烯烃的氧化:用四氧化锇进行顺式二羟基化

二羟基化是一种氧化加成反应，其中两个羟基被加到一个碳-碳双键上，生成1,2-二醇或邻二醇。

烯烃的二羟基化反应可通过两种不同的立体化学途径进行：反式二羟基化和顺式二羟基化。

在顺式二羟基化反应中，烯烃在吡啶中与四氧化锇反应，生成环状锇酸酯，随后用亚硫酸氢钠水溶液还原，得到顺式二醇。 顺式二醇以及四氧化锇的还原形式。

该机理是一个两步过程，首先四氧化锇以协同方式加成到烯烃双键上，形成一个五元环状锇酸酯。

四氧化锇是一种强氧化剂，具有亲电性。它能轻易地从烯烃的π键接受电子，从而使锇的氧化态从+8降至+6。

两个氧原子以顺式立体化学构型同时加成到烯烃双键的同一侧。

第二步中，亚硫酸氢钠存在下水解锇酸酯，从而断裂锇-氧键，同时不改变碳-氧键的立体化学构型，生成顺式-二醇。

尽管该反应具有立体专一性，能够以较高的产率生成cis-二醇，但由于四氧化锇具有高毒性和高成本，其应用受到限制。

为了克服这些局限性，通常向反应体系中加入典型的共氧化剂，如 N-甲基吗啉 N-氧化物或tert-丁基过氧化氢。

共氧化剂将锇从+6价氧化至+8价，并再生四氧化锇，以氧化剩余的烯烃。

由于该反应具有立体专一性，(E)-己-3-烯生成一对对映异构体，而其同步双羟基化反应则生成 (Z)-己-3-烯生成一种产物，该产物为内消旋化合物。

卡尔·巴里·夏普莱斯（Karl Barry Sharpless）开发了一种更为友好的对映选择性烯烃顺式二羟基化方法，因此获得了诺贝尔奖。该反应在手性胺配体存在下进行，被称为夏普莱斯不对称双羟基化反应。