Эпоксидирование Шарплесса

Напомним, что эпоксидирование алкенов либо пероксикислотами, либо циклизацией галогидрина следует за син-присоединением и дает рацемическую смесь эпоксидов.

Образование только одного энантиомера в избытке из алкенов может быть достигнуто с помощью хирального катализатора, который способствует эпоксидированию только на одной грани алкена.

Хиральный катализатор действует, снижая энергию активации для образования одного энантиомера больше, чем другого, что приводит к избытку энантиомера.

Это создает основу для асимметричного эпоксидирования Шарплесса, которое превращает аллиловые спирты в хиральные эпоксидные спирты с очень высокой энантиоселективностью.

Реагенты для эпоксидирования Шарплесса включают трет-бутилгидропероксид или TBHP, тетраизопропоксид титана и специфический стереоизомер диэтилтартрата или DET.

В то время как TBHP действует как окислитель, тетраизопропоксид титана и оптически активный DET соединяются и действуют как хиральный катализатор эпоксидирования.

Энантиомером DET, используемым при эпоксидировании Шарплесса, является либо L-(+)-диэтилтартрат, либо D-(-)-диэтилтартрат.

При эпоксидировании Шарплессом стереохимия продукта зависит от того, какой энантиомер DET используется.

Например, когда транс-2-гексен-1-ол реагирует с TBHP в присутствии тетраизопропоксида титана и L-(+)-DET, 2S,3 S энантиомер продукта получают с чистотой 97%.

Однако при D-(-)-ДЭТ в избытке получают другой энантиомер — 2R,3 R.

Механизм реакции заключается в быстром обмене лигандом тетраизопропоксида титана с DET, TBHP и аллильным спиртом, в результате чего ахиральный алкен и окислитель зажаты в фиксированном стереохимическом положении.

Следовательно, эпоксидный кислород доставляется из одного и того же энантиофаса алкена, независимо от схемы замещения.

При прогнозировании стереохимии полученного эпоксида алкеновое звено ориентируется в плоскости таким образом, что гидроксиметиловый заместитель появляется в нижнем правом положении.

В этом положении комплекс титан-(-)-DET доставляет эпоксидный кислород к верхней поверхности алкена, а комплекс титан-(+)-DET доставляет кислород к нижней поверхности алкена.