La epoxidación nucleofílica es la formación de epóxidos a partir de dobles enlaces deficientes en electrones mediante la acción de oxidantes nucleofílicos. Los métodos de epoxidación nucleofílica representan una alternativa viable a los métodos electrofílicos, muchos de los cuales no epoxidan eficientemente los dobles enlaces pobres en electrones. [1]
Aunque los métodos de epoxidación asimétrica más utilizados (las epoxidaciones de Sharpless-Katsuki, [2] y Jacobsen [3] ) se basan en la reactividad catalítica de los oxidantes electrofílicos, las fuentes de oxígeno nucleofílicas sustituidas con un grupo saliente adecuado también pueden actuar como reactivos de epoxidación. El ejemplo clásico, la reacción de Weitz-Scheffer [4], emplea peróxido de hidrógeno en condiciones básicas (Z = OH a continuación). Otros ejemplos notables han empleado hipocloritos (Z = Cl) y peróxidos quirales (Z = OR*).
Las versiones asimétricas de la reacción anterior se han aprovechado de una serie de estrategias para lograr la inducción asimétrica. Los métodos de mayor rendimiento y más enantioselectivos incluyen:
Aunque los mecanismos de cada una de estas reacciones difieren un poco, en cada caso el catalizador o reactivo quiral debe estar involucrado en el paso de adición del conjugado que determina el enantio . Los cis -epóxidos son de difícil acceso usando métodos de epoxidación nucleofílica. Casi todas las epoxidaciones nucleófilas de olefinas cis producen epóxidos trans .
El mecanismo de la epoxidación nucleofílica comienza con la adición conjugada del peróxido (u otra especie O-nucleofílica) a la enona . Los iones metálicos o ácidos conjugados presentes en solución coordinan tanto el oxígeno del peróxido como el del enolato. El ataque del enolato sobre el peróxido de oxígeno genera el producto epóxido y libera un grupo saliente.
Debido a que el proceso es por etapas, la configuración del doble enlace carbono-carbono no se conserva necesariamente. Tanto las enonas cis como las trans forman epóxidos trans en casi todas las condiciones de epoxidación nucleófila (los métodos que emplean sistemas de lantánidos-BINOL son la excepción).