Epónimos relacionados con la química
La dihidroxilación asimétrica de Sharpless, también conocida como bishidroxilación, llamada así en honor del químicoestadounidense K. Barry Sharpless, es una reacción química enantioselectiva de alquenos con tetróxido de osmio en presencia de unligando de quinina quiral para formar un diol vecinal.1 2 3
Normalmente se produce esta reacción usando cantidades catalíticas de tetróxido de osmio, que después de la reacción es regenerado bien con ferricianina de potasio4 5 o N-metilmorfolina N-óxido.6 7 Estas condiciones reducen drásticamente las cantidades necesarias de tetróxido, un compuesto altamente tóxico y oneroso. Los cuatro reactivos son comerciales y se pueden obtener bajo el nombre «AD-mix». La mezcla que contiene (DHQ)2-PHAL se denomina AD-mix-α, mientras que la mezcla que contiene (DHQD)2-PHAL se denomina AD-mix-β.- ..............................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=e78d13aeb0ca93254c4bb4541e3b643a51a96cc4&writer=rdf2latex&return_to=Dihidroxilaci%C3%B3n+asim%C3%A9trica+de+Sharpless
Dihidroxilación asimétrica de Sharpless es la reacción química de un alqueno con tetróxido de osmio en presencia de un ligando quiral quinina para formar un diol vecinal.
Es una práctica común para llevar a cabo esta reacción utilizando una cantidad catalítica de tetróxido de osmio, que después de la reacción se regenera con cualquiera de ferricianuro de potasio o N-metilmorfolina N-óxido. Esto reduce dramáticamente la cantidad de la tetróxido de osmio altamente tóxico y muy caro necesario. Estos cuatro reactivos están disponibles comercialmente mezcla previamente. La mezcla que contiene 2-PHAL se llama AD-mix-un, y la mezcla que contiene 2-PHAL se llama AD-mix-.
Tales dioles quirales son importantes en la síntesis orgánica. La introducción de la quiralidad en los reactivos no quirales a través del uso de un catalizador quiral es un concepto importante en la síntesis orgánica. Esta reacción fue desarrollado principalmente por K. Barry Sharpless edificio en el ya conocido dihidroxilación Upjohn racémico, por el que fue galardonado con una participación del Premio Nobel 2001 en Química.
Mecanismo de reacción
El mecanismo de reacción de la dihidroxilación de Sharpless comienza con la formación de la tetróxido de osmio - complejo de ligando. A-cicloadición con el alqueno da el intermedio cíclico de 4. La hidrólisis básica libera el diol y el osmiato reducida. Finalmente, el oxidante estequiométrico regenera el tetróxido de osmio - complejo de ligando.
Aplicación
Dihidroxilación en ausencia de un ligando de coordinación requiere el uso de una cantidad estequiométrica de osmio. Catalizador, dihidroxilación asimétrica reduce el costo de este procedimiento de 99,9%, abriendo la puerta a avances en osmates biomiméticos y simpático.
Dihidroxilación asimétrica se ha aplicado a los alquenos de cada sustitución, y las altas enantioselectividades se han realizado para cada patrón de sustitución. Reacciones de dihidroxilación asimétrica también son altamente selectivo del sitio, el suministro de productos derivados de la reacción del doble enlace más rico en electrones en el sustrato.
Ejemplos
El primer paso en la síntesis de azasugar 6 es una reacción de dihidroxilación del dieno proquiral 1. Azasugars son farmacológicamente relevantes. La secuencia de reacción completa se lleva a cabo en agua ya que no se requiere un medio de reacción y los grupos protectores. Note la quimioselectividad en la sustitución nucleófila de bromo por el grupo hidroxilo en el paso 2.
Otro ejemplo de esta reacción ver: síntesis total Kuwajima Taxol.
En relación con las reacciones de epoxidación, es relevante comentar los resultados satisfactorios obtenidos en las de sin-dihidroxilación.
La dihidroxilación de olefinas con tetróxido de osmio o anión permanganato puede crear diastereoselectivamente dos nuevos estereocentros para dar un racemato de dioles vecinales.
Por otra parte es conocido que algunas aminas terciarias como la piridina entran en la esfera de coordinación del osmio participando en la reacción, que transcurre por un mecanismo pericíclico del siguiente tipo, a través de un estado de transición cíclico de seis electrones pi[1].
La primera versión asimétrica se llevó a cabo utilizando cantidades estequiométricas de tetróxido de osmio y de una amina quiral derivada de alcaloides del tipo quinina o quinidina, pero posteriormente Sharpless encontró que la misma transformación enantioselectiva podía realizarse con cantidades catalíticas tanto de tetróxido de osmio como de ligando quiral y utilizando N-óxido de N-metilmorfolina como reoxidante[2]. También se ha establecido una regla para este caso, que permite predecir las configuraciones de los dos nuevos centros según se utilice el p-clorobenzoato de quinidina o de quinina. La utilización del primer alcaloide da lugar a la cis-dihidroxilación por la cara de arriba del plano dibujado en el esquema siguiente y el otro por la de abajo obteniendose de forma complementaria, según se utilice uno u otro, cada uno de los productos enantioméricos.
Una desventaja de este proceso catalítico con respecto al estequiométrico es que en alquenos 1,1-disustituidos hay un considerable descenso de los excesos enantioméricos, consecuencia de una falta casi total de estereodiferenciación facial[3].
Para explicar esto Sharpless sugiere que en la reacción catalítica operan dos ciclos[4]: el primero con una alta enantioselectividad, mientras que el segundo con una muy baja. La etapa de hidrólisis del intermedio formado, en el primer ciclo, por oxidación del aducto quiral alqueno-osmio complejo es bastante lenta, de forma que permite la salida del ligando quiral y la coordinación a una segunda molécula de alqueno, pero ahora de forma no discriminatoria entre sus caras ya que el complejo ha perdido su quiralidad. Tras la oxidación e hidrólisis el diol que se libera es racémico produciendose por tanto quiralidad sólo en el primer ciclo. Así, la producción del diol racémico es mucho más elevada que la del diol quiral.
Sin embargo, la adición muy lenta al medio de reacción del alqueno minimiza el segundo ciclo y proporciona así excesos enantioméricos del mismo orden que los de la reacción estequiométrica.
Recientemente se han descrito algunas modificaciones[5] que mejoran la enantioselección del proceso, que suponen por ejemplo el uso de: hexacianoferrato(III) de potasio como agente reoxidante, la introducción de sulfamidas orgánicas al medio de reacción (que aceleran la etapa lenta de hidrólisis del primer ciclo) y una mezcla 1/1 de terc-butanol/agua (que parece ser que suprime el segundo ciclo catalítico). Esto junto con la utilización de otros ligandos quirales, derivados de ftalazina-dihidroquinidina y ftalazina-dihidroquinina, ha llevado a la síntesis enantioselectiva de dioles vecinales con excesos enantioméricos realmente elevados.
Por otra parte, comentar que el inconveniente que supone emplear tetróxido de osmio, por su alta toxicidad, se ha solucionado por el empleo de osmatos (no volátiles).
Sharples prepara de manera enantioselectiva 1,3-epoxialcoholes a partir de alcoholes alílicos. El agente oxidante es el hidroperóxido de tert -butilo, siendo el tetraisopropóxido de titanio y el tartarta de dietilo (DET) los responsables de la enantioselectividad.
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