夏普萊斯不對稱雙羥基化反應

夏普萊斯不對稱雙羥基化反應（Sharpless asymmetric dihydroxylation），常直接稱為不對稱雙羥基化反應（AD反應），是巴里·夏普萊斯在 Upjohn雙羥基化反應的基礎上，於1987年發現的以金雞納鹼衍生物催化的烯烴不對稱雙羥基化反應。^[1]^[2]^[3] 與夏普萊斯環氧化反應一樣，該反應也是現代有機合成中最重要的反應之一。

典型的反應條件是以四氧化鋨（OsO₄）和二氫奎寧（DHQ）或二氫奎尼丁（DHQD）的手性配體衍生物作為催化劑，以計量的鐵氰化鉀^[4]^[5]、N-甲基嗎啉N-氧化物（NMO）^[6]^[7] 或叔丁基過氧化氫作為再氧化劑，並加入其他添加劑如碳酸鉀和甲磺酰胺等。現實條件中常用非揮發性的鋨酸鹽 K₂OsO₂(OH)₄ 代替 OsO₄。^[1]^[3] 市售的二羥化混合物試劑稱為AD-mix，有 AD-mix α（含 (DHQ)₂-PHAL）和 AD-mix β（含 (DHQD)₂-PHAL）兩種。^[8]

大多數烯烴在上述條件下，能都以高產率、高ee值生成光學活性的鄰二醇，而且反應條件溫和，無需低溫、無水、無氧等條件。^[9] DHQ 和 DHQD 衍生物可分別用於一對對映異構鄰二醇的合成，反應產物的立體構型可根據烯烴的結構，利用下圖來進行預測。DHQ 和 DHQD 的各類衍生物都可用作催化劑的手性配體，但最有效的配體是酞嗪（2,3-二氮雜萘）衍生物 (DHQ)₂-PHAL 和 (DHQD)₂-PHAL。

反應機理

反應的催化循環如下。由鋨酸鉀原位生成的四氧化鋨與配體結合為絡合物 2，該絡合物對烯烴發生對映選擇性的 [3+2] 環加成反應（鋨氧化反應）。^[10]^[11] 生成的鋨酸酯 4 經水解得到二醇和被還原的鋨酸鹽。後者被計量的再氧化劑氧化為四氧化鋨而重複使用。

實例

1、氮雜糖 6 合成中的 1 至 2 一步：^[12]

2、Isao Kuwajima的紫杉醇全合成中也用到了一個夏普萊斯不對稱雙羥化反應。

參見

參考資料

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[#1-1] 1.0 ^1.1 Jacobsen, E. N.; Marko, I.; Mungall, W. S.; Schroeder, G.; Sharpless, K. B. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1968. doi:10.1021/ja00214a053

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[#2-3] 3.0 ^3.1 Gonzalez, J.; Aurigemma, C.; Truesdale, L. Org. Syn., Coll. Vol. 10, p.603 (2004); Vol. 79, p.93 (2002). 連結（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）

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[12] Ulf M. Lindström, Rui Ding, Olle Hidestål. Efficient asymmetric synthesis of an azasugar in water. Chemical Communications. 2005, 13: 1773–4.

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