不对称环氧化.ppt

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1、5.1 Sharpless不对称环氧化反应 5.2 Jacobsen非官能团化烯烃的环氧化反应 5.3 手性金属卟啉催化的非官能团化烯烃的 环氧化反应 5.4 手性酮催化的非官能团化反式烯烃的环 氧化反应 5.5 环氧化物在有机合成中的应用,第五章 不对称环氧化(AE)反应,5.1 Sharpless不对称环氧化(AE)反应(Asymmetric Epoxydation),5.1.1 原理和反应历程 5.1.2 与反应相关的因素 5.1.3 烯丙醇的不对称环氧化反应 5.1.4 烯丙仲醇的动力学拆分,5.1.1 原理和反应历程,DET酒石酸二乙酯,在AE催化循环过程中钛络合物配体的交换,Ti的

2、二聚体是起催化作用的活性中间体,5.1.2 与反应相关的因素,5.1.2.1 氧化剂-TBHP或三苯甲基过氧氢 5.1.2.2 水-绝对无水 5.1.2.3 分子筛-使AE反应成为催化反应 5.1.2.4 氢化钙和硅胶-大大缩短反应时间 5.1.2.5 催化剂的制备与老化 5.1.2.6 酒石酸配体,5.1.2.5 催化剂的制备与老化,烷氧基钛（IV）和酒石酸酯在-20oC与溶剂混合(一般用CH2Cl2 作溶剂)，在此温度下老化20-30 min，然后加入TBHP和烯丙醇。 老化催化体系是反应成功的保证。,5.1.2.6 酒石酸配体,光学活性的酒石酸酯是Sharpless AE反应的手性源。

3、DMT酒石酸二甲酯 DET酒石酸二乙酯 DIPT酒石酸二异丙酯,5.1.2.6 酒石酸配体,酒石酸酰胺也可作为AE反应的手性配体。,5.1.3 烯丙醇的不对称环氧化反应,各种结构的烯丙醇所进行的AE反应在绝大多数情况下都能给出90 %以上的对映选择性。见P141，表5-1。,5.1.4 烯丙仲醇的动力学拆分,J. Am. Chem. Soc., 1980, 102, 5974,5.1.4 烯丙仲醇的动力学拆分,用动力学拆分同时得到对映提纯烯的丙醇和环氧醇,J. Chem. Soc., Chem. Commum., 1986, 1323 Tedrahedron, 1988, 44, 4073 C

4、hem, Lett., 1989, 2163 Tedrahedron Lett., 1987, 28, 6351 J. Org. Chem., 1982, 47, 1371,烯丙仲醇的动力学拆分,光学活性的酒石酸酯是Sharpless AE反应的手性源。 就动力学拆分而言， DIPT酒石酸二异丙酯是一个好的手性助剂，比DMT酒石酸二甲酯或DET酒石酸二乙酯好的多。 在外消旋烯丙仲醇的动力学拆分相对速度分别为19，36，104。,5.2 Jacobsen非官能团化烯烃的环氧化反应,Jacobsen (Salen) 配体的制备,J. Am. Chem. Soc., 1990, 112, 2801,

5、Jacobsen 催化剂的制备,J. Am. Chem. Soc., 1990, 112, 2801,外消旋环氧化物的动力学拆分,J. Org. Chem., 1999, 64, 2164,5.3 手性金属卟啉催化的非官能团化烯烃的环氧化反应,Groves手性卟啉络合物催化剂AE反应,J. Am. Chem. Soc., 1983, 105, 5791,Groves手性卟啉络合物催化剂,J. Am. Chem. Soc., 1983, 105, 5791,卟啉催化剂,苯乙烯类底物的AE反应,在卟啉催化烯烃的AE反应中，顺式烯烃比反式烯烃活泼。 缺电子底物的AE反应中能获得很高的对映选择性（88

6、96% e.e.）。,J. Am. Chem. Soc., 1983, 105, 5791 J. Am. Chem. Soc., 1991, 113, 6865 Chem. Lett., 1989, 1269,5.4 手性酮催化的非官能团化反式烯烃的环氧化反应,5.4 手性酮催化的非官能团化反式烯烃的环氧化反应,5.4.1 由联萘二羧酸衍生的手性酮催化的AE 反应 5.4.2 由果糖衍生的手性酮催化的AE反应 5.4.3 酮催化的烯烃环氧化反应的过度态,5.4.1 由联萘二羧酸衍生的手性酮催化的AE反应,R=H, Cl, Br, I, Me, CH2OCH3, SiMe3 etc.。,J. A

7、m. Chem. Soc., 1996, 118, 491 J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 11311,5.4.1 由联萘二羧酸衍生的手性酮催化的AE反应,在杨丹合成的此催化剂存在下，反式二取代或三取代烯烃的AE反应都能取得高产率和中等至良好的e.e.值转化为环氧化物，顺式和末端不理想。,J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 491 J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 11311,史一安手性酮在反式二取代或三取代烯烃的AE反应表现出很的催化活性和优秀的立体选择性。见P161，表5-6。,J. Am. Chem. Soc.

8、, 1997, 119, 11224,5.4.2 由果糖衍生的手性酮催化的AE反应,2,2-二取代乙烯基硅烷的AE反应及其影响因素,2,2-二取代乙烯基硅烷的AE反应。见P161，表5-6。 影响反应的因素： 溶液的pH值: 78 溶剂和反应温度: 底物,J. Org. Chem., 1999, 64, 7675,5.4.3 酮催化的烯烃环氧化反应的过度态,J. Org. Chem., 1993, 58, 7615 J. Am. Chem. Soc., 1992, 114, 7202; 105,3123; 106,1410 J. Am. Chem. Soc., 1997, 119, 11224

9、,Julia-Colonna环氧化,Tetrahedron, 1984, 40, 5207 Chem. Commun., 1997, 739,5.5 环氧化物在有机合成中的应用,3-丙基环氧乙烷甲醇的亲核开环,J. Org. Chem., 1988, 53, 5185,环氧醇用X2-Ti(O-i-Pr)4开环反应,J. Org. Chem., 1990, 55, 3429,有关环氧化物的应用,有关环氧化物的选择性开环可参阅文献1。 Sharpless AE 反应是手性技术的重大突破。 但该反应有局限性： （1）它仅适合于烯丙醇底物； （2）使用的氧化剂TBHP不太稳定。 3. Jacobsen、 Katsuki、杨丹、史一安等的手性催化剂是对Sharpless体系的补充和完善。,1林国强等，手性合成（第二版），科学出版，2005，232244,