第四章：环氧化ppt课件

1、第四章：烯键的不对称氧化反响第四章：烯键的不对称氧化反响 烯丙醇的不对称环氧化烯丙醇的不对称环氧化(Sharpless环氧化或环氧化或AE反响反响) Sharpless环氧化反响的改良和改良环氧化反响的改良和改良 2,3环氧醇的选择性开环环氧醇的选择性开环 内消旋环氧化合物的不对称加成内消旋环氧化合物的不对称加成 烯烃不对称双羟基化烯烃不对称双羟基化(AD)反响反响 不对称氨基羟基化反响不对称氨基羟基化反响 非官能化烯烃的环氧化非官能化烯烃的环氧化 烯醇盐的氧化烯醇盐的氧化-羟基化羟基化1烯丙醇的不对称环氧化烯丙醇的不对称环氧化(Sharpless环氧化或环氧化或AE反响反响)RRROH(S,

2、S)-D-(-)-tartrateTi(OPri)4CH2Cl2, -20oC70%-90%RRROHO90% e.eMe3COOH(R,R)-L-(+)-tartrate1.1 Sharpless环氧化特点环氧化特点1)简易性：一切的试剂都是商品化的并且是廉价的。简易性：一切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响都能胜利可靠性：对于大多数烯丙醇反响都能胜利(大的取代基不利大的取代基不利3)高光学纯度：普通高光学纯度：普通90%，通常，通常95%，迄今最高值，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，迄今无例外可预见产物构型：对于潜手性烯丙醇而言

3、，迄今无例外地符合所示规律。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，可以抑制手性低物中已有的非对应面选择性。映面优先性，可以抑制手性低物中已有的非对应面选择性。6)产物多用性：经过翻开环氧环，可以制备多种构造的产物多用性：经过翻开环氧环，可以制备多种构造的手性化合物。手性化合物。7)立体选择性对反响速度敏感：当立体选择性对反响速度敏感：当3-位取代基硕大时，位取代基硕大时，Z-烯烯丙醇的反响速度遭到抑制。有时可以用于动力学拆分。丙醇的反响速度遭到抑制。有时可以用于动力学拆分。Ti(OPri)4Me3CO

4、OHBnOOH(+)-DETBnOOHO99:1OHOOTi(OPri)4Me3COOHOHOOOOHOOO 无酒石酸： 1 ： 3（+）-DET, 错配对： 22 ： 1（-）DET, 匹配对： 1 ： 901.2 反响机理反响机理TiOOOOOTiOOOOOTiOOOOOTiOOOOOHOHOOOHOHOOTiOOTiOORCORCO2RCOROROROCO2R2Sharpless环氧化反响的改良和改良环氧化反响的改良和改良2.1 CaH2/SiO2体系周维善体系周维善OHTi(OPri)4/Me3COOHD(-)-DETOHOSharpless: 96h, Y%=76-80, aD=-7

5、.6, 95%e.e, 2R, 3SZhou WS: 8h, Y%=76, aD=-7.8, OHTi(OPri)4/Me3COOHD(-)-DETOHOSharpless: 72h, Y%=76-80, aD=+26.5, 96%e.e, 2S, 3SZhou WS: 6h, Y%=76.4, aD=-7.8, 动力学拆分周维善动力学拆分周维善ORNHTsTi(OPri)4,TBHP,L(+)-DIPTCaH2, Silica gel. r.tORNHTsNOHOTsRORNHTsTi(OPri)4,TBHP,D(-)-DIPTCaH2, Silica gel. r.tORNHTsNOHOT

6、sR2.2 4A分子筛体系分子筛体系 Sharpless方法需求计量的酒石酸和钛络合物。后来发现，在分子筛存在下只需求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。-Product cat%/tart. Tem.(oC) Time (h) Y% e.e%- 5/6.0 -20 2.5 85 94 5/7.5 -20 3 89 98 10/14 -10 29 74 86 10/14 -20 43 - 85-OOHOOHOOHC7H15OOHBnOCH2(+)-酒石酸酯 32,3环氧醇的选择性开环环氧醇的选择性开环相继的开环反响给相继的开环反响给Sharples

7、sSharpless反响添加反响添加了重要的意义。了重要的意义。3.1 TiOpri4参与的开环反响参与的开环反响 没有钛，开环反响不发生。钛即提高了反响速度，没有钛，开环反响不发生。钛即提高了反响速度，又提高了又提高了3-位的选择性。位的选择性。OHOOHNuOHOHOHNuTi(OPri)4NuNu=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 4ET2NH 1.5 胺过量，回流5h 20/1 90i-PrOH 0 醇过量，回流18h - 0i-PrOH 1.5 醇过量，回流1

8、8h 100/1 88PhSH 0 醇5当量，己烷，室温22h - 0PhSH 1.5 醇16当量，己烷，室温5min 6.4/1 95Me3SiN3 1.5 Me3SiN 3当量，己烷，回流3h 14/1 74-3.2 Ti(Opri)2(N3)2的选择性开环的选择性开环Ti(OPri)2(N3)2-R Condition C-3/C-2 Y%-Et NaN3/NH4Cl, 7h 5.8:1 95 Ti(OPri)(N3)2, 0.08h 36:1 88PhCH2 NaN3/NH4Cl, 3.5h 1.4:1 71 Ti(OPri)(N3)2, 0.16h 27:1 96C-Hex. NaN

9、3/NH4Cl, 10h 1.7:1 93 Ti(OPri)(N3)2, 0.25h 20:1 94t-Bu NaN3/NH4Cl, 12h 1:100 47 Ti(OPri)(N3)2, 0.75h 2:1 96Ph NaN3/NH4Cl, 2.7h 100:1 100 Ti(OPri)(N3)2, 0.08h 100:1 76-ROHOROHOHN3ROHOHN33.3 X2-Ti(Opri)4的开环反响的开环反响OOHI2-Ti(OPri)40.5h, 0oCOHOHIOOHI2-Ti(OPri)40.5h, 0oCOHOHIOHOI2-Ti(OPri)4OHOHIOHOBr2-Ti(O

10、Pri)4OHOHBr3.4 金属氢化物开环金属氢化物开环BnOOHORed-Al/THF/0oCBnOOHOHROHOLiBH4/Ti(OPri)4ROHOHROHOH-R Ti(OPri)4 eq. Solvent Temp. Time ratio 2:3 Y%-Ph 1.5 THF 65 1h 7.3:1 83C7H15 1.9 C6H6 10 20h 145:1 93.2C4H9 1.7 C6H6 50 15min 46:1 99C4H9 1.7 C6H6 10 18h 150:1 97-3.5 金属有机化合物开环金属有机化合物开环BnCH2OOHOCH2=CHMgBr/CuI/Et2

11、O/-20oCBnCH2OOHOHBnCH2OOHOLiCuMe2/Et2O/-20oCBnCH2OOHOH3.6 Payne重排重排ROHOROHONuRNuOHOHNu=PhS-, BH4-, CN-, TsNH-BnOOHONaOH, PhSHBnOSPhOHOHOBnOOHNaOH, PhSH, dioxane, H2O65oC, 3h, 80%OBnSPhHOHOPhCH2OSPhOHOH4. 内消旋环氧化合物的不对称加成ORHRHRROHNuRROHNuOn-BuSHZn-tartrateSBunOH85%e.eOOHN3TMSN3, (+)DIBT/TiCl2(OPri)263%

12、e.eONLiNHOH92%e.eGaOOOOLiOOHSButt-BuSH4AMS, toluene, r.t80%, 97%e.eNCrNOOClButt-BuButt-BuHHYO2mol.%, (R,R)-Salen-Cr-ClTMSN3, rt.YN3OTMSY=CH2, 94%e.e =CH2CH2, 88%e.e =NCOCF3, 95% e.e =O, 97%e.eOROR(S,S)-Salen-Cr-N3(R,R)-Salen-Cr-N3TMSN3TMSN3RN3OTMSRN3OTMSOOTMSN3OOTMSNH(S)-普萘洛尔抗高血压药5. 烯烃不对称双羟基化烯烃不对称双羟

13、基化(AD)反响反响RsRLRmHNROArHNORArHHQDQ-OAcDHQ-OAcHORLOHHRsRmRLHOHOHRsRm1.02%-0.4%OSO4Acetone, H2OSharpless，吡啶衍生物不好，与锇生成的络合物不稳定。金鸡纳生物碱好。以二氢奎宁啶为代表。主要是Sharpless 和Lohray的任务。NOMeNNONMeOO(HQDQ)2-PHAL(HQDQ)2-PYR(DHQ)2-PYRNONMeONNONOMeN95%e.e烷基取代烯烃不理想！NNRRH HHiramaNNHPhPhHE.J.CoreyNROArHNORArHHQDQ-OAcDHQ-OAcShrp

14、less-Reagent DQHQ Corey Hirama- e.e% Conf. e.e% Conf. e.e% Conf.PhCH=CH2 62 R 92 2S,3S 88 S, S E-PhCH=CHCH3 65 R 93 2S,3S 92 S, SE-PhCH=CHPh 88 R 92 2S,3S 100 S,SE-PhCH=CHCO2R 92 2R,3S 99 S,S-OOOHOHOOOOHN(DHQD)2PHAL,M, Os3O4, b)Me2C(OMe)2, AcBr ; K2CO3,MeOHc)i-PrNH2, H2O（2S）普萘洛尔6. 不对称氨基羟基化反响不对称氨基羟基化

15、反响主要是Sharpless小组的任务PhOMeOTsNNaClK2OsO2(OH)2MeCN-H2O(DHQ)2PHALPhOMeONHOHTsPhOMeONHOHTsTsNNaClK2OsO2(OH)2MeCN-H2O(DHQD)2PHALCO2MeCO2MeNHTsOHMeO2CCO2MeMeO2CCO2MeNHTsOHPhPhPhPhNHTsOHPhPhPhPhNHTsOH74%e.e77%e.e62%e.e33%e.e7. 非官能化烯烃的环氧化非官能化烯烃的环氧化Salen络合物细胞色素P-450（一种氧化酶）MNNNNONNOM* *Salen complexM=Cr, Ni, Fe, Co, Mn., Mn is the most effective ironONNOPhPhMPF6Mn(III)-salenOPhPhOPhPhO78%e.e84%e.e20%e.eONCCatNaOClONCOONCNOHOONCOHONNOMeNOHOHNNOMe56%85%97%e.e96% Y都是抗高血压药ONNOHHMnClCO2EtPhNaOClCatCO2EtPhO97%e.e56%YNH3MeOH100oCNH2OOHNH2Ba(OH)2H2SO4OHOOHNHPhO紫杉醇侧链8. 烯醇盐的氧化烯醇盐的