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シャープレス ジヒドロキシル化【Sharpless dihydroxylation】

Sharpless dihydroxylation

シャープレス ジヒドロキシル化は、プロキラルオレフィンから1,2-ジオールをエナンチオ選択的に調製する際に用いられる。この手順は、オスミウム触媒と化学量論的酸化剤[K3Fe(CN)6やN-メチルモルホリンオキシド(NMO)など]を用いて行われる。反応は弱塩基性条件下でより迅速に進行するため、安定したpHを確保するために緩衝溶液中で行われる。エナンチオ選択性は、エナンチオマーに濃縮されたキラルリガンド[(DHQD)2PHAL、(DHQ)2PHALまたはそれらの誘導体]の添加によって達成される。これらの試薬は、いずれのエナンチオ選択性に対しても安定な、包装済みの混合物(AD-mix αおよびAD-mix β、AD=不斉ジヒドロキシル化)としても入手可能である。

概要

シャープレスジヒドロキシル化は、不飽和炭化水素(アルケン)を1,2-ジオールに変換する不斉触媒反応であり、オスミウムテトロキシド(OsO₄)を触媒として使用します。この反応は、キラルリガンドを使用することで高いエナンチオ選択性が得られるため、医薬品や天然物の合成において重要な役割を果たします。1980年代にK. Barry Sharplessによって開発され、2001年にノーベル化学賞が授与される基盤となりました。

歴史

1980年代にK. Barry Sharplessによって開発された。

反応機構

  1. オスミウムテトロキシドによる酸化
    • オスミウム(VIII)(OsO₄)がアルケンと反応し、酸化剤として作用します。
    • この反応では、二重結合がオスミウムによりジヒドロキシ化され、オスマオキセタン(osmaoxetane)中間体が形成されます。
  2. 中間体の加水分解
    • 生成されたオスマオキセタン中間体は、加水分解されて1,2-ジオールが生成されます。
    • Os(VI)グリコレート中間体は再酸化されてOs(VIII)に戻り、触媒サイクルが完了します。
  3. 不斉制御
    • キラルリガンド(シンコナアルカロイド誘導体)を使用することで、不斉中心の立体選択性を制御します。

実験手順

 

実験のコツ

 

発展

リガンドと選択性

反応条件

酸化剤と再酸化系

溶媒

温度

適用範囲と課題

適用可能な基質

課題

応用例

 

参考文献

 

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