烯烃的不对称环氧化反应
jacobsen 不对称环氧化反应的最新进展
图6 卟啉环的结构图
有效模拟物可在温和的条件下活化分 子氧， 从而实现烯烃的环氧化。 4个 meso和8个β位都可以引入手性 基团，形成手性金属卟啉（图6）。
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手性salen催化剂的研究进展
• 1990 年, Jacobsen 和 Katsuki报道了含手性碳
jacobsen 不对称环氧 化反应的最新进展
报告人
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jacobsen 不对称环氧化反应的最新进展
1.生物酶催化的非官能化 烯烃不对称环氧化反应
2.手性salen催化剂的研 究进展
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生物酶催化的非官能化烯烃不对称环氧化反应
1.氧化酶细胞色素P450
salen络合物是一个与氧化酶细胞色素P450有关的仿生试剂。
图 7 非对称手性 Mn(salen)化合物的催化剂 4
图 8
非对称手性 Mn(salen)化合物的催化剂 5
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手性salen催化剂的研究进展
1997 年, Hashihayata 用非手性的 salen Mn(Ⅲ)催 化剂(图 9), 加入助催化剂4-PPNO 时催化烯烃环氧 化反应, 得到了较好的产率。
的催化效果及对映选择性。
•
1993 年, Katsuki第二代手性催化剂 (图 6), 催化顺式烯烃时, 取得了 86%~91%的 ee 值。
图 5
Katsuki 催化剂 2
图 6
Katsuki 第二代手性催化剂 3
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手性salen催化剂的研究进展
20 世纪 90 年代中后期 Kureshy 与Kim报道了一系列的非对称手性 Mn(salen) 化合物的催化剂(图 7、图 8), 并用于烯烃的环氧化反 应.打开了不对称 Schiff 碱化合物合成的新局面. 这种方法很容易获得不同的立体效应与电子效应, 而这 两点是 salen 配合物之所以拥有很好催化性能的重要 因素.
烯烃不对称还原反应
烯烃不对称还原反应是一种重要的有机合成反应，可以实现烯烃官能团的不对称转化，从而合成具有手性中心的有机化合物。
这种反应在医药、农药、香料等领域具有广泛的应用价值。
烯烃不对称还原反应通常需要使用手性催化剂或手性辅剂来控制反应的对映选择性。
其中，手性催化剂可以通过与反应物形成手性中间体，从而诱导反应沿着特定的对映体途径进行。
手性辅剂则可以与反应物形成手性络合物，从而影响反应的立体选择性。
近年来，研究者们不断探索和发展新的烯烃不对称还原反应方法和策略。
例如，通过设计新型的手性催化剂、优化反应条件、利用新的还原剂等手段，可以实现更高效、高选择性的烯烃不对称还原反应。
此外，烯烃不对称还原反应还可以与其他有机合成反应相结合，形成更为复杂的合成路线，从而合成具有更复杂结构和功能的有机化合物。
例如，可以将烯烃不对称还原反应与碳-碳键形成反应、官能团转化反应等相结合，实现多步骤的有机合成。
总之，烯烃不对称还原反应是一种重要的有机合成方法，具有广泛的应用前景和研究价值。
随着科学技术的不断发展和进步，相信这一领域将会取得更多的突破和进展。
烯烃不对称环氧化在药物合成中的应用
O
Ph
图 8 紫杉醇及其侧链的合成 Fig.8 Synthesis of Taxol and Its Side Chain
(2)Cromakalim 是一种新型的钾通道激活剂，具有解痉挛及抗 高血压的作用。Young[29]等人对其进行了全合成的优化，其中就
应用到了烯烃环氧化后再开环加成的反应。(如图 9 所示)
1996 年，Yang 和他的同事设计出一些具有 C2 对称轴的联萘 基手性酮[35](如图 12 酮 5 所示)，其对反式烯烃和三取代烯烃有 较高的选择性，其中对反 1,2-二苯基乙烯环氧化的 ee 值可达 84 %， 对反 1,2-二(4-(-叔丁基))苯乙烯的 ee 值可达 95 %，使酮催化的不 对称环氧化取得新的进展[37]。
图 1 烯烃环氧化反应制备环氧烷 Fig.1 Preparation of alkylene oxide by olefin epoxidation
经过几十年发展，目前已有多种制备手性环氧化合物的方法 和体系[11]，其中烯烃的不对称环氧化反应[12-16]是合成环氧烷的重 要途径之一。主要包括 Sharpless 催化体系，手性 Salen 催化体系 以及小分子手性酮催化体系。下面分别介绍上述三种比较经典的 催化体系以及其在药物合成中的应用。
图 11 手性酮催化环氧化反应 Fig.11 Chiral Ketone Catalyzed Epoxidation Reaction
目前已报道的手性酮主要有手性环己酮衍生物、含杂原子的 双环酮、C2 对称的联萘基及其衍生的酮以及由糖所衍生的手性酮 等。这其中关注较高的是由 Yang[35]等首先报道的 C2 对称的手性 酮和 Shi 小组[36]报道的由糖衍生的手性酮。 3.2 C2 对称轴及其衍生的酮 3.2.1 介绍
夏普莱斯不对称环氧化反应
夏普莱斯不对称环氧化反应一、简介夏普莱斯不对称环氧化反应（Sharpless Asymmetric Epoxidation，SAE）是一种通过手性催化剂促进的不对称环氧化反应。
该反应由美国化学家K. Barry Sharpless于1980年代初发明，被认为是合成手性分子的重要方法之一。
该反应可以用于合成具有生物活性的天然产物和药物分子。
二、反应机理夏普莱斯不对称环氧化反应的催化剂通常是含有钼或钨等过渡金属离子的配合物。
以钼为例，其配合物通常是Mo（O2CCH3）4或Mo （O2CCH3）6等。
这些配合物可以与氢氧化钠和季铵盐（如TBHP）一起作为反应体系中的催化剂。
在反应中，烯丙醇首先被氧化成α-羟基醛，然后与季铵盐发生亲核加成生成间隔式亚胺中间体。
接着，在催化剂的作用下，亚胺中间体发生环氧化反应生成手性环氧体。
最后，通过水解得到手性1,2-二醇产物。
三、影响因素1. 催化剂的选择：不同的过渡金属催化剂对反应的效果有所不同，Mo （O2CCH3）4和Mo（O2CCH3）6等配合物通常具有较好的催化活性。
2. 反应溶剂：反应中需要使用极性溶剂，如乙醇、二甲基甲酰胺等。
3. 温度：反应通常在0℃至-78℃的低温下进行。
4. 季铵盐用量：过多的季铵盐可能会导致副反应，而过少则会降低反应速率和产率。
四、优点与局限夏普莱斯不对称环氧化反应具有以下优点：1. 可以合成手性环氧体，是制备手性分子的有效方法之一。
2. 该反应操作简单、产率高、对环境友好。
然而，该反应也存在一些局限：1. 该反应只适用于含有α,β-不饱和键的烯丙醇类化合物。
2. 反应体系中需要使用季铵盐等高价催化剂，成本较高。
五、总结夏普莱斯不对称环氧化反应是一种通过手性催化剂促进的不对称环氧化反应，可以用于合成具有生物活性的天然产物和药物分子。
该反应具有操作简单、产率高、对环境友好等优点，但也存在一些局限。
随着化学合成技术的不断发展，夏普莱斯不对称环氧化反应在有机合成领域中仍具有广泛的应用前景。
烯烃的不对称环氧化反应评述
烯烃的不对称环氧化反应评述
耿小兰;程丽
【期刊名称】《江苏建筑职业技术学院学报》
【年(卷),期】2005(005)004
【摘要】对Sharpless不对称环氧化反应、手性Salen-Mn(Ⅲ)络合物、手性金属卟啉、手性酮催化的非官能化等成功的不对称环氧化方法进行了评述;介绍了手性亚胺盐、聚氨基酸为催化剂的新型有机催化反应.对烯烃不对称环氧化研究的发展方向提出了见解.
【总页数】4页(P17-20)
【作者】耿小兰;程丽
【作者单位】徐州医药高等职业学校,制药工程系,江苏,徐州,221116;徐州建筑职业技术学院,土木工程系,江苏,徐州,221008
【正文语种】中文
【中图分类】O621.3
【相关文献】
1.脯氨酸衍生的胺基吡啶四氮锰配合物催化双氧水参与的烯烃不对称环氧化反应[J], 王文芳;孙强盛;夏春谷;孙伟
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3.烯烃不对称环氧化反应研究进展 [J], 林晓倩;卢楠
4.手性锰配合物仿生催化烯烃的不对称环氧化反应研究——有机化学综合实验设计及教学 [J], 吴梅;努尔古丽·拉提莆;宋琪
5.大位阻手性吡咯烷(salen)Mn(Ⅲ)配合物在
烯烃不对称环氧化反应中的应用 [J], 姚美任;王康军;张雅静;王东平
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烯烃的不对称氧化反应
• （2）可靠性：
虽然大的R取代基是不利的，但对于 大多数烯丙醇，反应都能成功；
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Sharpless环氧化反应的特点：
• （3）高光学纯度：
一般>90% d.e.，通常 > 95% d.e. ； • （4）对底物中的手性中心相对不敏感： 在已带有手性中心的烯丙醇底物中，手 性钛—酒石酸酯催化剂具有足够强的非对映 面优先性，能够克服手性烯烃底物所固有的 非对映面优先性的影响。
B,C均为抗高血压药
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手性酮催化烯烃不对称环氧化——Shi 不对称环氧反应
自Cusci报道二氧杂环丙烷可以快速的对烯烃发生不对称环氧化后， 该领域研究倍受重视。大约2000年时，Shi等报道了基于D-果糖的 手性酮A用于非官能团化烯烃的不对称氧化。使得在该领域的研究 有了真正意义上的突破。于是该类反应也被称为Shi不对称环氧化。
•
应用过氧叔丁醇（t-BuOOH，TBHP） 为氧供体，四乙氧基钛 [Ti(OPri)4] 和酒石 酸二烷基酯（ DET ，常用的是酒石酸二 乙酯）为催化剂，使各种烯丙伯醇衍生 物发生不对称过氧化。
•
化学产 率 为 70-90% ，光 学产 率 大于 90%。
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Sharpless环氧化反应机理
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烯烃与过氧酸反应中的立体化学
环氧化反应是顺式加成，所以所得产物构型与原料一致
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烯烃与过氧酸反应中的立体化学
由于甲基有位阻，所以位阻小的反应快，大的反应慢。
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Sharpless环氧化反应
•
烯丙醇及其衍生物在钛酸酯参与下的 不对称环氧化反应称为Sharpless环氧化 反应，简称为AE反应(asymmetric epoxidation) 。 1980年，由Sharpless K.B. 等研究发 现。
烯烃不对称环氧化在药物合成中的应用
烯烃不对称环氧化在药物合成中的应用摘要：对于环氧烷而言，是一种在当下合成领域当中十分重要的中间体，目前已经广泛应用在了药物和工业化学品的合成领域。
在本文的分析中，就主要基于烯烃不对称环氧化在药物合成中具体应用，进行详细的分析，以此为相关领域的工作人员，提供一定的参考。
关键字：烯烃不对称环氧化；药物合成；环氧烷；紫杉醇引言：烯烃在经过环氧化反应之后，就可以得到环氧烷。
以此，对于烯烃而言，就可以有效的当做底物，实现环氧烷的催化。
另外，对于烯烃的环氧化反应，在当下的药物合成过程中，已经得到较为广泛的应用，在下文的分析中，主要就基于这个观点，实现详细的分析。
1环氧烷对于环氧烷而言，是一种有效的利用烯烃的不对称环氧化反应，所形成的一种物质成分，并具有着较大的三元环张力。
之后，再选择性的进行开环，或者进行官能团的转化之后，就能够形成更多价值性较高的化合物。
尤其是使用一些具有着较高光学活性的环氧化物，就可以让烯烃当中的不对称环氧化反应，受到更加广泛的关注。
例如，在当地下的实际应用中，就成功的应用在了治疗心率不齐的药物之上。
而在合成的过程中，通过Sharpless催化体系，就可以得到手性较为稳定的环氧烷中间体。
这样的反应原理，可以很好的对产物的手性选择，起到了决定性的作用。
另外，在当下对于治疗肺动脉高压药物的合成中，其中间体也起到了十分重要的作用，并成为一种环氧烷化合物。
因此，这种手性环氧化合物，在当下的药物合成过程中，起到了十分重要的地位。
在长期的研究过程中，经过几十年的发展，使得医疗领域提出了多种进行手性环氧化合物的制备方式，并形成各自不同的合成体系。
其中使用烯烃所发生的不对称环氧化反应，就是一种进行环氧烷合成的重要方式。
其中Sharpless催化体系，就是其中十分重要的合成体系。
并且，还出现了手性Salen崔怀体系，以及小分子手性酮催化体系。
以此，本文就针对这三种经典的催化体系，以及在药物的合成当中的实际应用进行详细的分析。
烯烃不对称还原反应
烯烃不对称还原反应烯烃是一种具有双键结构的碳氢化合物。
在有机合成中，烯烃常被用作重要的中间体，可以通过不对称还原反应将其还原为不对称的醇或醛。
这种反应能够有效地构建手性碳原子，产生具有手性的有机分子，对于制备手性药物和天然产物具有重要意义。
不对称还原反应是利用手性催化剂催化的还原反应，其中某些手性催化剂能够高选择性地将一个立体异构体转化为另一种立体异构体。
在烯烃不对称还原反应中，常用的手性催化剂有金属配合物、有机催化剂和酶等。
金属配合物催化的烯烃不对称还原反应是一种常见的方法。
以铑配合物和钌配合物为代表的过渡金属催化剂，能够将烯烃还原为不对称的醇或醛。
这种催化剂具有良好的催化活性和高选择性，可以选择性地将一个立体异构体还原为另一种立体异构体。
金属配合物催化的烯烃不对称还原反应在有机合成中有着广泛的应用，为合成手性药物和天然产物提供了重要的手段。
有机催化剂也是实现烯烃不对称还原的重要手段。
以有机亚胺催化剂为代表，这类催化剂能够通过形成协同作用的氢键和π-π相互作用，使烯烃发生不对称还原反应。
这种催化剂具有手性结构，能够识别并选择性地催化醛或酮的还原反应，从而合成具有手性的醇或醛。
有机催化剂催化的烯烃不对称还原反应在有机合成中具有广泛的应用潜力。
酶是自然界中存在的生物催化剂。
在酶催化的烯烃不对称还原反应中，通过利用酶的手性结构，能够对烯烃进行高选择性的还原。
酶催化的烯烃不对称还原反应具有良好的立体选择性和活性，能够在温和的条件下进行。
酶催化的烯烃不对称还原反应在生物合成和药物合成中具有重要的应用价值。
总的来说，烯烃不对称还原反应是合成手性化合物的重要手段之一。
通过不对称还原反应，可以有效地构建手性碳原子，合成具有手性的有机分子。
金属配合物催化、有机催化剂和酶催化是常见的烯烃不对称还原反应方法。
这些方法在有机合成中具有重要的应用价值，为制备手性药物和天然产物提供了关键的合成途径。
随着催化剂的不断发展和优化，研究人员将进一步拓展烯烃不对称还原反应的应用范围，并为有机合成领域带来更多的机会和挑战。
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烯烃的不对称环氧化反应
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摘要
本文主要论述了传统的烯烃环氧化反应的不足之处，并简述了Sharpless以及Jacobsen 等人在不对称环氧化反应发面的研究成果及其贡献。
并简要讨论了未来的研究方向。
关键词烯烃环氧化手性合成催化剂
前言
手性化合物具有十分重要的应用价值，然而其合成具有很大的难度。
因此，目前有机合成化学家们在手性合成这一领域展开了大量的研究工作，新的不对称合成反应和合成路线不断涌现。
在不对称合成中最具有挑战性的是不对称催化反应，它是利用催化剂的不对称中心来诱导产生产物的手性。
研究类容及讨论
通常在没有手性催化剂的条件下，实验室中常用有机过酸作环氧化试剂。
环氧化反应是顺势加成，所以环氧化合物的构型与原料烯烃的构型保持一致。
因为环氧化反应可以在双键平面的任一侧进行，所以当平面两侧空阻相同，而产物的环碳原子为手性碳原子时，产物是一对外消旋体。
当平面两侧的空阻不同时，位阻小的反应快，如此便能得到以某种构型为主的混合产物。
因该方法只能用于大量合成空间位阻较小的产物，并不能满足手性合成的需求，因此化学工作者们作出了进一步探究。
其中最著名的是20世纪80年代初Sharpless发展的不对称环氧化。
在该反应中D-酒石酸二乙酯作为手性源控制环氧化只从双键平面的一边进行。
如果在反应中用L-酒石酸二乙酯，那么环氧化将从双建平面的另一边进行。
只需要催化剂量的光学纯酒石酸二乙酯就可以实现高度对映选择性的环氧化。
【1】
图2. Sharpless不对称环氧化反应
Sharpless的不对称环氧化适用于双键α位上含羟基的底物——烯丙醇类化合物。
20世
纪90年代初，Jacobsen开发了一类含C2对称轴的手性配体，这些配体与Mn(Ⅲ)形成的络合物可以高度对映选择性地催化非烯丙醇类烯烃双键的环氧化。
该反应迅速得到了广泛应用。
图4. Jacobsen不对称环氧化反应
反应最常用的氧化剂为亚碘酰苯（用于有机溶剂）或次氯酸钠水溶液（用于水介质）。
salen络合物是一个与氧化酶细胞色素P450有关的仿生试剂。
由氧合锰中间体向烯烃发生氧的转移。
对映选择性的原因可用底物向活性的氧合锰(Ⅴ)中间体的侧向接近来解释。
一
般salen络合物的C-3 和C-3' 位上有必要由占据较大空间的叔丁基来取代以保证反应的高对映选择性。
它与Sharpless 环氧化反应的不同之处在于这个反应不依赖于烯丙醇底物的识别，因
此从原则上讲是一个更为通用的过程。
这个反应对于顺式二取代烯烃最为有效，后来应用范围也拓展至反式二取代、三取代、某些单取代以及四取代烯烃的环氧化中。
【2】
结论
在烯烃的不对称环氧化反应这一方面，Jacobsen等人的工作较Sharpless等人有较大的进步。
然而，仅是如此还是不够的。
他们研究的不对称环氧化反应对底物烯烃的结构要求都比较多，显然，需要人们做出更深入的研究来进行突破。
参考文献
【1】王剑波. 手性有机化合物与不对称合成[ J] . 大学化学, 2000, 4: 6～12.
【2】Jacobsen, E. N; Zhang, W; Muci, A. R; Ecker, J. R; Deng, L. Highly enantioselective epoxidation catalysts derived from 1,2-diaminocyclohexane. J. Am. Chem. Soc.1991, 113: 7063–7064. doi:10.1021/ja00018a068.。