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1.烯烃的不对称双羟基化反应 烯烃的不对称双羟基化反应在有机合成中具有非常重要的作用。20世纪80年代,K. B. Sharpless 在OsO4氧化烯烃的基础，上首次发展了不对称双羟基化反应。在此反应中,可以在手性配体作用下高立体选择性地对烯烃进行氧化加成。铁氰化钾是常用的共氧化剂。以下是两个常用配体的结构简式,它们还可以加速此反应。
在两个互为镜像的不对称配体DHQ和DHQD的基础上，形成了两种反应典型的体系: (1) AD-mix α: (DHQ)2 PHAL+K3 OsO2 (OH)4 + K3 Fe(CN)6 (2) AD-mix β: (DHQD)2 PHAL+ K2OsO2 (OH)4 + K3 Fe(CN)6 实验结果表明，这两种反应体系给出了两个相反结果的实验数据，分别生成了两种互为镜像的邻二醇产物。
此不对称反应的模型可能为：
机理：
因此，在实验过程中，可以通过以上模型考虑需要得到何种构型的邻二醇来选择所需的反应体系；也可以通过所使用的反应体系预测所得到产物的构型。通常情况下，反式烯烃的邻二醇化的结果最佳。
K.B.Sharpless在烯烃不对称双羟基化的基础，上在20世纪90年代,进一步发展了烯烃的不对称胺羟基化反应。此反应体系基本与不对称双羟基化反应类似，它们使用了相同的手性配体，也具有差不多的反应立体选择性;不同点在于,在不对称胺羟基化反应中使用的共氧化剂为BocNClNa或CbzNClNa等，而不是铁氰化钾。在此过程中,其可能形成的中间体如下:
2.烯烃的不对称环氧化反应 1980年，K. B. Sharpless 报道了第一例烯烃的不对称环氧化反应。他们发现，在四异丙氧基钛、对映体纯的酒石酸乙酯以及过氧叔丁醇的混合体系中，烯丙基醇可以高产率、高立体选择性(>90%e. e. )发生环氧化反应。此后，将烯丙基醇在上述混合体系中发生的环氧化反应称为Sharpless不对称环氧化反应。
在此反应过程中,Ti(IV)、酒石酸乙酯和烯丙基醇形成了一个双核的过渡态:
此双核过渡态最终决定了产物的立体化学。 在这个反应中，烯丙醇中的羟基起到了活化催化体系以及立体导向基团的作用，是必不可少的。如果底物为手性醇，生成的环氧基团一定会与羟基处在顺式的位置上。如果底物的羟基为一级醇，那么对映体纯的酒石酸乙酯在反应中决定了反应的立体选择性，可以根据酒石酸乙酯的立体构型判断最终环氧化产物的立体化学。 在后续的发展中,还有很多的过渡金属以及手性配体被发掘出来。20世纪90年代初,E. N. Jacobsen 和T. Katsuki 分别独立报道了利用手性的锰配体可以高立体选择性将烷基或芳基取代的烯烃进行环氧化。
假设机理：
在这个氧化体系中,锰通常为+3价,需要有共氧化剂将其转化为+5价,这些共氧化剂有PhIO、NaOCl以及mCPBA。由于下方卤原子和乙酸根的存在,烯烃从上方(E. N. Jacobsen的体系)或侧面(T. Katsuki 体系)进人氧化体系。此环氧化反应在许多天然产物的合成中起到了非常重要的作用。在PDEIV抑制剂CDP840的合成中,就采用了Jacobsen环氧化体系构筑目标化合物的唯一一个手性中心:
研究发现,很多含有酮羰基的化合物均可以通过原位与KHSO5,制备类似的氧化剂。在这些氧化剂中,最为高效的就是史一安发展的利用糖类衍生物构筑手性氧化体系实现烯烃的不对称环氧化:
在这些糖类手性化合物中,由于相邻氧原子的极化作用,它们对反式二取代或三取代烯烃具有很好的立体选择性。它们与烯烃反应所形成的过渡态构象为：
缩酮类的糖类手性化合物还对顺式烯烃以及末端烯烃具有很好的立体选择性。 |
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