的夏普勒斯环氧化反应是对映选择性 的化学反应，以制备从初级和次级2,3-环氧醇的烯丙醇。

所得环氧化物的立体化学由反应中使用的手性酒石酸二酯（通常为酒石酸二乙酯或酒石酸二异丙酯）的对映体决定。氧化剂是叔丁基氢过氧化物。通过由四（异丙醇氧化钛）和酒石酸二乙酯形成的催化剂实现对映选择性。在3Å 分子筛（3ÅMS）存在下，仅需要5-10mol％的催化剂。

Sharpless环氧化的成功可归结为五个主要方面。首先，环氧化物可以容易地转化为二醇，氨基醇和醚，因此手性环氧化物的形成在天然产物的合成中是重要的。其次，底物范围很大，包括许多伯和仲烯丙醇。第三，Sharpless环氧化产物通常具有高于90％的对映体过量。第四，Sharpless环氧化产物是可预测的。最后，用于Sharpless环氧化的反应物是可商购的并且相对便宜。

已发表多篇评论。

K. Barry Sharpless因其在不对称氧化方面的工作而获得2001年诺贝尔化学奖。该奖项由William S. Knowles和RyōjiNoyori共享。

催化剂结构

催化剂的结构不确定。无论如何，所有研究都得出结论，催化剂是[Ti（酒石酸盐）（OR）₂ ]的二聚体。使用模型复合物的X射线结构测定来确定推定的催化剂，所述模型复合物具有催化Sharpless环氧化的必要结构组分。^[9]

选择性

Sharpless环氧化产物的手性有时用以下助记符预测。在与双键（xy-平面）的碳相同的平面中的双键周围绘制矩形，其中右下角的烯丙醇和其适当的角中的其他取代基。在该取向中，（ - ）二酯酒石酸盐优先与分子的上半部分相互作用，（+）二酯酒石酸盐优先与分子的下半部分相互作用。尽管烯烃取代，该模型似乎是有效的。选择性随着R ^1的增大而降低，但随着R ²和R ^3的增大而增加（见引言）。^[1]

然而，该方法错误地预测了烯丙基1,2-二醇的产物。

动力学分辨率

Sharpless环氧化还可以提供二级2,3-环氧醇的外消旋混合物的动力学拆分。虽然动力学拆分过程的产率不能高于50％，但在一些反应中对映体过量接近100％。^[11] [12]

综合效用

Sharpless环氧化是可行的，具有大量的伯和仲烯醇。此外，除了上面提到的例外，给定的酒石酸二烷基酯优先添加到同一面上，而与烯烃上的取代无关。^[1]为证明Sharpless环氧化的合成效用，Sharpless集团创造了各种天然产物的合成中间体：甲基霉素，红霉素，白三烯 C-1和（+） - 分散剂。^[13]

作为当时为数不多的高对映选择性反应之一，已经开发了许多2,3-环氧醇的操作。

Sharpless环氧化已被用于各种碳水化合物，萜烯，白三烯，信息素和抗生素的全合成。

该方案的主要缺点是必须存在烯丙醇。的雅各布森环氧化，另一种方法，以对映选择性氧化烯烃，克服了这个问题，并容许的较宽阵列的官能团。

烯丙醇环氧化的背景

早期工作表明，当使用m-CPBA作为氧化剂时，烯丙醇可提供面部选择性。当烯丙醇被乙酰化时，这种选择性被逆转。该发现得出结论，氢键在选择性中起关键作用，并提出了以下模型。^[15]

对于环状烯丙醇，当醇被锁定在假赤道位置而不是伪轴位置时，可以看到更高的选择性。^[16]然而，发现对于金属催化体系，例如基于钒的体系，当羟基处于轴向位置34倍时，反应速率加快。锁定在伪赤道位置的底物被显示出来。经历氧化形成烯 - 酮。在钒催化的环氧化的两种情况下，环氧化产物对顺式非对映异构体显示出优异的选择性。

在没有氢键的情况下，空间效应将过氧化物加入到相对面。然而，全氟过酸仍然能够与受保护的醇形成氢键并且与过酸上存在的氢产生正常的选择性。

尽管烯丙醇的存在确实导致立体选择性增加，但这些反应的速率比缺乏醇的系统慢。然而，具有氢键基团的基板的反应速率仍然比等效的受保护基板快。这一观察结果归因于两个因素的平衡。第一个是氢键结合使过渡态稳定。第二种是氧的吸电子性质，它从烯烃中吸收电子密度，降低其反应性。^[19]

无环烯丙基醇也表现出良好的选择性。在这些系统中，考虑了A ^1,2（与乙烯基的空间相互作用）和A ^1,3应变。已经表明，120 的二面角最好地引导与引导基团氢键合的基底。这种几何形状允许适当地定位过氧化物，以及允许从CC pi进入CO sigma星的最小捐赠。^[20]这种捐赠会降低烯烃的电子密度，并使反应失活。然而，钒配合物不与其底物氢键结合。相反，他们与酒精协调。这意味着二面角为40允许过氧化物sigma星轨道的理想位置。^[21]

在氢键系统中，A ^1,3应变起着更大的作用，因为所需的几何形状迫使任何烯丙基取代基具有严重的A ^1,3相互作用，但避免了A ^1,2。这导致所得环氧化物的合成添加。在钒的情况下，所需的几何形状导致严重的A ^1,2相互作用，但避免A ^1,3，导致形成对定向基团的环氧化物。已显示钒催化的环氧化对乙烯基的空间体积非常敏感。^{[22] [23] [24]}

对于显示氢键的底物，高烯丙基醇是环状和非环状体系中环氧化的有效引导基团。然而，这些反应倾向于具有较低的选择性水平。^{[25] [26] [27]}

虽然氢键基底在烯丙基和均聚物的情况下具有相同类型的选择性，但钒催化剂却相反。

Mihelich提出的过渡态表明，对于这些反应，选择性的驱动力是使伪椅结构中的A ^1,3应变最小化。

所提出的过渡态表明基质将试图呈现使烯丙基菌株最小化的构象。要做到这一点，最不实际的笨重的R组将旋转以承担R4位置。

虽然过酸和金属催化的表明在非循环系统中显示出不同的选择性，但它们在循环系统中显示出相对类似的选择性。对于小于7或更小或10或更大的环状环系统，观察到类似的选择性模式。然而，已经表明，对于中等尺寸的环（8和9），过酸氧化剂显示出反向选择性，而钒催化的反应继续显示出合成环氧化物。^[29]

虽然它是环氧化反应最少的活性金属催化剂，但钒对烯丙醇的烯烃具有高选择性。Sharpless早期的工作表明，它倾向于使烯丙醇与烯烃反应，而不是更多取代的电子致密烯烃。在这种情况下，钒显示出来自m-CPBA和更具反应性的钼物种的反向区域选择性。虽然钒通常比其他金属配合物的反应性低，但在烯丙醇存在下，反应速度加速超过钼，环氧化反应最活泼的金属。^[30]