）doi:10.1021/cr00032a009
  10. ^ Corey, E.J.; Noe, M. C.; Grogan, M. J. Tetrahedron Lett. 1996, 37, 4899-4902.
  11. ^ DelMonte, A. J.; Haller, J.; Houk, K. N.; Sharpless, K. B.; Singleton, D. A.; Strassner, T.; Thomas, A. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9907-9908. doi:10.1021/ja971650e
  12. ^ Ulf M. Lindström, Rui Ding, Olle Hidestål. Efficient asymmetric synthesis of an azasugar in water. Chemical Communications. 2005, 13: 1773–4. 
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