Epossidazione di Sharpless

Ricordiamo che l'epossidazione degli alcheni da parte dei perossiacidi o della ciclizzazione dell'aloidrina segue l'addizione syn e produce una miscela racemica di epossidi.

La formazione di un solo enantiomero in eccesso dagli alcheni può essere ottenuta attraverso un catalizzatore chirale, che favorisce l'epossidazione in una sola sfaccettatura dell'alchene.

Un catalizzatore chirale agisce abbassando l'energia di attivazione per la formazione di un enantiomero più dell'altro, portando ad un eccesso enantiomerico.

Questo costituisce la base per l'epossidazione asimmetrica Sharpless che converte gli alcoli allilici in alcoli epossidici chirali con enantioselettività molto elevata.

I reagenti per l'epossidazione Sharpless includono terz-butilidroossido o TBHP, tetraisopropossido di titanio e uno stereoisomero specifico del tartrato di dietil o DET.

Mentre il TBHP agisce come agente ossidante, il tetraisopropossido di titanio e il DET otticamente attivo si combinano e agiscono come catalizzatore chirale per l'epossidazione.

L'enantiomero del DET utilizzato nell'epossidazione Sharpless è il tartrato di L-(+)-dietil o il tartrato di D-(-)-dietile.

Per l'epossidazione Sharpless, la stereochimica del prodotto dipende dall'enantiomero di DET utilizzato.

Ad esempio, quando il trans-2-esen-1-olo reagisce con TBHP in presenza di tetraisopropossido di titanio e L-(+)-DET, l'enantiomero 2 S,3 S del prodotto si ottiene con una purezza del 97%.

Tuttavia, con il D-(-)-DET, l'altro enantiomero - 2R,3 R - si ottiene in eccesso.

Il meccanismo di reazione comporta un rapido scambio di leganti di tetraisopropossido di titanio con DET, TBHP e l'alcol allilico, con conseguente bloccaggio dell'alchene achirale e dell'agente ossidante in una posizione stereochimica fissa.

Di conseguenza, l'ossigeno epossidico viene erogato dalla stessa enantifaccia dell'alchene, indipendentemente dal modello di sostituzione.

Quando si prevede la stereochimica dell'epossido risultante, l'unità dell'alchene è orientata nel piano in modo tale che il sostituente idrossimetilico appaia nella posizione in basso a destra.

In questa posizione, il complesso titanio-(-)-DET fornisce l'ossigeno epossidico alla faccia superiore dell'alchene e il complesso titanio-(+)-DET fornisce l'ossigeno alla faccia inferiore dell'alchene.