シャープレス不斉ジヒドロキシル化 Sharpless Asyemmtric Dihydroxylation (SharplessAD)

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シャープレス不斉ジヒドロキシル化 Sharpless Asyemmtric Dihydroxylation (SharplessAD)

2009/6/10
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投稿者: Hiro

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概要

・Sharplessらはcinchona alkaloid(キニジン、キニーネ)由来の不斉配位子((DHQD)₂PHALもしくは(DHQ)₂PHAL)を用い、四酸化オスミウムによる実用的触媒的不斉ジヒドロキシル化を達成した。

・NMOも再酸化剤として用いられるが、水系溶媒中にフェリシアン化カリウムK₃Fe(CN)₆を用いると、より高い不斉収率が実現できる。

・一般に芳香環を有する化合物が反応性・選択性ともに良い傾向がある(おそらく遷移状態におけるπ-π相互作用による。反応機構参照)。

・メタンスルホンアミド(MsNH₂)の添加によってエナンチオ選択性が向上することが知られている。

・合成に必要な試薬キットは、AD-mix-α、AD-mix-βという名称で市販されている。選択性は以下の経験則に従う。

・配位子の比率を増加させて反応性を向上させた”Super-AD-mix”もNicolaouらによって使用されている。

・本法およびSharpless-香月不斉エポキシ化の開発による触媒的不斉酸化反応への貢献で、Scripps研究所のK.B.Sharplessは2001年ノーベル化学賞を受賞している。

基本文献

Hentges, S. G.; Sharpless, K. B. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 4263. DOI: 10.1021/ja00532a050
Jacobsen, E. N.; Marko, I.; Mungall, W. S.; Schroder, G.; Sharpless, K. B. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1968. DOI: 10.1021/ja00214a053
Morikawa, K.; Park, J.; Andersson, P. G.; Hashiyama, T.; Sharpless, K. B. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8463. DOI: 10.1021/ja00071a072
Kolb, H.; VanNiewenhze, M. S.; Sharpless, K. B. Chem. Rev. 1994, 94, 2483. DOI: 10.1021/cr00032a009
Cha, J. K.; Kim, N.-S. Chem. Rev. 1995, 95, 1761. DOI: 10.1021/cr00038a003
Johnson, R. A.; Sharpless, K. B. Catalytic Asymmetric Synthesis (2nd ed.), 2000, 357.
Bolm, C.; Hildebrand, J. P.; Muniz, K. Catalytic Asymmetric Synthesis (2nd ed.), 2000, 399.
Zaitsev, A. B.; Adolfsson, H. Synthesis 2006, 11, 1725. DOI: 10.1055/s-2006-942378

反応機構

Osからのジオール解離(加水分解過程)が遅いと2nd cyce経由で進行し、エナンチオ選択性の低下が起きる。これを防ぐため、共酸化剤としてフェリシアン化カリウムを用い、水系反応にするとよい。

OsO₄のオレフィンへの付加機構は、[3+2}機構(Corey)と[2+2}→転位機構(Sharpless)の両主張で長く論争が続いていたが、最終的にはCoreyの提唱する[3+2]機構で進行するということで一応の決着を見た。

Coreyは以下に示す遷移状態モデルを提唱し、リガンド構造のチューニングを種々行っている。