杏耀代理1980

     氢键介导的定向锇二羟基化是指通过四氧化锇和路易斯碱性胺活化剂的作用将含有近端氢键供体的烯烃非对映选择性转化为顺式 1,2-二醇。引发引导基团和氧化剂之间的氢键以解释该过程的非对映选择性。

    

介绍

烯烃用四氧化锇处理是用于安装的有效方法合成 1,2-二醇。^[2] OsO ₄对许多其他官能团是惰性的，并且不会发生产物的过度氧化。诸如吡啶和奎宁环的胺碱能够与锇配位并提高二羟基化过程的速度。该方法的缺点是需要化学计算量的金属氧化剂; 然而，使用N-氧化物（通常为奎宁环N-氧化物或QNO）作为助氧化剂允许使用亚化学计量的锇。^[3]减少N. - 氧化物产生胺，其可与锇配位以加速二羟基化。岸进行与这些系统手性烯烃的dihydroxylations的立体选择性的研究，观察到dihydroxylations一般发生抗附着于烯丙基立体中心杂原子。^[4]Donohoe发现烯丙醇和受保护的胺与四氧化锇和TMEDA的二羟基化反应具有相反的顺式选择性（方程式1）。

（1）

这些反应中的顺式立体选择性的起源是引导基团和活化的OsO ₄ - 胺加合物之间的氢键。自发现以来，该反应已成为Kishi的抗选择性二羟基化和催化剂控制的Sharpless系统二羟基化的替代品。^[5]

机制与立体化学

化学计量的二羟基化

双齿四甲基乙二胺（TMEDA）与OsO _4的配位产生高反应性加合物，其快速地使烯烃二羟基化。此外，这种配位还增加了氧配体对锇的电子密度和氢键接受能力，表明在底物中适当定位的氢键供体可能能够有效地指导OsO ₄ - 胺加合物的羟基化。这似乎是这种情况，因为在受约束的环状烯丙基醇和酰胺的反应中观察到高的非对映选择性（见下文）。最初，尚不清楚TMEDA配体是否通过过渡结构如A或B促进氢键合（方程2）。然而，关于允许氢键控制的胺的性质的详细机理研究，以及锇-TMEDA复合物的红外分析显示反应通过双齿配合物A发生。^[6]

（2）

催化二羟基化

如果需要高的非对映选择性，TMEDA是理想的配体，因为它能够与过渡金属形成双齿配合物。然而，使用TMEDA排除了使用催化量的四氧化锇。如果使用单胺氧化物作为化学计量的末端氧化剂，则可以使二羟基化催化（方程式3）。^[7]还原N-氧化物后形成的胺能够与锇配位以加速二羟基化。尽管单齿胺的使用相对于OsO ₄ -TMEDA体系降低了非对映选择性，但非对映选择性通常仍然很高。

（3）

范围和限制

该部分解决了胺配体，引导基团，底物中的空间效应和底物的烯烃构型对定向二羟基化的非对映选择性的影响。

如前所述，螯合胺如TMEDA导致最高的非对映选择性。通常，除去胺形成二齿配合物的能力降低了非对映选择性（方程式4）。^{[6] [7] [8]}由于催化方法需要使用单胺氧化物，因此该方法的非对映选择性通常较低。

（4）

理想的指挥小组靠近烯烃。对于开链烯烃，引导基团必须处于烯丙基或同烯丙基的位置，并且相邻的羟基可以降低选择性。^[9]在许多情况下，观察到的非对映选择性与导向组的pK _a有关。更酸性的X-H键是更好的氢键供体并导致更高的非对映选择性（方程式5）。^[6]

（5）

对于环状烯烃底物，空穴效应是很好理解的。当引导基团是同型烯丙基时，必须将其定向在假轴位置以指导锁定在假定位置的同步羟基化 - 引导基团是无效的。当指挥小组是盟友时，情况恰恰相反（方程式6）。当锇接近烯烃时，由于1,3-双轴相互作用，假轴烯丙基导向基团不能有效地指导二羟基化。^[8]

（6）

烯烃的构型在开链烯烃的定向羟基化的非对映选择性中也起着有趣的作用。顺式烯烃反应的非对映选择性显着高于类似反式烯烃的反应（方程式7）。该观察结果归因于在抗二羟基化的最可能的过渡态中开发了禁止的A ^[1,3]菌株。顺式羟基化的过渡态避免了该菌株，并且在顺式位置（即，在反式底物中）不存在大的基团时，A ^[1,3]菌株不太重要。^[10]

（7）

与其他方法的比较

将烯烃转化为顺 1,2-二醇的方法相对较少。一个值得注意的例子是Woodward对的修饰，当使用含有烯丙基立体中心的烯烃时，它表现出适度的顺式非对映选择性（方程式8）。^[11]在与乙酰氧基相对的面上发生碘离子形成，随后通过乙酸盐，相邻基团参与和水解开环产生顺二醇。

（8）

在典型的除锇之外的高价过渡金属的实例中，钌介导的二羟基化以反非对映选择性进行（方程10）。^[12]

（9）

实验条件和程序

典型条件

锇介导的二羟基化反应在惰性气氛如氩气或氮气下进行，溶剂（CH ₂ Cl ₂，丙酮，THF）必须是无水的。四氧化锇很有毒，易挥发，很容易升华; 因此，应在通风良好的通风橱中进行处理。来自锇介导的反应的水层和任何其他废料应小心处理。

示例程序^[6]

（10）

向预冷至-78℃ 的2-环己烯-1-醇（50mg，0.51mmol）（0.50mmol）和TMEDA（0.55mmol）的CH ₂ Cl ₂溶液中加入OsO ₄（0.53mmol）溶液。在CH ₂ Cl _2中（~1 mL）。溶液变成深红色，然后是棕黑色。将其搅拌直至反应完成（TLC分析，约1小时），然后使其温热至室温。氧化完成后，在真空下除去溶剂并用THF（10mL）和亚硫酸钠（饱和水溶液，10mL）代替。将该混合物加热回流3小时。然后将粗反应混合物在真空下浓缩，得到灰色粉末; 加入EtOH（30mL）并将悬浮液在室温下搅拌1小时。通过硅藻土过滤所得悬浮液并在真空下浓缩滤液，得到无色固体（80mg）。通过柱色谱（SiO ₂，EtOAc /石油醚7：1）纯化，得到，显示为不可分离的异构体混合物（66mg，98％，syn）/ 抗 9：1）：IR（薄膜）3192,2927cm ^-1 ; ¹ H NMR（300MHz，D ₂ O）δ3.81（t，J = 2.6Hz，1H），3.52（ddd，J = 10.0,4.6,2.6Hz，2H），1.80-1.00（m，6H）; ¹³ C NMR（75MHz，D ₂ O）δ72.6,70.3,26.3,18.8; CIMS（m / z）：[M + NH ₄ ] ⁺ 150（100）; CI（m / z）：[M + NH ₄ ] ⁺ C ₆ H ₁₆ NO _3的计算值，150.1130;实测值：150.1130。发现，150.1128。

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最后编辑时间为: 2020-04-17 09:28 Friday