常见的环氧化反应总结，从Sharpless不对称到Corey-Chaykovsky反应

环氧化反应（Epoxidation Reaction）是有机化学中一类重要的反应。烯烃在试剂的作用下，生成环氧化合物的反应称为环氧化反应。

史一安不对称环氧化

史一安不对称环氧化反应（Shi asymmetric epoxidation）是利用Oxone（过氧化单硫酸钾盐）或者30%的双氧水作氧化剂，利用果糖或者葡萄糖等衍生的手性酮作催化剂（史一安催化剂），对各类非官能团化的烯烃进行的不对称环氧化反应。

来源：摩熵化学（MolAid）

反应机理：

来源：摩熵化学（MolAid）

Sharpless不对称氧化反应

Sharpless发现在四异丙氧钛和酒石酸二乙醋存在下，无水过氧叔丁醇能立体选择性地将烯丙醇中的碳碳双键氧化得到环氧化合物，不同构型的酒石酸酯可以控制得到一定构型的环氧，并具有高ee值，当加入分子筛做吸水剂时，催化量的四异丙氧钛和酒石酸二乙酯就可以完成反应，这就是Sharpless不对称环氧化。此外，锇催化剂和金鸡纳碱衍生物催化下烯烃对映选择性顺式双羟基化反应，被称为Sharpless不对称双羟基化反应。

图片来源：摩熵化学

图片来源：摩熵化学（Sharpless Dihydroxylation）

Sharpless不对称氧化反应机理

（1）催化剂的形成：初始反应中，Ti(OiPr)4与光学纯的酒石酸二乙酯(DET)之间发生快速的配体交换，形成催化剂。

（2）与氧化剂的作用：形成的催化剂进一步与叔丁基过氧化氢(TBHP)进行作用，这一过程使得烯丙醇的双键通过不对称环氧化的方式进行。

（3）反应的立体选择性：产物的立体选择性主要由DET的绝对构型决定，这意味着如果底物的手性基团有利于环氧化，则会得到极高的立体选择性产物。

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反应示例：

（1）yield：82%.With diethyl (2S,3S)-tartrate

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（2）yield：90%.With tert.-butylhydroperoxide; L-(+)-diisopropyl tartrate; titanium(IV) isopropylate in dichloromethane; T=-15 - 0°C

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Prilezhaev反应

Prilezhaev环氧化反应是一种在有机合成中应用广泛的重要反应，由俄罗斯化学家Prilezhaev于20世纪初首次报道了这个反应。Prilezhaev环氧化反应的反应物通常是不饱和化合物，比如烯烃。在反应中，烯烃与过氧化氢（H₂O₂）或过氧酸（如过氧乙酸）反应，形成环氧化物。这个反应是一个氧化反应，同时也是一个环化反应。

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反应机理：

Prilezhaev环氧化反应是通过两个步骤进行：首先，烯烃与过氧化氢或过氧酸发生氧化反应，生成个过渡态中间体。然后，中间体通过一个环化步骤形成环氧化物。这个反应的机理还涉及了一些质子转移和离子中间体的生成。

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Jacobsen-Katsuki环氧化反应

利用手性(salen) Mn(III)催化剂催化下氧化烯烃不对称合成环氧化物的反应称为Jacobsen–Katsuki（雅各布森环氧化反应）环氧化反应。

早期，J.K. Kochi 团队的研究发现非手性 Mn-salen 配合物能催化非官能团化烯烃发生外消旋环氧化。基于此，1990 年代初，Jacobsen 和 Katsuki 分别独立报道了使用手性 Mn-salen 催化剂实现烯烃对映选择性环氧化的方法。

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反应机理：

首先氧化Mn(III)-salen络合物得到Mn(v)活性中间体，反应的对映选择性可以由Jacobsen提出的烯烃从催化剂的顶端进行反应或Katsuki提出的从侧上方进行反应来解释。

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Corey-Chaykovsky反应

Corey–Chaykovsky反应，有时简称JCC反应，也称Johnson–Corey–Chaykovsky反应，是一个用来合成如环氧化合物、氮杂环丙烷和环丙烷这类含三元环结构的化合物的重要有机人名反应。通过硫叶立德与亲电的（碳杂、碳碳）双键发生形式上[1+2]环加成得到三元环化合物。

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反应机理：

Johnson–Corey–Chaykovsky反应的关键步骤包括：

- 叶立德生成：三甲基碘化亚砜在碱性条件下（如NaH/DMSO）形成活性锍叶立德试剂

- 亲核加成：叶立德对羰基α位进行加成，生成两性离子中间体（该步骤为速率决定步骤）

- 环闭合：中间体通过电子重排脱去二甲基亚砜，同时形成三元环丙烷结构

机理研究证实，反应立体选择性受底物空间位阻及溶剂极性的显著影响 。

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Darzens环氧酸酯缩合

Darzens反应（Darzens condensation或Darzens reaction）又称Darzens缩合或Darzens环氧酸酯缩合，是指醛或酮在强碱（如醇钠、氨基钠）作用下与α-卤代羧酸酯缩合，生成α,β-环氧酸酯（缩水甘油酸酯），后者经水解、脱羧可转化为高一级的醛或酮的反应。产物α,β-环氧羧酸酯也称作“缩水甘油酸酯”。

图片来源：摩熵化学

反应机理：

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其反应机理与Aldol反应类似。α–卤代酸酯在碱作用下，形成碳负离子，随即与醛或酮进行亲核加成，生成烷氧负离子，然后发生分子内的亲核取代反应，烷氧负离子氧上的负离子进攻α–碳原子，卤原子离去，生成α,β–环氧酸酯。

α,β-环氧酸酯的用途是制备醛和酮，它在温和的条件下水解，得到游离的酸，但很不稳定，受热后，即失去二氧化碳，变成烯醇，再互变异构为醛或酮。

通常是将α,β-环氧酸酯用碱水解后，继续加热脱羧，也可以将碱水解物用酸中和，然后加热脱羧制得醛或酮，

反应特点：

1）各种能形成稳定α-卤代阴离子的结构（α-卤代砜、α-卤代氰、α-卤代酮亚胺、α-卤代硫羟酸酯、α-卤代酰胺和γ-卤代巴豆酸酯），均可用于该反应；

2）常用的碱有：NaOH，NaOEt，NaNH2，NaOH，K2CO3，NaOt-Bu等；为避免分子间SN2取代反应的发生，常使用KOt-Bu，LiHMDs，LDA等。

3）对于α-卤代物中的卤原子，一般是氯（Cl），由于离去能力强的基团（如：Br，I），容易发生副反应生成γ-酮酯。

4）此反应的一个扩展就是氮杂Darzens反应，α-卤代酯和亚胺缩合制备氮杂环丙烷。

此外，还有诸如Payne重排、亲核环氧化反应、Julia-colonna不对称环氧化反应等，大家可以使用相关化学数据库进行查阅哦~