JoVE Logo

Oturum Aç

Alkenes are converted to 1,2-diols or glycols through a process called dihydroxylation. It involves the addition of two hydroxyl groups across the double bond with two different stereochemical approaches, namely anti and syn. Dihydroxylation using osmium tetroxide progresses with syn stereochemistry.

Figure1

Syn Dihydroxylation Mechanism

The reaction comprises a two-step mechanism. It begins with the addition of osmium tetroxide across the alkene double bond in a concerted manner forming a five-membered cyclic osmate ester as an intermediate, which can be isolated and characterized. Osmium tetroxide is electrophilic in nature, serving as a strong oxidizing agent. It accepts an electron pair from the alkene π bond undergoing a reduction from +VIII to +VI.

In the next step, the cyclic osmate ester reacts with a reducing agent like sodium bisulfite that cleaves the Os–O bond producing a cis-glycol with retention of the syn stereochemistry of the two newly formed C–O bonds.

Figure2

A major drawback of the method is the use of toxic and expensive osmium tetroxide. To overcome this, osmium tetroxide is often used as a catalyst along with the co-oxidants like N-methylmorpholine N-oxide (NMO) or tert-butyl hydroperoxide (TBHP). The co-oxidants reoxidize the osmium +VI species to +VIII, thereby regenerating osmium tetroxide for further oxidation of the remaining alkenes.

Stereochemical Outcome

As oxidation of alkenes using osmium tetroxide is a stereospecific syn addition process, the two oxygens of osmium tetroxide are simultaneously added to the same face of the alkene π bond. Based on this, dihydroxylation of (E)-hex-3-ene produces a pair of enantiomers, while (Z)-hex-3-ene gives a meso compound.

Figure3

Sharpless Asymmetric Dihydroxylation

Interestingly, Karl Barry Sharpless developed an enantioselective method for syn dihydroxylation of alkenes, for which he was awarded the Nobel prize. This method is known as Sharpless asymmetric dihydroxylation that is carried out using osmium tetroxide, a stoichiometric amount of the co-oxidant, and a chiral amine ligand.

Figure4

Etiketler

OxidationAlkenesDihydroxylationOsmium TetroxideSyn StereochemistryMechanismOsmate EsterElectrophilicReductionCleavageGlycolCatalystCo oxidantsStereochemical Outcome

Bölümden 8:

article

Now Playing

8.10 : Oxidation of Alkenes: Syn Dihydroxylation with Osmium Tetraoxide

Alkenlerin Tepkimeleri

9.6K Görüntüleme Sayısı

article

8.1 : Elektrofilik İlavelerin Bölgesel Seçiciliği-Peroksit Etkisi

Alkenlerin Tepkimeleri

8.2K Görüntüleme Sayısı

article

8.2 : Serbest Radikal Zincir Reaksiyonu ve Alkenlerin Polimerizasyonu

Alkenlerin Tepkimeleri

7.5K Görüntüleme Sayısı

article

8.3 : Alkenlerin halojenasyonu

Alkenlerin Tepkimeleri

15.0K Görüntüleme Sayısı

article

8.4 : Alkenlerden Halohydrin Oluşumu

Alkenlerin Tepkimeleri

12.6K Görüntüleme Sayısı

article

8.5 : Alkenlerin Asit Katalizli Hidrasyonu

Alkenlerin Tepkimeleri

13.3K Görüntüleme Sayısı

article

8.6 : Asit Katalizli Hidrasyonun Bölgesel Seçiciliği ve Stereokimyası

Alkenlerin Tepkimeleri

8.2K Görüntüleme Sayısı

article

8.7 : Alkenlerin Oksimerkürasyonu-İndirgenmesi

Alkenlerin Tepkimeleri

7.3K Görüntüleme Sayısı

article

8.8 : Alkenlerin Hidroborasyon-Oksidasyonu

Alkenlerin Tepkimeleri

7.6K Görüntüleme Sayısı

article

8.9 : Hidroborasyonun Bölgesel Seçiciliği ve Stereokimyası

Alkenlerin Tepkimeleri

8.0K Görüntüleme Sayısı

article

8.11 : Alkenlerin Oksidasyonu: Potasyum Permanganat ile Syn Dihidroksilasyon

Alkenlerin Tepkimeleri

10.4K Görüntüleme Sayısı

article

8.12 : Alkenlerin Oksidasyonu: Peroksi Asitlerle Anti Dihidroksilasyon

Alkenlerin Tepkimeleri

5.5K Görüntüleme Sayısı

article

8.13 : Alkenlerin Oksidatif Bölünmesi: Ozonoliz

Alkenlerin Tepkimeleri

9.7K Görüntüleme Sayısı

article

8.14 : Alkenlerin İndirgenmesi: Katalitik Hidrojenasyon

Alkenlerin Tepkimeleri

11.6K Görüntüleme Sayısı

article

8.15 : Alkenlerin İndirgenmesi: Asimetrik Katalitik Hidrojenasyon

Alkenlerin Tepkimeleri

3.2K Görüntüleme Sayısı

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Araştırma

Eğitim

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır