第四章：環(huán)氧化ppt課件

1、第四章：烯鍵的不對(duì)稱氧化反響第四章：烯鍵的不對(duì)稱氧化反響 烯丙醇的不對(duì)稱環(huán)氧化烯丙醇的不對(duì)稱環(huán)氧化(Sharpless環(huán)氧化或環(huán)氧化或AE反響反響) Sharpless環(huán)氧化反響的改良和改良環(huán)氧化反響的改良和改良 2,3環(huán)氧醇的選擇性開環(huán)環(huán)氧醇的選擇性開環(huán) 內(nèi)消旋環(huán)氧化合物的不對(duì)稱加成內(nèi)消旋環(huán)氧化合物的不對(duì)稱加成 烯烴不對(duì)稱雙羥基化烯烴不對(duì)稱雙羥基化(AD)反響反響 不對(duì)稱氨基羥基化反響不對(duì)稱氨基羥基化反響 非官能化烯烴的環(huán)氧化非官能化烯烴的環(huán)氧化 烯醇鹽的氧化烯醇鹽的氧化-羥基化羥基化1烯丙醇的不對(duì)稱環(huán)氧化烯丙醇的不對(duì)稱環(huán)氧化(Sharpless環(huán)氧化或環(huán)氧化或AE反響反響)RRROH(S,

2、S)-D-(-)-tartrateTi(OPri)4CH2Cl2, -20oC70%-90%RRROHO90% e.eMe3COOH(R,R)-L-(+)-tartrate1.1 Sharpless環(huán)氧化特點(diǎn)環(huán)氧化特點(diǎn)1)簡(jiǎn)易性：一切的試劑都是商品化的并且是廉價(jià)的。簡(jiǎn)易性：一切的試劑都是商品化的并且是廉價(jià)的。2)可靠性：對(duì)于大多數(shù)烯丙醇反響都能勝利可靠性：對(duì)于大多數(shù)烯丙醇反響都能勝利(大的取代基不利大的取代基不利3)高光學(xué)純度：普通高光學(xué)純度：普通90%，通常，通常95%，迄今最高值，迄今最高值99.5%。4)可預(yù)見產(chǎn)物構(gòu)型：對(duì)于潛手性烯丙醇而言，迄今無例外可預(yù)見產(chǎn)物構(gòu)型：對(duì)于潛手性烯丙醇而言

3、，迄今無例外地符合所示規(guī)律。地符合所示規(guī)律。5)不敏感于已由手性中心：手性鈦酒石酸酯有足夠強(qiáng)的非對(duì)不敏感于已由手性中心：手性鈦酒石酸酯有足夠強(qiáng)的非對(duì)映面優(yōu)先性，可以抑制手性低物中已有的非對(duì)應(yīng)面選擇性。映面優(yōu)先性，可以抑制手性低物中已有的非對(duì)應(yīng)面選擇性。6)產(chǎn)物多用性：經(jīng)過翻開環(huán)氧環(huán)，可以制備多種構(gòu)造的產(chǎn)物多用性：經(jīng)過翻開環(huán)氧環(huán)，可以制備多種構(gòu)造的手性化合物。手性化合物。7)立體選擇性對(duì)反響速度敏感：當(dāng)立體選擇性對(duì)反響速度敏感：當(dāng)3-位取代基碩大時(shí)，位取代基碩大時(shí)，Z-烯烯丙醇的反響速度遭到抑制。有時(shí)可以用于動(dòng)力學(xué)拆分。丙醇的反響速度遭到抑制。有時(shí)可以用于動(dòng)力學(xué)拆分。Ti(OPri)4Me3CO

4、OHBnOOH(+)-DETBnOOHO99:1OHOOTi(OPri)4Me3COOHOHOOOOHOOO 無酒石酸： 1 ： 3（+）-DET, 錯(cuò)配對(duì)： 22 ： 1（-）DET, 匹配對(duì)： 1 ： 901.2 反響機(jī)理反響機(jī)理TiOOOOOTiOOOOOTiOOOOOTiOOOOOHOHOOOHOHOOTiOOTiOORCORCO2RCOROROROCO2R2Sharpless環(huán)氧化反響的改良和改良環(huán)氧化反響的改良和改良2.1 CaH2/SiO2體系周維善體系周維善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, 動(dòng)力學(xué)拆分周維善動(dòng)力學(xué)拆分周維善ORNHTsTi(OPri)4,TBHP,L(+)-DIPTCaH2, Silica gel. r.tORNHTsNOHOTsRORNHTsTi(OPri)4,TBHP,D(-)-DIPTCaH2, Silica gel. r.tORNHTsNOHOT

6、sR2.2 4A分子篩體系分子篩體系 Sharpless方法需求計(jì)量的酒石酸和鈦絡(luò)合物。后來發(fā)現(xiàn)，在分子篩存在下只需求催化量的四異丙基鈦和DET就可以了。解釋為去除了體系中共存的水，防止催化劑的失活。-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環(huán)氧醇的選擇性開環(huán)環(huán)氧醇的選擇性開環(huán)相繼的開環(huán)反響給相繼的開環(huán)反響給Sharples

7、sSharpless反響添加反響添加了重要的意義。了重要的意義。3.1 TiOpri4參與的開環(huán)反響參與的開環(huán)反響 沒有鈦，開環(huán)反響不發(fā)生。鈦即提高了反響速度，沒有鈦，開環(huán)反響不發(fā)生。鈦即提高了反響速度，又提高了又提高了3-位的選擇性。位的選擇性。OHOOHNuOHOHOHNuTi(OPri)4NuNu=R2NH, -N3, RSH, ROH)-Nu Ti(OPri)4 當(dāng)量 反應(yīng)條件 選擇性C-3/C-2 Y%-Et2NH 0 胺過量，回流18h 3.7/1 4ET2NH 1.5 胺過量，回流5h 20/1 90i-PrOH 0 醇過量，回流18h - 0i-PrOH 1.5 醇過量，回流1

8、8h 100/1 88PhSH 0 醇5當(dāng)量，己烷，室溫22h - 0PhSH 1.5 醇16當(dāng)量，己烷，室溫5min 6.4/1 95Me3SiN3 1.5 Me3SiN 3當(dāng)量，己烷，回流3h 14/1 74-3.2 Ti(Opri)2(N3)2的選擇性開環(huán)的選擇性開環(huán)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的開環(huán)反響的開環(huán)反響OOHI2-Ti(OPri)40.5h, 0oCOHOHIOOHI2-Ti(OPri)40.5h, 0oCOHOHIOHOI2-Ti(OPri)4OHOHIOHOBr2-Ti(O

10、Pri)4OHOHBr3.4 金屬氫化物開環(huán)金屬氫化物開環(huán)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 金屬有機(jī)化合物開環(huán)金屬有機(jī)化合物開環(huán)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. 內(nèi)消旋環(huán)氧化合物的不對(duì)稱加成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)-普萘洛爾抗高血壓藥5. 烯烴不對(duì)稱雙羥基化烯烴不對(duì)稱雙羥

13、基化(AD)反響反響RsRLRmHNROArHNORArHHQDQ-OAcDHQ-OAcHORLOHHRsRmRLHOHOHRsRm1.02%-0.4%OSO4Acetone, H2OSharpless，吡啶衍生物不好，與鋨生成的絡(luò)合物不穩(wěn)定。金雞納生物堿好。以二氫奎寧啶為代表。主要是Sharpless 和Lohray的任務(wù)。NOMeNNONMeOO(HQDQ)2-PHAL(HQDQ)2-PYR(DHQ)2-PYRNONMeONNONOMeN95%e.e烷基取代烯烴不理想！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）普萘洛爾6. 不對(duì)稱氨基羥基化反響不對(duì)稱氨基羥基化

15、反響主要是Sharpless小組的任務(wù)PhOMeOTsNNaClK2OsO2(OH)2MeCN-H2O(DHQ)2PHALPhOMeONHOHTsPhOMeONHOHTsTsNNaClK2OsO2(OH)2MeCN-H2O(DHQD)2PHALCO2MeCO2MeNHTsOHMeO2CCO2MeMeO2CCO2MeNHTsOHPhPhPhPhNHTsOHPhPhPhPhNHTsOH74%e.e77%e.e62%e.e33%e.e7. 非官能化烯烴的環(huán)氧化非官能化烯烴的環(huán)氧化Salen絡(luò)合物細(xì)胞色素P-450（一種氧化酶）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都是抗高血壓藥ONNOHHMnClCO2EtPhNaOClCatCO2EtPhO97%e.e56%YNH3MeOH100oCNH2OOHNH2Ba(OH)2H2SO4OHOOHNHPhO紫杉醇側(cè)鏈8. 烯醇鹽的氧化烯醇鹽的