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1、关于不对称氧化反应第一页，本课件共有89页一、一、Sharpless环氧化反应环氧化反应o1、基本概念；、基本概念；o2、Sharpless环氧化反应的特点：环氧化反应的特点：o3、Sharpless环氧化反应的机理：环氧化反应的机理：o4、2,3环氧醇的开环反应；环氧醇的开环反应；o5、Payne重排后开环。重排后开环。第二页，本课件共有89页（1）基本概念：）基本概念：o 烯丙醇及其衍生物在钛酸酯参与下的烯丙醇及其衍生物在钛酸酯参与下的不对称环氧化反应称为不对称环氧化反应称为Sharpless环氧化环氧化反应，简称为反应，简称为AE反应反应(asymmetric epoxidation)。
2、o 1980年，由年，由Sharpless K.B.等研究发现。等研究发现。第三页，本课件共有89页（2）基本化学反应：）基本化学反应：第四页，本课件共有89页o 应应用用过过氧氧叔叔丁丁醇醇（t-BuOOH，TBHP）为为氧氧供供体体，四四乙乙氧氧基基钛钛Ti(OPri)4和和酒酒石石酸酸二二烷烷基基酯酯（DET，常常用用的的是是酒酒石石酸酸二二乙乙酯酯）为为催催化化剂剂，使使各各种种烯烯丙丙伯伯醇醇衍衍生生物物发发生生不不对对称称过过氧化。氧化。o 化学产率为化学产率为70-90%，光学产率大于，光学产率大于90%。第五页，本课件共有89页（3）基本化学试剂：）基本化学试剂：o氧化剂：氧化
3、剂：过氧叔丁醇过氧叔丁醇（t-BuOOH，TBHP）；o催化剂：催化剂：四乙氧基钛四乙氧基钛Ti(OPri)4，酒石酸二烷基酯酒石酸二烷基酯（DET）；o反应底物：反应底物：烯丙醇及其衍生物。烯丙醇及其衍生物。第六页，本课件共有89页（4）基本反应过程：）基本反应过程：第七页，本课件共有89页o（1）合成手性环氧醇化合物；）合成手性环氧醇化合物；o（2）得到的）得到的环氧醇环氧醇可以进行随后的可以进行随后的区域和立区域和立体控制的亲核开环反应体控制的亲核开环反应，再经过进一步官能，再经过进一步官能团的变换，而团的变换，而获得多种多样对映体纯的目获得多种多样对映体纯的目标化合物。标化合物。在不对
4、称合成中的意义：在不对称合成中的意义：第八页，本课件共有89页o Sharpless环环氧氧化化反反应应是是一一种种通通用用的的标标准准实实验验室室环环氧氧化化方方法法，其其对对映映选选择择性性和和催催化化性性的本质是：的本质是：o 通通过过选选择择具具有有合合适适手手性性的的酒酒石石酸酸酯酯以以及及选选用用烯烯丙丙醇醇的的Z-或或E-几几何何异异构构体体，可可以以构构建建起起所需要的环氧化产物所需要的环氧化产物 的绝对构型。的绝对构型。第九页，本课件共有89页AE反应有利于产生反应有利于产生1,2-反式产物。反式产物。DIPT：酒石酸二异丙基酯：酒石酸二异丙基酯第十页，本课件共有89页o 当
5、使用外消旋的烯丙基仲醇当使用外消旋的烯丙基仲醇（1）时，对映体之时，对映体之一反应较快。一反应较快。o 因此，就导致一个有速率差异的过程，它可因此，就导致一个有速率差异的过程，它可以用来在一对对映体同时存在的情况下，选择以用来在一对对映体同时存在的情况下，选择性的氧化其中的一个反应活性较强的对映体。性的氧化其中的一个反应活性较强的对映体。o 所以，可以利用所以，可以利用Sharpless环氧化环氧化反应体系反应体系对外消旋的烯丙基仲醇进行动力学拆分。对外消旋的烯丙基仲醇进行动力学拆分。第十一页，本课件共有89页2、Sharpless环氧化反应的特点：环氧化反应的特点：o（1）简易性：）简易性：
6、所所有有的的反反应应组组份份都都是是廉廉价价的的，并并且且是是商商品化的；品化的；o（2）可靠性：）可靠性：虽虽然然大大的的R取取代代基基是是不不利利的的，但但对对于于大大多数烯丙醇，反应都能成功；多数烯丙醇，反应都能成功；第十二页，本课件共有89页o（3）高光学纯度：）高光学纯度：一般一般90%d.e.，通常，通常 95%d.e.；o（4）对底物中的手性中心相对不敏感：）对底物中的手性中心相对不敏感：在已带有手性中心的烯丙醇底物中，在已带有手性中心的烯丙醇底物中，手性钛手性钛酒石酸酯催化剂酒石酸酯催化剂具有足够强的非对映面优先具有足够强的非对映面优先性，能够克服手性烯烃底物所固有的非对映面优
7、性，能够克服手性烯烃底物所固有的非对映面优先性的影响。先性的影响。第十三页，本课件共有89页举例说明举例说明:o 对于对于AE反应，反应，E-取代取代的烯丙醇的反应较的烯丙醇的反应较相应的相应的Z-取代取代底物要快得多。底物要快得多。o 手性手性E-烯丙醇烯丙醇A在在(+)-DET存在下进行环氧存在下进行环氧化，在化，在15h内能以大于内能以大于20:1 的比例得到主要的比例得到主要产物产物B；o 当用当用(-)-DET反应时，也能以大于反应时，也能以大于20:1 的的非对映选择性得到非对映选择性得到C。第十四页，本课件共有89页第十五页，本课件共有89页o 然而，在然而，在Z-烯丙醇烯丙醇
8、D的情况下，的情况下，对于匹对于匹配对配对，要用，要用2周周时间以时间以E:F=30:1 的比例的比例得到产物；得到产物；o 而而对于错配对对于错配对，则以，则以E:F=3:2 的低得的低得多的比例得到环氧化物。多的比例得到环氧化物。第十六页，本课件共有89页第十七页，本课件共有89页o（5）产物的绝对构型可以预见：）产物的绝对构型可以预见：对对潜潜手手性性烯烯丙丙醇醇衍衍生生物物而而言言，迄迄今今对对于于图图所示的规律尚未见有例外。所示的规律尚未见有例外。o（6）2,3-环氧醇作为中间体的多用性：环氧醇作为中间体的多用性：新的选择性转化扩大了该反应的实用性和新的选择性转化扩大了该反应的实用性
9、和意义。意义。第十八页，本课件共有89页3、Sharpless环氧化反应的机理：环氧化反应的机理：o 在在Sharpless环氧化环氧化反应体系中，存在着反应体系中，存在着多种多种Ti-酒石酸酯配合酒石酸酯配合物，其中，以双核配物，其中，以双核配合物（见右图）占主合物（见右图）占主导地位。导地位。第十九页，本课件共有89页第二十页，本课件共有89页o 反应经过反应经过Ti（IV）混合型配合物）混合型配合物A（带有烯丙氧基和（带有烯丙氧基和TBHP阴离子为配体）阴离子为配体）进行，进行，烷基过氧化物二齿配位于烷基过氧化物二齿配位于Ti(IV)中心而受到亲电活化中心而受到亲电活化，氧转移至烯键上产
10、，氧转移至烯键上产生了配合物生了配合物B。第二十一页，本课件共有89页o 在在B中，中，Ti(IV)由环氧烷氧基和叔丁氧由环氧烷氧基和叔丁氧基配位；然后烷氧基被烯丙醇和基配位；然后烷氧基被烯丙醇和TBHP取取代而再生代而再生A，完成催化循环。，完成催化循环。o 可以看到，可以看到，对映选择性是由在对映选择性是由在Ti(IV)上的手性配体，通过决定配位的烯丙醇的上的手性配体，通过决定配位的烯丙醇的构象来控制的。构象来控制的。第二十二页，本课件共有89页4、2,3-环氧醇的开环反应：环氧醇的开环反应：o Sharpless环氧化反应的最大应用价值在环氧化反应的最大应用价值在于：于：生成的环氧醇可以
11、与多种亲核试剂发生区生成的环氧醇可以与多种亲核试剂发生区域选择性和立体选择性开环反应；域选择性和立体选择性开环反应；而立体化学而立体化学选择性常常取决于底物中的官能团或底物与选择性常常取决于底物中的官能团或底物与试剂之间的配位作用。试剂之间的配位作用。第二十三页，本课件共有89页环氧醇开环可能的方式：环氧醇开环可能的方式：第二十四页，本课件共有89页o 2，3-环氧环氧-1-醇醇(1)的开环可以发生在的开环可以发生在C2或或C3位置上。位置上。o 此时，发生亲核开环位置上的碳产生此时，发生亲核开环位置上的碳产生构型翻转，分别得到构型翻转，分别得到1，3-二醇和二醇和1，2-二醇。二醇。第二十五
12、页，本课件共有89页o 在碱性条件下，也可以通过在碱性条件下，也可以通过Payne重重排，首先由结构排，首先由结构1转变为末端环氧化合物转变为末端环氧化合物2；o 此时，此时，C2位构型翻转并且亲核进攻发位构型翻转并且亲核进攻发生在生在Cl上。上。第二十六页，本课件共有89页（1）Ti(OPri)2(N3)2参与的亲核开环：参与的亲核开环：o 在在150mol%的的Ti(OPri)4存在下，亲核试存在下，亲核试剂（剂（如仲醇、叠氮化物、硫醇和游离醇如仲醇、叠氮化物、硫醇和游离醇）主）主要进攻要进攻2,3-环氧环氧-1-醇（醇（1）的）的C3位，位，C3发生发生构型翻转。构型翻转。o 具体开环方
13、式见下图：具体开环方式见下图：第二十七页，本课件共有89页o Ti(OPrii)4的存在不仅增大了反应的速度，的存在不仅增大了反应的速度，而且提高了多种亲核试剂对而且提高了多种亲核试剂对C3的位进攻的选的位进攻的选择性。择性。第二十八页，本课件共有89页Ti(OPri)2(N3)2开环开环举例说明如下：举例说明如下：第二十九页，本课件共有89页o 如图所示：如图所示：C3叠氮开环得到的主要产叠氮开环得到的主要产物是物是3-叠氨基叠氨基-1，2-二醇二醇（2）。o （2）经过还原即是经过还原即是1，2-二醇二醇-3-胺胺，其骨架可以作为合成一系列药物分子的中其骨架可以作为合成一系列药物分子的中间
14、体。间体。第三十页，本课件共有89页应用实例：应用实例：第三十一页，本课件共有89页o Greene采用此法，从采用此法，从顺式肉桂醇（顺式肉桂醇（1）出出发，经过不对称环氧化反应和将末端羟基氧发，经过不对称环氧化反应和将末端羟基氧化成羧酸；化成羧酸；o 再以重氮甲烷酯化，合成得到再以重氮甲烷酯化，合成得到环氧化合物环氧化合物（2），76%-80%e.e.；o 接着以叠氮开环得到接着以叠氮开环得到（3），经过一系列，经过一系列反应后，得到反应后，得到紫杉醇侧链（紫杉醇侧链（4）。第三十二页，本课件共有89页反应条件如下：反应条件如下：第三十三页，本课件共有89页o 在在化化学学计计量量的的Ti
15、(OPri)4存存在在下下，用用等等摩摩尔尔量量的的卤卤素素（Br2，I2）处处理理 2，3-环环氧氧醇醇，可可以以在在温温和和条条件件下下，高高通通用用性性、高高区区域域选选择择性性的合成得到的合成得到卤代醇卤代醇。(2)X2Ti(OPri)4参与的开环反应：参与的开环反应：第三十四页，本课件共有89页举例说明如下举例说明如下:第三十五页，本课件共有89页第三十六页，本课件共有89页o 实实现现2,3-环环氧氧醇醇区区域域选选择择性性开开环环的的另另一一条条途途径径:通通过过将将潜潜在在的的N亲亲核核试试剂剂或或O亲亲核核试试剂剂连连接接到到羟羟基基上上，从从而而利利用用其其分分子子内内亲核
16、性的优势，进行分子内开环。亲核性的优势，进行分子内开环。o 例例如如：L和和D鞘鞘氨氨醇醇的的对对映映选选择择性性合合成。成。（3）由分子内的亲核试剂开环：）由分子内的亲核试剂开环：第三十七页，本课件共有89页L鞘氨醇的手性合成：鞘氨醇的手性合成：第三十八页，本课件共有89页o 2,3-环氧醇环氧醇（1）在在DBU存在下用过量存在下用过量的的CC13CN处理，得到的三氯亚胺酯处理，得到的三氯亚胺酯（2）可用作可用作N-亲核试剂；亲核试剂；o 化合物化合物（2）用三乙基铝处理，生成单一用三乙基铝处理，生成单一产物产物（3）原来的环氧乙烷（原来的环氧乙烷（2）或（）或（3）中中C3的构型被反转的构
17、型被反转；说明：说明：第三十九页，本课件共有89页 化合物化合物（3）经过酸水解得到经过酸水解得到（4）；（4）用用Li/NH3还原之后，得到了还原之后，得到了L-赤式赤式鞘氨醇鞘氨醇（5a），并以其三乙酸醋，并以其三乙酸醋（5b）来来表征。表征。第四十页，本课件共有89页D鞘氨醇的手性合成：鞘氨醇的手性合成：第四十一页，本课件共有89页o 为了制备所需的为了制备所需的D-赤式异构体赤式异构体D-5，由碳，由碳酸对硝基苯酯酸对硝基苯酯（2）经过一锅反应制备苄基经过一锅反应制备苄基氨基甲酸酯氨基甲酸酯（3）。o 用用5摩尔量叔丁醇钾处理摩尔量叔丁醇钾处理N-亲核试剂亲核试剂（3），生成所需的恶唑
18、烷，生成所需的恶唑烷（4），Li/NH3裂裂解产生了解产生了D-赤式鞘氨醇赤式鞘氨醇D-5a。o 它也以三乙酸酯它也以三乙酸酯D-5b得到表征。得到表征。第四十二页，本课件共有89页o 在在碱碱性性条条件件下下，亲亲核核开开环环可可以以通通过过Payne重重排排在在C1位位上上发发生生，生生成成2，3-二醇二醇。o 多多种种亲亲核核试试剂剂（如如：PhS-、BH4-、CN-、TsNH-等）可以用于此目的。等）可以用于此目的。5、Payne重排后开环：重排后开环：第四十三页，本课件共有89页o 这一合成途径为手性碳水化合物的非对映选择性这一合成途径为手性碳水化合物的非对映选择性合成提供了一个新的
19、方法。合成提供了一个新的方法。o 例如：在四、五、六碳糖的合成中，不对称例如：在四、五、六碳糖的合成中，不对称环氧化和环氧醇的开环是关键步骤。环氧化和环氧醇的开环是关键步骤。第四十四页，本课件共有89页举例说明：举例说明：丁糖醇的制备丁糖醇的制备第四十五页，本课件共有89页o 化合物化合物 1(2R，3S)和和 2(2S，3R)，在质子性溶，在质子性溶剂中，与苯硫酚和氢氧化钠反应，发生环氧醇剂中，与苯硫酚和氢氧化钠反应，发生环氧醇部分的碱催化部分的碱催化Payne重排。重排。o 重排时，重排时，C2的构型翻转，的构型翻转，PhS-进攻发生在进攻发生在C1位位上，生成苏式二醇上，生成苏式二醇 3
20、 和赤式二醇和赤式二醇 4 。o 通过随后的反应分别转化为相应的通过随后的反应分别转化为相应的L-苏糖醇苏糖醇和和L-赤糖醇的四乙酸酯。赤糖醇的四乙酸酯。第四十六页，本课件共有89页二、非官能团化烯烃的不对称氧化：二、非官能团化烯烃的不对称氧化：o 在有机合成中，非官能团烯烃的不对称环在有机合成中，非官能团烯烃的不对称环氧化问题难度更大，也更具有普遍性。氧化问题难度更大，也更具有普遍性。o 此时，在烯烃与金属配合物之间不易形成此时，在烯烃与金属配合物之间不易形成螯合物，因此，要实现底物反应点上对映面螯合物，因此，要实现底物反应点上对映面选择性更加困难。选择性更加困难。o 下面介绍下面介绍Sal
21、en配合物配合物对简单烯烃的对映对简单烯烃的对映选择性催化环氧化反应。选择性催化环氧化反应。第四十七页，本课件共有89页内容提要：内容提要：o1、基本合成反应；、基本合成反应；o2、金属、金属salen配合物配合物催化剂；催化剂；o3、合成试剂及要求；、合成试剂及要求；o4、应用举例应用举例。第四十八页，本课件共有89页1、基本合成反应：、基本合成反应：第四十九页，本课件共有89页2、金属、金属salen配合物配合物催化剂催化剂：第五十页，本课件共有89页o 在氧化剂存在的条件下，金属在氧化剂存在的条件下，金属salen配合物配合物作为催化剂，具有将氧化锰（或其它过渡金属）作为催化剂，具有将氧
22、化锰（或其它过渡金属）活化中间体中的氧向烯烃转移的作用。活化中间体中的氧向烯烃转移的作用。o 这是一个与细胞色素氧化酶这是一个与细胞色素氧化酶P-450作用类似作用类似的仿生过程。其设计思想来源于对的仿生过程。其设计思想来源于对P-450活性活性部位部位金属卟啉配合物的化学模拟，并引入手金属卟啉配合物的化学模拟，并引入手性因子。性因子。第五十一页，本课件共有89页3、合成试剂及要求：、合成试剂及要求：o氧化剂：氧化剂：亚碘酰苯亚碘酰苯(PhIO，用于有机溶剂中，用于有机溶剂中)、次氯、次氯酸钠水溶液酸钠水溶液(用于水作溶剂的反应用于水作溶剂的反应)。o金属金属salen配合物：配合物：许多过渡
23、金属离子均可以制备催化剂，但许多过渡金属离子均可以制备催化剂，但是，以是，以Mn(III)-salen配合物配合物最为有效。最为有效。o底物：底物：对于底物基本无特殊要求。对于底物基本无特殊要求。第五十二页，本课件共有89页4、应用举例、应用举例：（1）第五十三页，本课件共有89页催化剂结构：催化剂结构：第五十四页，本课件共有89页应用举例应用举例:(2)oTonabersat的合成：的合成：英国英国Smithkine Beecham Plc.公司正在研究的抗偏公司正在研究的抗偏头痛新药，头痛新药，II期临床。期临床。作用机制为：作用机制为：抑制抑制K+介导的电势传导和相关的介导的电势传导和相
24、关的NO的释放。的释放。化学结构见右图：化学结构见右图：第五十五页，本课件共有89页合成关键步骤合成关键步骤烯键不对称环氧化烯键不对称环氧化：第五十六页，本课件共有89页第五十七页，本课件共有89页三、烯烃的不对称双羟基化反应三、烯烃的不对称双羟基化反应(AD):o1、基本合成反应：、基本合成反应：o2、反应体系简介；、反应体系简介；o3、金鸡纳生物碱体系的面选择性；、金鸡纳生物碱体系的面选择性；o4、作用机理；、作用机理；o5、应用举例。、应用举例。第五十八页，本课件共有89页o 1912年年Hoffman首次表明：在次级氧供体（例首次表明：在次级氧供体（例如：氯酸钾、氯酸钠）的存在下，使用
25、催化量的如：氯酸钾、氯酸钠）的存在下，使用催化量的四氧化锇四氧化锇(OsO4)，烯烃可以发生顺式催化双羟基化，烯烃可以发生顺式催化双羟基化反应。反应。o 1980年年，Sharpless首次报道了真正意义上的用四首次报道了真正意义上的用四氧化锇为双羟基化试剂的烯烃不对称双羟基化反应氧化锇为双羟基化试剂的烯烃不对称双羟基化反应（AD反应反应，或，或Sharpless双羟基化反应双羟基化反应）：）：1、基本合成反应：、基本合成反应：第五十九页，本课件共有89页双羟基化基本合成反应：双羟基化基本合成反应：第六十页，本课件共有89页o金属锇源：金属锇源：OsO4o次级氧供体：次级氧供体：过氧化氢、过氧
26、化氢、t-BuOOH、N-甲基吗啉甲基吗啉-N-氧化物、过碘酸钠、氧化物、过碘酸钠、O2、次氯酸钠、铁氰化钾、次氯酸钠、铁氰化钾等。等。o亲核性配体：亲核性配体：吡啶、叔胺等碱性物质。例如：吡啶、叔胺等碱性物质。例如：金鸡金鸡纳生物碱奎宁、奎尼定及其衍生物纳生物碱奎宁、奎尼定及其衍生物。o溶剂：溶剂：水或水性混合溶剂水或水性混合溶剂（非均相反应）（非均相反应）。2、反应体系简介：、反应体系简介：第六十一页，本课件共有89页（1）亲核性配体举例：）亲核性配体举例：第六十二页，本课件共有89页亲核性配体设计思想：亲核性配体设计思想：o 通过大量的研究工作，人们总结出的亲通过大量的研究工作，人们总结
27、出的亲核性配体设计的经验规律为：核性配体设计的经验规律为：配体与四氧化锇配位结合越牢固，催化配体与四氧化锇配位结合越牢固，催化性配合物就越稳定，最终产物的性配合物就越稳定，最终产物的e.e.值就可值就可能越高。能越高。常用的亲核性配体列表如下：常用的亲核性配体列表如下：第六十三页，本课件共有89页第六十四页，本课件共有89页第六十五页，本课件共有89页（2）标准化商用试剂：）标准化商用试剂：o 将手性催化剂将手性催化剂DHQD-OAr或或DHQ-OAr、金属锇、金属锇源、氧化剂和配体联合配制成的源、氧化剂和配体联合配制成的AD-mix-和和AD-mix-，可以控制双羟基化反应从底物平面的面上或
28、面下，可以控制双羟基化反应从底物平面的面上或面下发生。发生。o AD-mix-和和AD-mix-已经商品化。利用已经商品化。利用AD-mix-和和AD-mix-作为不对称双羟基化试剂，可实现作为不对称双羟基化试剂，可实现各种烯烃的不对称双羟基化反应。各种烯烃的不对称双羟基化反应。第六十六页，本课件共有89页3、金鸡纳生物碱体系的面选择性：、金鸡纳生物碱体系的面选择性：第六十七页，本课件共有89页o 通过使用立体结构不同的金鸡纳生物通过使用立体结构不同的金鸡纳生物碱衍生物碱衍生物（例如：（例如：9-乙酰氧基二氢奎尼定乙酰氧基二氢奎尼定DHQD-OAc或或9-乙酰氧基二氢奎宁乙酰氧基二氢奎宁DHQ
29、-OAc），），即可以控制双羟基化反即可以控制双羟基化反应的面选择性是应的面选择性是-面还是面还是-面。面。第六十八页，本课件共有89页4、作用机理：、作用机理：o 在有机化学中，四氧化锇与烯烃的不对在有机化学中，四氧化锇与烯烃的不对称双羟基化反应是最可靠并最具选择性的称双羟基化反应是最可靠并最具选择性的转化方法之一。转化方法之一。o 应用二胺和金鸡纳生物碱衍生物作手性应用二胺和金鸡纳生物碱衍生物作手性配体，实现烯烃不对称双羟基化的作用机配体，实现烯烃不对称双羟基化的作用机理为：理为：第六十九页，本课件共有89页第七十页，本课件共有89页5、应用举例：、应用举例：第七十一页，本课件共有89页o
30、 芳基丙基醚芳基丙基醚（1），以良好的，以良好的e.e.值进行值进行双羟基化反应，生成化合物双羟基化反应，生成化合物（3），这是合，这是合成手性普萘洛尔成手性普萘洛尔（4）的途径之一。的途径之一。第七十二页，本课件共有89页四、不对称羟氨化反应四、不对称羟氨化反应(AA反应反应):o1、Sharpless不对称羟氨化反应；不对称羟氨化反应；o2、反应体系简介；、反应体系简介；o3、反应机理；、反应机理；o4、应用举例。、应用举例。第七十三页，本课件共有89页o 许许多多生生物物活活性性的的化化合合物物(包包括括药药物物)，均均具具有有-氨氨基醇基醇的结构单元。的结构单元。o 将将氨氨基基和和羟
31、羟基基直直接接引引入入到到烯烯烃烃分分子子中中，是是制制备备-氨基醇的最简单和最有效的方法。氨基醇的最简单和最有效的方法。o 最最理理想想的的结结果果:所所使使用用的的反反应应不不但但能能高高效效的的在在目目标标分分子子中中同同时时引引入入氨氨基基和和羟羟基基，而而且且，具具有有区区域选择性或对映选择性。域选择性或对映选择性。第七十四页，本课件共有89页o 在在锇锇催催化化剂剂作作用用下下，氮氮和和氧氧对对烯烯烃烃的的不不对对称称加加成成反反应应称称为为Sharpless不不对对称称羟羟基基氨氨基基化化反反应应，也也叫叫 做做 不不 对对 称称 羟羟 氨氨 化化 反反 应应 或或 简简 称称
32、称称 为为 AA反反 应应 (asymmetric aminohydroxylation)。o Sharpless不不对对称称羟羟氨氨化化反反应应能能以以优优异异的的对对映映选选择择性性和和极极好好的的产产率率，直直接接将将羟羟基基和和氨氨基基两两种种官官能能团团引入到烯烃分子中去。引入到烯烃分子中去。1、Sharpless不对称羟氨化反应：不对称羟氨化反应：第七十五页，本课件共有89页不对称羟氨化基本合成反应：不对称羟氨化基本合成反应：第七十六页，本课件共有89页2、反应体系简介：、反应体系简介：o金属锇源：金属锇源：OsO4o亲核性配体：亲核性配体：与不对称双羟基化反应相同与不对称双羟基化
33、反应相同o氮源供体：氮源供体：对甲苯磺酰基氯化物对甲苯磺酰基氯化物(氯胺氯胺T)等等o氧源供体：氧源供体：水水o底物要求：底物要求：最好是强的缺电子烯烃及其衍生最好是强的缺电子烯烃及其衍生物；而且物；而且E-烯烃的反应选择性高于烯烃的反应选择性高于Z-烯烃。烯烃。第七十七页，本课件共有89页3、应用举例：、应用举例：o 以以对对甲甲苯苯磺磺酰酰基基氯氯化化物物（氯氯胺胺T）为为氮氮源源、用用水水作作为为氧氧源源处处理理时时，烯烯烃烃（1）发发生生磺磺酰酰氨氨基基和和羟羟基基的的对对映映选择性加成反应，得到羟氨化合物选择性加成反应，得到羟氨化合物（2）和和（3）。第七十八页，本课件共有89页o
34、根根 据据 选选 择择 配配 体体 的的 不不 同同 例例 如如(DHQD)2PHAL和和(DHQ)2PHAL，可可以以得得到到不不同同构构型型的的羟羟氨氨衍衍生生物物（例例如如：化化合合物物2和化合物和化合物3）。）。第七十九页，本课件共有89页反应举例反应举例:第八十页，本课件共有89页o比较图中的比较图中的4个例子，可以看出：个例子，可以看出：底底物物为为强强缺缺电电子子烯烯烃烃时时手手性性选选择择性性较较好好。这这可可能能是是由由于于Os=NTs基基团团的的极极化化作作用用比比Os=O基团的要大的原因。基团的要大的原因。o 同在同在AD反应中一样，反应中一样，E-烯烃的反应选择烯烃的反
35、应选择性较性较Z-烯烃好。烯烃好。第八十一页，本课件共有89页o 在在磺磺酰酰胺胺衍衍生生物物中中，用用连连接接在在硫硫原原子子上上的的带带有有较较小小取取代代基基胺胺的的化化合合物物作作为为氧氧化化剂剂时时，例例如如：甲甲磺磺酰酰胺胺衍衍生生的的氯氯胺胺盐盐（氯氯胺胺M），可以得到更好的结果。可以得到更好的结果。o 例例如如：用用氯氯胺胺M作作为为氧氧化化剂剂，可可以以将将E-肉肉桂桂酸酸乙乙酯酯选选择择性性地地一一步步转转化化为为相相应应的的-羟羟基基-氨基化合物氨基化合物（b），e.e.=95%：第八十二页，本课件共有89页第八十三页，本课件共有89页o 空间要求较小的氮源显示优越的反应
36、活性并给出较空间要求较小的氮源显示优越的反应活性并给出较高对映选择性，导致出现新的氮源高对映选择性，导致出现新的氮源/氧化剂氧化剂N-氯氯-N-钠氨基甲酸钠氨基甲酸-2-三甲基硅烷基乙酯（三甲基硅烷基乙酯（TeocNClNa）。）。第八十四页，本课件共有89页o TeocNClNa的高反应性，使得的高反应性，使得AA反应一反应一般能得到更好的区域选择性、对映选择性和般能得到更好的区域选择性、对映选择性和产率，显著扩大了锇催化的烯烃产率，显著扩大了锇催化的烯烃AA反应的反应的范围。范围。o Teoc基团可在温和的条件下，用氟化物裂基团可在温和的条件下，用氟化物裂解，得到高对映体纯的游离氨基醇。解，得到高对映体纯的游离氨基醇。o 反应结果见下表：反应结果见下表：第八十五页，本课件共有89页第八十六页，本课件共有89页4、反应机理：、反应机理：第八十七页，本课件共有89页第八十八页，本课件共有89页感感谢谢大大家家观观看看第八十九页，本课件共有89页