5.2: Епоксидування аллілових спиртів

Last updated
Save as PDF

Page ID: 20917

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Епоксидування аллілових спиртів є добре розвиненим практичним процесом при асиметричному каталізі.

Епоксидування, каталізоване титаном

Асиметричне епоксидування аллілового спирту Sharpless забезпечує потужний інструмент для синтезу оптично активного епоксидного спирту. Наприклад, гекс-2-ен-1-ол піддається епоксидації з отриманням хіральних епоксидних спиртів з 94% її і 85% виходом в присутності 5-10 моль% Ti (O ⁱ Pr) ₄, L- (+) -DET і t -BuOOH (Схема\(\PageIndex{1}\)). Використовуючи D- (-) -DET як хіральне джерело, можна отримати протилежний енантіомер з подібним виходом та енантіоселективністю.

Приклади:

У разі, якщо підкладки мають більше подвійних зв'язків, аллілова подвійна зв'язок може окислюватися. Наприклад, аллиловая подвійна зв'язок гераніолу може бути вибірково окислена 95% е (схема\(\PageIndex{2}\)).

Механізм

Реакція алкоксиду титану з тартратними лігандами призводить до утворення димерів 1 і 4, які в присутності t -BuOH перетворюються в проміжні продукти 2 і 5 відповідно шляхом зміщення ізопропоксиду і тартрату. карбонільні групи (Схема\(\PageIndex{3}\) -\(\PageIndex{4}\)). Реакція 2 і 5 з аліловим спиртом дають проміжні продукти 3 і 6 відповідно. Стереохімія епоксиду визначається діастереомером диефіру хірального тартрату.

Стереохімію продукту можна передбачити за допомогою моделі, наведеної на схемі\(\PageIndex{5}\).

Додаток

Реакція була застосована для синтезу ряду натуральних продуктів, антибіотиків і фармацевтичних препаратів. Для прикладів виконано синтез статевого феромону циганської молі (Lymantria dispar) (+) -disparlure 12 (Схема\(\PageIndex{6}\)). Епоксидування аллілового спирту 7 методом Sharpless дає можливість оптично активного епоксидного спирту 8 з 95% е, що в присутності піридинію дихлорохромату (PDC) дає хіральний альдегід 9. Останній з сіллю Віттіга 10 забезпечує транс-алкен 11, який можна зменшити за допомогою Pd/C, щоб дати ціль (+) -disparlure 12.

Схема\(\PageIndex{7}\) показує використання асиметричного епоксидування Sharpless для синтезу шлункового інгібітора (S) -пропанололу. Епоксидування 3- (триметилсиліл) проп-2-ен-1-ол 13 забезпечує епоксидний спирт 14 з 90% е, який може бути перетворений в 16 шляхом мезилювання 15 з подальшим з'єднанням з 1-нафтолом. Відкриття епоксиду 16 ізопропіламіном призводить до утворення мішені (S) -пропанололу 17.

Епоксидування, каталізоване ванадієм

Мало досліджень зосереджені на хіральному ванадію, каталізованому епоксидацією аллілових спиртів. Епоксидування гомоалілового спирту було визнано успішним (Схема\(\PageIndex{8}\)).

Приклади:

Епоксидування, каталізоване ніобієм

Хіральні ніобій-комплекси каталізують епоксидування алілових спиртів в присутності пероксиду водню (Н ₂ О ₂) або перекису водню сечовини (UHP). З екологічної та економічної точки зору цей процес є більш привабливим, оскільки він є економічним атомом і генерує воду як побічний продукт. Наприклад, [(μ-oxo) {Nb (салан)} ₂] 20 каталізує епоксидування аллілових спиртів в присутності UHP в умовах навколишнього середовища (Схема\(\PageIndex{9}\) -\(\PageIndex{10}\)).

У цьому протоколі μ-оксодимер дисоціюється на мономерний вид, який каталізує реакцію (Схема\(\PageIndex{11}\)). Крім того, встановлено, що мономерні Nb (салан) комплекси, підготовлені in situ з Nb (O ⁱ Pr) ₅ та саланових лігандів з подальшою обробкою води, краще каталізують епоксидування за допомогою aq. H _{2 O ₂} з енантіоселективністю в діапазоні від 83 до 95% е.е. Це перший приклад енантіоселективного епоксидування аллілових спиртів з використанням aq. Н ₂ О ₂ як кінцевий окислювач.