不对称环氧化.pptx

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1、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第1页/共34页5.1.1 原理和反应历程DET酒石酸二乙酯第2页/共34页在AE催化循环过程中钛络合物配体的交换第3页/共34页Ti的二聚体是起催化作用的活性中间体第4页/共34页5.1.2 与反应相关的因素5.1.2.1 氧化剂-TBHPTBHP或三苯甲基过氧氢或三苯甲基过氧氢5.1.2.2 水-绝对无水绝对无水5.1.2.3 分子筛-使使AEAE反应成为催化反应反应成为催

2、化反应5.1.2.4 氢化钙和硅胶-大大缩短反应时间大大缩短反应时间5.1.2.5 催化剂的制备与老化5.1.2.6 酒石酸配体第5页/共34页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。第6页/共34页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。DMT酒石酸二甲酯 DET酒石酸二乙酯 DIPT酒石酸二异丙酯第7页/共34页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。第8

3、页/共34页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。见见P141P141，表，表5-15-1。第9页/共34页5.1.4 烯丙仲醇的动力学拆分J.Am.Chem.Soc.,1980,102,5974第10页/共34页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.,1986,1323Tedrahedron,1988,44,4073Chem,Lett.,1989,2163Tedrahedron Lett.,1987,28,6351J.Org.C

4、hem.,1982,47,1371第11页/共34页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。第12页/共34页5.2 Jacobsen非官能团化烯烃的环氧化反应第13页/共34页Jacobsen(Salen)配体的制备J.Am.Chem.Soc.,1990,112,2801第14页/共34页Jacobsen 催化剂的制备J.Am.Chem.Soc.,1990,112,2801第15页/共

5、34页外消旋环氧化物的动力学拆分J.Org.Chem.,1999,64,2164第16页/共34页5.3 手性金属卟啉催化的非官能团化烯烃的环氧化反应第17页/共34页Groves手性卟啉络合物催化剂AE反应J.Am.Chem.Soc.,1983,105,5791第18页/共34页Groves手性卟啉络合物催化剂J.Am.Chem.Soc.,1983,105,5791第19页/共34页卟啉催化剂第20页/共34页 苯乙烯类底物的AE反应1.在卟啉催化烯烃的AE反应中，顺式烯烃比反式烯烃活泼。2.缺电子底物的AE反应中能获得很高的对映选择性（8896%e.e.）。J.Am.Chem.Soc.,1

6、983,105,5791J.Am.Chem.Soc.,1991,113,6865Chem.Lett.,1989,1269第21页/共34页5.4 手性酮催化的非官能团化反式烯烃的环氧化反应第22页/共34页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第23页/共34页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,CHR=H,Cl,Br,I,Me,CH2 2OCHOCH3 3,SiMe,SiMe3 3 etc.etc.。

7、J.Am.Chem.Soc.,1996,118,491J.Am.Chem.Soc.,1996,118,11311第24页/共34页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.,1996,118,491J.Am.Chem.Soc.,1996,118,11311第25页/共34页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。见见P161P161，表，表5-65-6。J.Am.Chem.Soc.,

8、1997,119,112245.4.2 由果糖衍生的手性酮催化的AE反应第26页/共34页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P161P161，表5-65-6。影响反应的因素：1.溶液的pH值:782.溶剂和反应温度:3.底物J.Org.Chem.,1999,64,7675第27页/共34页5.4.3 酮催化的烯烃环氧化反应的过度态J.Org.Chem.,1993,58,7615J.Am.Chem.Soc.,1992,114,7202;105,3123;106,1410J.Am.Chem.Soc.,1997,119,11224第28页/共34页J

9、ulia-Colonna环氧化Tetrahedron,1984,40,5207Chem.Commun.,1997,739第29页/共34页5.5 环氧化物在有机合成中的应用第30页/共34页3-丙基环氧乙烷甲醇的亲核开环J.Org.Chem.,1988,53,5185第31页/共34页环氧醇用X2-Ti(O-i-Pr)4开环反应J.Org.Chem.,1990,55,3429第32页/共34页有关环氧化物的应用1.有关环氧化物的选择性开环可参阅文献1。2.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 第33页/共34页谢谢您的观看！第34页/共34页