Epoxidación de bishidroxilación

Recordemos que la epoxidación de los alquenos por los peroxiácidos o la ciclación de la halohidrina sigue a la adición sincrónica y produce una mezcla racémica de epóxidos.

La formación de un solo enantiómero en exceso a partir de alquenos se puede lograr a través de un catalizador quiral, que favorece la epoxidación en una sola faceta del alqueno.

Un catalizador quiral actúa disminuyendo la energía de activación para la formación de un enantiómero más que el otro, lo que lleva a un exceso enantiomérico.

Esto constituye la base de la epoxidación asimétrica Sharpless que convierte los alcoholes alílicos en alcoholes epoxi quirales con una enantioselectividad.

Los reactivos para la epoxidación sin agudos incluyen hidroperóxido de terc-butilo o TBHP, tetraisopropóxido de titanio y un estereoisómero específico de tartrato de dietilo o DET.

Mientras que el TBHP actúa como agente oxidante, el tetraisopropóxido de titanio y el DET ópticamente activo se combinan y actúan como catalizador quiral para la epoxidación.

El enantiómero de DET utilizado en la epoxidación sin agudos es L-(+)-tartrato de dietilo o D-(-)-tartrato de dietilo.

Para la epoxidación sin agudos, la estereoquímica del producto depende del enantiómero de DET utilizado.

Por ejemplo, cuando el trans-2-hexen-1-ol reacciona con el TBHP en presencia de tetraisopropóxido de titanio y L-(+)-DET, el enantiómero 2 S,3 S del producto se obtiene con una pureza del 97%.

Sin embargo, con D-(−)-DET, el otro enantiómero, 2R, 3R, se obtiene en exceso.

El mecanismo de reacción implica el intercambio rápido de ligandos de tetraisopropóxido de titanio con DET, TBHP y el alcohol alílico, lo que resulta en el pinzamiento del alqueno aquiral y el agente oxidante en una posición estereoquímica fija.

En consecuencia, el oxígeno epóxido se suministra desde la misma enantiocara del alqueno, independientemente del patrón de sustitución.

Al predecir la estereoquímica del epóxido resultante, la unidad de alqueno se orienta en el plano de tal manera que el sustituyente hidroximetilo aparece en la posición inferior derecha.

En esta posición, el complejo titanio-(-)-DET suministra el oxígeno epóxido a la cara superior del alqueno, y el complejo titanio-(+)-DET suministra el oxígeno a la cara inferior del alqueno.