夏普萊斯環氧化是非常重要實用的反應,主要體現在:首先,環氧化合物能夠簡單的轉化為二醇、氨基醇或者醚,所以在天然產物的全合成當中形成手性的環氧化合物是非常重要的步驟。第二,該反應能夠和許多一級或者二級烯丙醇反應。第三,夏普萊斯環氧化的產物通常具有超過90%的ee值(對映體過量)。第四,通過夏普萊斯環氧化模型可以預測出產物的手性。最后,夏普萊斯環氧化的反應試劑都是商業化的且非常廉價易得。唯一遺憾的是具體的反應機理還沒有被完全解析明白。
利用Ti(OiPr)4-手性酒石酸二乙酯(DET)-過氧化叔丁醇(TBHP)的體系,進行的烯丙醇的不對稱環氧化的方法。
生成的環氧化物的絕對構型只由DET的絕對構型所決定(參照下圖所示的經驗論)。到目前為止,無一例外,都是使用前手性底物作為反應物。底物的官能團不影響最后的立體選擇性,所以一般在全合成中也經常被使用。該反應在放大生產上也是非常實用有效的。
反映在反應在3? 或者4?的分子篩的存在下只需催化量的Ti(OiPr)4與DET即可反應。即使少量的水也能破壞催化劑,所以除水干燥是必須的。
二級烯丙醇的動力學拆分也是可以實現的。該情況下,酒石酸二異丙酯是最適合的,作為配合物來使用的話。
Z形的烯丙醇反應性比較低,往往不能得到滿意的的不對稱產物。
生成的環氧化物,有時候會由于體系中存在的過氧化物而發生開環的反應,但是可以把Ti(OiPr)4替換成Ti(OtBu)4,來改善這一弊端。
Scripps研究所的巴里·夏普萊斯(K.B.Sharpless)因為此反應以及夏普萊斯不對稱雙羥基化反應獲得了2001年的諾貝爾化學獎。
反應機理
從親緣配體的晶體解析以及生成物的立體構型,分析認為形成了如下二價活性中間體配位物。(參考:J. Am. Chem. Soc. 1984,106, 6430. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 106.)
反應實例
確實是需要引入不對稱氧原子的時候被使用。對于烯丙醇?高烯丙醇以外的烯烴,通常情況下都不反應。

J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 5201
Ti-DET體系一般情況下比較難以誘發高烯丙醇的不對稱環氧化反應,山本等人開發的釩催化劑成功的克服了這個限制。
J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 286.
實驗步驟
催化條件的實例【J. Am. Chem. Soc. 1987,109, 5765】
由于TBHP存在潛在的爆炸性,所以大量使用的時候,請使用防爆擋板,帶好護具在通風櫥中進行,這點必須得注意。







