Lo típico es que el catalizador se encuentre entre un 5 y un 10 % en moles. Es necesaria la presencia de tamices moleculares de 3 Å (3 Å MS). [7] La estructura del catalizador es incierta, aunque se cree que es un dímero de [Ti(tartrato)(OR) 2 ]. [8]
Selectividad
La epoxidación de alcoholes alílicos es una conversión muy utilizada en la síntesis química fina. La quiralidad del producto de una epoxidación de Sharpless a veces se predice con el siguiente mnemónico . Se dibuja un rectángulo alrededor del doble enlace en el mismo plano que los carbonos del doble enlace (el plano xy ), con el alcohol alílico en la esquina inferior derecha y los otros sustituyentes en sus esquinas apropiadas. En esta orientación, el (−) diéster tartrato interactúa preferentemente con la mitad superior de la molécula, y el (+) diéster tartrato interactúa preferentemente con la mitad inferior de la molécula. Este modelo parece ser válido a pesar de la sustitución en la olefina. La selectividad disminuye con un R 1 mayor , pero aumenta con R 2 y R 3 mayores (ver introducción). [1]
Sin embargo, este método predice incorrectamente el producto de los 1,2-dioles alílicos. [9]
Resolución cinética
La epoxidación de Sharpless también puede dar una resolución cinética de una mezcla racémica de 2,3-epoxialcoholes secundarios. Si bien el rendimiento de un proceso de resolución cinética no puede ser superior al 50 %, el exceso enantiomérico se acerca al 100 % en algunas reacciones. [10] [11]
Utilidad sintética
La epoxidación de Sharpless es viable con una amplia gama de alcoholes alquénicos primarios y secundarios. Además, con la excepción mencionada anteriormente, un determinado tartrato de dialquilo se agregará preferentemente a la misma cara independientemente de la sustitución en el alqueno . Para demostrar la utilidad sintética de la epoxidación de Sharpless, el grupo de Sharpless creó intermediarios sintéticos de varios productos naturales: metimicina, eritromicina , leucotrieno C-1 y (+)- disparlure . [12]
Como una de las pocas reacciones altamente enantioselectivas durante su tiempo, se han desarrollado muchas manipulaciones de los 2,3-epoxialcoholes. [13]
El principal inconveniente de este protocolo es la necesidad de la presencia de un alcohol alílico . La epoxidación de Jacobsen , un método alternativo para oxidar alquenos de forma enantioselectiva, supera este problema y tolera una gama más amplia de grupos funcionales . [ cita requerida ]
Referencias de interés histórico
Katsuki, T.; K. Barry Sharpless (1980). "El primer método práctico para la epoxidación asimétrica". J. Am. Chem. Soc. 102 (18): 5974. doi :10.1021/ja00538a077.
Gao, Y.; Hanson, RM; Klunder, JM; Ko, SY; Masamune, H.; Sharpless, KB (1987). "Epoxidación catalítica asimétrica y resolución cinética: procedimientos modificados que incluyen derivatización in situ". J. Am. Chem. Soc. 109 (19): 5765–5780. doi :10.1021/ja00253a032.
^ ab Diego J. Ramón y Miguel Yus (2006). "En el campo de la síntesis enantioselectiva, los complejos de titanio llevan la corona de laurel". Chem. Rev. 106 ( 6): 2126–2208. doi :10.1021/cr040698p. PMID 16771446.
^ Johnson, RA; Sharpless, KB (1991). "Reacciones de adición con formación de enlaces carbono-oxígeno: (ii) métodos asimétricos de epoxidación". Compr. Org. Synth . 7 : 389–436. doi :10.1016/B978-0-08-052349-1.00196-7. ISBN .978-0-08-052349-1.
^ Hüft, E. (1993). "Epoxidación enantioselectiva con oxígeno peróxido". Top. Curr. Chem . Temas de química actual. 164 : 63–77. doi :10.1007/3-540-56252-4_25. ISBN978-3-540-56252-8.
^ Katsuki, T.; Martin, V. S. (1996). "Epoxidación asimétrica de alcoholes alílicos: la reacción de epoxidación de Katsuki-Sharpless". Org. React . 48 : 1–300. doi :10.1002/0471264180.or048.01. ISBN0471264180.
^ Pfenninger, A. (1986). "Epoxidación asimétrica de alcoholes alílicos: la epoxidación de Sharpless". Síntesis . 1986 (2): 89–116. doi :10.1055/s-1986-31489.
^ ab A. Pfenninger (1986). "Epoxidación asimétrica de alcoholes alílicos: la epoxidación de Sharpless". Síntesis . 1986 (2): 88–116. doi :10.1055/s-1986-31489.
^ * Hill, JG; Sharpless, KB; Exon, CM; Regenye, R. (1985). "Epoxidación enantioselectiva de alcoholes alílicos: (2s,3s)-3-propiloxiranemetanol". Org. Synth. 63 : 66. doi :10.15227/orgsyn.063.0066.
^ Finn, MG; Sharpless, KB (1991). "Mecanismo de la epoxidación asimétrica. 2. Estructura del catalizador". J. Am. Chem. Soc . 113 : 113–126. doi :10.1021/ja00001a019.
^ Takano, S.; Iwabuchi, Y.; Ogasawara, K. (1991). "Inversión de la enantioselectividad en el modo de resolución cinética de la reacción de epoxidación asimétrica de Katsuki-Sharpless". J. Am. Chem. Soc. 113 (7): 2786–2787. doi :10.1021/ja00007a082.
^ Kitano, Y.; Matsumoto, T.; Sato, F. (1988). "Una resolución cinética altamente eficiente de alcoholes alílicos secundarios γ- y β- trimetilsilil mediante la epoxidación asimétrica sin distorsión". Tetrahedron . 44 (13): 4073–4086. doi :10.1016/S0040-4020(01)86657-6.
^ Martin, V.; Woodard, S.; Katsuki, T.; Yamada, Y.; Ikeda, M.; Sharpless, KB (1981). "Resolución cinética de alcoholes alílicos racémicos mediante epoxidación enantioselectiva. ¿Una ruta hacia sustancias de pureza enantiomérica absoluta?". J. Am. Chem. Soc. 103 (20): 6237–6240. doi :10.1021/ja00410a053.
^ Rossiter, B.; Katsuki, T.; Sharpless, KB (1981). "La epoxidación asimétrica proporciona rutas más cortas para cuatro alcoholes epoxi quirales que son intermediarios clave en las síntesis de metimicina, eritromicina, leucotrieno C-1 y disparlure". J. Am. Chem. Soc. 103 (2): 464–465. doi :10.1021/ja00392a038.
^ Sharpless, KB ; Behrens, CH; Katsuki, T.; Lee, AWM; Martin, VS; Takatani, M.; Viti, SM; Walker, FJ; Woodard, SS (1983). "Aperturas estereo y regioselectivas de alcoholes quirales 2,3-epoxi. Rutas versátiles para productos naturales y fármacos ópticamente puros. Resoluciones cinéticas inusuales". Pure Appl. Chem. 55 (4): 589. doi : 10.1351/pac198855040589 .