1、第七章第七章 不对称催化研究进展不对称催化研究进展宇宙是非对称的,宇宙是非对称的,生命是由非对称作生命是由非对称作用主宰,生物物种用主宰,生物物种在结构及外部形态在结构及外部形态上,其本源都是宇上,其本源都是宇宙非对称性的产宙非对称性的产物物Louis PasteurNoImage手性合成(手性合成(Chiral synthesis)不对称合成不对称合成(Asymmetric synthesis)Knowles,Noyori,Sharpless获得获得2001年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖不对称合成在近不对称合成在近20年中有很大的进步年中有很大的进步国内小分子有机催化剂催化不对称合成非常出色。
2、国内小分子有机催化剂催化不对称合成非常出色。ee%=R-SR+Sx 100%不对称合成的分类不对称合成的分类1.第一代方法称为底物控制法第一代方法称为底物控制法2.第二代方法称为辅剂控制法第二代方法称为辅剂控制法3.第三代方法称为试剂控制法第三代方法称为试剂控制法4.第四代方法称为催化剂控制法第四代方法称为催化剂控制法NoImage不对称催化不对称催化是使用手性催化剂诱导非手性底物与非手是使用手性催化剂诱导非手性底物与非手性试剂反应,直接向手性产物转化。性试剂反应,直接向手性产物转化。它可由少量的手性催化剂得到大量新的光学活性物质它可由少量的手性催化剂得到大量新的光学活性物质,1.既避免了用一
3、般合成法得到的外消旋体的繁琐既避免了用一般合成法得到的外消旋体的繁琐拆分拆分,2.不象化学计量不对称合成那样需要大量不象化学计量不对称合成那样需要大量手性试剂手性试剂。7.1手性配体和有机小分子催化剂手性配体和有机小分子催化剂手性配体的设计与合成石不对称催化研究永恒的主题手性配体的设计与合成石不对称催化研究永恒的主题7.1.1 双羟基配体双羟基配体OOO HO C O P hHO A cOO HA c OP hO HOP h C O N HBINOL应用最为广泛的应用最为广泛的手性配体。手性配体。BINOL可可与各种亲氧金属离子形成的配合物,与各种亲氧金属离子形成的配合物,BINOL-Ti;B
4、INOL-Zr;BINOL-B;BINOL-Al;BINOL-Zn;BINOL-Ln;手性手性Lewis酸催化剂;酸催化剂;应用于应用于烷基化、烷基化、Ene,Friedel-Crafts,Diels-Alder,Hetero-Diels-Alder,Aldol,Mannich,Michael加成,环氧化,加成,环氧化,硅氢化反应硅氢化反应等等等等7.1.2 膦配体膦配体RCHCCOOHNHCOCH3RCHCHCOOHNHCOCH3CH2CH2PC6H5OMePC6H5OMeRh/H2*J.Am.Chem.Soc.,1975,97(9),pp 25672568 合成左合成左旋多巴旋多巴7.1.
5、3 氮膦配体氮膦配体S.-L.You,X.-Z.Zhu,Y.-M.Luo,X.-L.Hou,*L.-X.Dai*J.Am.Chem.Soc.2001,123,7471-7472Qi-Lin Zhou,et al.J.Am.Chem.Soc.2010,132,1172,4538;NoImage氮膦配体在氮膦配体在不对称烯丙基化、氨化、不对称烯丙基化、氨化、Michael加成、硼氢化、氢加成、硼氢化、氢转移、转移、Heck反应、偶联反应、氢化反应、反应、偶联反应、氢化反应、1,3-偶极环加成反应偶极环加成反应中中得到广泛的应用得到广泛的应用7.1.4 氮配体氮配体以双恶唑啉为代表的一系列配体,应用
6、在许多不对称反应中,以双恶唑啉为代表的一系列配体,应用在许多不对称反应中,如如Diels-Alder,Friedel-Crafts,Hetero-Diels-Alder,Aldol,Ene,Michael加成,分子内烯炔环化加成,分子内烯炔环化等等Taxol7.1.5 有机小分子催化剂有机小分子催化剂X.Feng et al.J.Am.Chem.Soc.,2008,130,5654手性有机分子促进的不对称反应包括手性有机分子促进的不对称反应包括Diels-Alder,Friedel-Crafts,Hetero-Diels-Alder,Aldol,Michael加成,加成,Mannich,Bay
7、lis-Hillman,烯丙基化,酮的氰化、二级醇的动力学拆分,烯丙基化,酮的氰化、二级醇的动力学拆分,卤化、氨化、氨氧化、膦氢化、环氧化以及环氧开环卤化、氨化、氨氧化、膦氢化、环氧化以及环氧开环等等7.2不对称催化反应研究的新发展不对称催化反应研究的新发展7.2.1 有机锌试剂对酮的加成反应有机锌试剂对酮的加成反应酮酮-弱亲电性弱亲电性G.C.Fu,J.Am.Chem.Soc.,1998,120,4457.2.2 氮杂氮杂 Diels-Alder反应反应Angew.Chem.Int.Ed.1998,37,979Angew.Chem.Int.Ed.1998,37,3121J.Am.Chem.S
8、oc.,2003,125,pp 40184019 7.2.3 烯烃复分解反应烯烃复分解反应J.Am.Chem.Soc.,2002,124,2868Org.Lett.,2001,3,3225-3228 90%ee7.2.4 aza-Henrry反应反应M=Cu(OTf)2Angew.Chem.Int.Ed.2001,40,29927.2.5 烯烃的氢氨化反应烯烃的氢氨化反应J.Am.Chem.Soc.2000,122,9546L.-Z.Gong,et al.J.Am.Chem.Soc.,2002,124,28687.2.6 羰基羰基-位的氨化反应位的氨化反应96%eeJ.Am.Chem.Soc.
9、,2002,124,24207.2.7 羰基羰基-位的氨氧化反应位的氨氧化反应Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,4247 Org.Lett.2009,11,26117.2.8 不对称卤化反应不对称卤化反应NPgOEtORNO2NEt3Cat.ONHPgRNO2EtO+J.Am.Chem.Soc.2002,124,145307.2.9 Pd()催化的不对称反应催化的不对称反应Q.Zhang,X.Lu,J.Am.Chem.Soc.2002,124,76047.2.10 酮的酮的-芳香化反应芳香化反应J.Am.Chem.Soc.,2002,124(7),pp 12611268 NoImage