Asymmetrische Dihydroxylierung
# Asymmetrische Dihydroxylierung

Die Asymmetrische Dihydroxylierung (im Englischen oft abgekürzt als SAD für Sharpless Asymmetric Dihydroxylation) ist eine von Barry Sharpless entwickelte katalytische asymmetrische Oxidation eines Olefins zu einem cis-vicinalen Diol. Die hohe Enantioselektivität der Reaktion kommt durch den Einsatz eines chiralen Liganden zustande.

## Reagenzien

Die Reaktion wird mit einer katalytischen Menge Osmium(VIII)-oxid durchgeführt, das meistens als ein Os(VI)-Salz zugegeben wird und im Reaktionsverlauf von einem Kooxidans – K$_3$Fe(CN)$_6$ oder auch NMO – zur Os(VIII)-Spezies oxidiert wird.
Als chirale Liganden werden oft Dihydrochinin- oder Dihydrochinidinderivate zugesetzt, was im Handel als AD-Mix angeboten wird. AD-Mix α enthält neben K$_2$OsO$_2$(OH)$_4$, K$_3$Fe(CN)$_6$ und K$_2$CO$_3$ den Liganden (DHQ)$_2$PHAL in katalytischer Menge, während AD-Mix β als Liganden (DHQD)$_2$PHAL enthält. Als Lösungsmittel wird ein Zwei-Phasen-Gemisch – beispielsweise tert-Butanol und Wasser – verwendet, um eine vorzeitige Reoxidation des cyclischen Osmats und den damit einhergehenden Verlust der Enantioselektivität zu verhindern. Zudem wird oft Methansulfonamid eingesetzt, das die Hydrolyse beschleunigt und als Phasentransferkatalysator fungiert.
Das Osmium(VIII)oxid wird über ein freies Elektronenpaar im sp$^3$-Atomorbital des Stickstoffs eines Dihydrochinidins (siehe Grafik) gebunden, was eine Ligandenbeschleunigung zur Folge hat und die gesamte Reaktion über den Reaktionspfad des chiralen Komplexes ablaufen lässt. Dies wiederum hat die hohe Enantioselektivität zur Folge. Aufgrund der durch die Konformation des Liganden und des daran gebundenen Osmium(VIII)-oxids wird eine „chirale Tasche“ gebildet, ähnlich dem aktiven Zentrum eines Enzyms, in der sich das Olefin nur in einer bestimmten Konformation orientiert.

## Reaktionsmechanismus

Aus dem Olefin und dem Osmium(VIII)-oxid-Ligand-Komplex geht durch eine [3+2]-Cycloaddition ein fünfgliedriges cyclisches Intermediat hervor, das hydrolysiert und das Diol freisetzt. Zudem entsteht das reduzierte Osmat, welches von dem überstöchiometrisch zugesetzten Kooxidans reoxidiert wird.