гидроксилирование Миласа

гидроксилирование Миласа
Назван в честь	Николас Милас
Тип реакции	Реакция присоединения

Гидроксилирование Миласа — это органическая реакция, превращающая алкен в вицинальный диол , которая была разработана Николасом А. Миласом в 1930-х годах. ^[1]^[2] Цис-диол образуется в результате реакции алкенов с перекисью водорода и либо ультрафиолетовым светом, либо каталитическим тетроксидом осмия , ^[3] пентоксидом ванадия или триоксидом хрома . ^[4]

Реакция была заменена в синтетической химии дигидроксилированием Апджона , а позднее асимметричным дигидроксилированием Шарплесса .

Механизм

Предложенный механизм гидроксилирования Миласа включает начальную комбинацию перекиси водорода и катализатора тетроксида осмия с образованием промежуточного продукта, который затем присоединяется к алкену, после чего следует расщепление, в результате которого образуется продукт и восстанавливается OsO ₄ . ^[2]

Ограничения

Один из вариантов гидроксилирования Миласа (показанный в механизме выше) требует стехиометрических количеств тетроксида осмия, который токсичен (очень летуч) и дорог. ^[5] Более того, в собственных экспериментах Миласа его выходы варьировались от 37,6% до 60,2% для цис-вицинального диола. ^[1] Обратите внимание, что вицинальный диол — это молекула, в которой два гидроксильных атома расположены на соседних атомах углерода. Вицинальные диолы могут быть окислены до альдегидов и кетонов, что делает их синтез полезным. ^[6]

Катализатор, тетроксид осмия, также известный как осмиевая кислота Merck, легко растворяется в третичном бутиловом спирте, что подразумевает, что раствор, в котором происходит реакция, стабилен, если только в нем уже не присутствует изобутилен. В присутствии изобутилена большая часть тетроксида осмия восстанавливается до нерастворимого черного коллоидного оксида. Этот коллоидный оксид является очень активным катализатором при разложении перекиси водорода. Таким образом, в водных растворах тетроксид осмия разлагает перекись водорода, тогда как безводный третичный бутиловый спирт разлагается гораздо медленнее. ^[1]

Дигидроксилирование Апджона и асимметричное дигидроксилирование Шарплесса также приводят к образованию цис-вицинальных диолов и не требуют токсичного и дорогостоящего катализатора. ^[7]

Приложения

В 1949 году гидроксилирование Миласа было применено к изучению деметилирования N-диметил-п-амино-азобензола, также известного как масляный желтый. Перекись водорода в третичном бутиловом спирте с тетроксидом осмия в качестве катализатора (реагенты Миласа) была исследована для определения параллелей реакции с масляным желтым in vivo по сравнению с in vitro . Ранее было обнаружено, что гидроксилирование масляного желтого или его деметилированных производных существует у крыс, и поэтому крысы были признаны подходящими для сравнения. Спектры поглощения были исследованы для подтверждения результатов эксперимента, который показал, что продукт гидроксилирования Миласа был одним из полученных продуктов. ^[8]

Ссылки

^ abc Milas, Nicholas A.; Sussman, Sidney (июль 1936 г.). «Гидроксилирование двойной связи». Журнал Американского химического общества . 58 (7): 1302–1304. doi :10.1021/ja01298a065.
^ ab "Milas Hydroxylation". Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents . 437 : 1948–1951. 2010. doi :10.1002/9780470638859.conrr437. ISBN 9780470638859.
^ Милас, Николас А.; Трепанье, Джозеф Х.; Нолан, Джон Т.; Илиопулос, Мильтиадис И. (сентябрь 1959 г.). «Исследование гидроксилирования олефинов и реакции тетраоксида осмия с 1,2-гликолями». Журнал Американского химического общества . 81 (17): 4730–4733. doi :10.1021/ja01526a070.
^ Милас, Николас А. (ноябрь 1937 г.). «Гидроксилирование ненасыщенных веществ. III. Использование пентаоксида ванадия и триоксида хрома в качестве катализаторов гидроксилирования». Журнал Американского химического общества . 59 (11): 2342–2344. doi :10.1021/ja01290a072.
^ Хидеки Сугимото, Сугимото; Казухиро Китаяма, Китаяма; Сейджи, Мори; Шинобу, Ито (2012). «Окислительно-восстановительная пара осмия (III)/осмия (V), генерирующая центр OsV(O)(OH) для цис-1,2-дигидроксилирования алкенов с помощью H2O2: комплекс Os с тетрадентатным лигандом на основе азота». ACS Publications . 136 (46): 19270–19280. doi :10.1021/ja309566c. PMID 23113538.
^ Уэллетт, Роберт Дж.; Рон, Дж. Дэвид (2018-01-01), Уэллетт, Роберт Дж.; Рон, Дж. Дэвид (ред.), "16 - Спирты: реакции и синтез", Органическая химия (второе издание) , Academic Press, стр. 463–505, ISBN 978-0-12-812838-1, получено 2022-12-05
^ VanRheenen, V.; Kelly, RC; Cha, DY (1976-06-01). «Улучшенное каталитическое окисление OsO4 олефинов в цис-1,2-гликоли с использованием оксидов третичных аминов в качестве окислителя». Tetrahedron Letters . 17 (23): 1973–1976. doi :10.1016/S0040-4039(00)78093-2. ISSN 0040-4039.
^ Андерсон, У. М. (март 1949 г.). «Деметилирование N : N-диметил-п-амино-азобензола (масляно-желтого) с помощью перекиси водорода». Nature . 163 (4142): 444–445. doi :10.1038/163444b0. ISSN 1476-4687. PMID 18115097. S2CID 4090289.

[:0-1] Milas, Nicholas A.; Sussman, Sidney (июль 1936 г.). «Гидроксилирование двойной связи». Журнал Американского химического общества . 58 (7): 1302–1304. doi :10.1021/ja01298a065.

[comprehensive-2] "Milas Hydroxylation". Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents . 437 : 1948–1951. 2010. doi :10.1002/9780470638859.conrr437. ISBN 9780470638859.

[3] Милас, Николас А.; Трепанье, Джозеф Х.; Нолан, Джон Т.; Илиопулос, Мильтиадис И. (сентябрь 1959 г.). «Исследование гидроксилирования олефинов и реакции тетраоксида осмия с 1,2-гликолями». Журнал Американского химического общества . 81 (17): 4730–4733. doi :10.1021/ja01526a070.

[4] Милас, Николас А. (ноябрь 1937 г.). «Гидроксилирование ненасыщенных веществ. III. Использование пентаоксида ванадия и триоксида хрома в качестве катализаторов гидроксилирования». Журнал Американского химического общества . 59 (11): 2342–2344. doi :10.1021/ja01290a072.

[5] Хидеки Сугимото, Сугимото; Казухиро Китаяма, Китаяма; Сейджи, Мори; Шинобу, Ито (2012). «Окислительно-восстановительная пара осмия (III)/осмия (V), генерирующая центр OsV(O)(OH) для цис-1,2-дигидроксилирования алкенов с помощью H2O2: комплекс Os с тетрадентатным лигандом на основе азота». ACS Publications . 136 (46): 19270–19280. doi :10.1021/ja309566c. PMID 23113538.

[6] Уэллетт, Роберт Дж.; Рон, Дж. Дэвид (2018-01-01), Уэллетт, Роберт Дж.; Рон, Дж. Дэвид (ред.), "16 - Спирты: реакции и синтез", Органическая химия (второе издание) , Academic Press, стр. 463–505, ISBN 978-0-12-812838-1, получено 2022-12-05

[7] VanRheenen, V.; Kelly, RC; Cha, DY (1976-06-01). «Улучшенное каталитическое окисление OsO4 олефинов в цис-1,2-гликоли с использованием оксидов третичных аминов в качестве окислителя». Tetrahedron Letters . 17 (23): 1973–1976. doi :10.1016/S0040-4039(00)78093-2. ISSN 0040-4039.

[8] Андерсон, У. М. (март 1949 г.). «Деметилирование N : N-диметил-п-амино-азобензола (масляно-желтого) с помощью перекиси водорода». Nature . 163 (4142): 444–445. doi :10.1038/163444b0. ISSN 1476-4687. PMID 18115097. S2CID 4090289.