不对称合成思考题.docVIP

《不对称合成》课程复习思考题及部分答案 1． 什么是不对称合成？ Morrison和Mosher提出了一个广义的定义：一个反应，其中底物分子整体中的非手性单元由反应试剂以不等量地生成立体异构产物的途径转化为手性单元。也就是说，不对称合成是这样一个过程，它将潜手性单元转化为手性单元，并产生不等量的立体异构产物。 也可表述为： 不对称合成是指用一个手性诱导试剂使无手性或潜手性的反应物转变成光学活性的产物。 2． 2001年诺贝尔化学奖授予了哪三位科学家，他们是因为什么成就而获奖？ 2001年10月，美国的威廉·S·诺尔斯（William S. Knowles）、日本的野依良治（Ryoji Noyori）和美国的巴里·夏普雷斯（K. Barry Sharpless）以他们找到了有机合成反应中的高效手性催化剂和立体选择性反应的方法，而获得了当年的诺贝尔化学奖。诺尔斯野依良治夏普雷斯 4．什么是对映体过量 对映体过量用e.e.表示，指在两个对映体的混合物中，一个对映体E1过量的百分数。 e.e.＝ [(E1－E2) / (E1+E2)]×100% 它实际上说明了一个不对称合成反应的对映体选择性。 5．什么是光学活性及光学纯度 物质具有旋转偏振光的能力称做光学活性。光学纯度是指通过测定旋光度，计算得到的两个对映体混合物中一个对映体所占的百分数。 6．什么是潜手性面，Re 和Si面如何判断。 在不对称合成中，底物中要发生反应的原子以及和它紧相连的其它原子在一个平面上，发生反应后，这个原子成为不对称原子。这个面称作潜手性面, 这个原子往往称作潜手性原子。当这个面对着观察者，手性原子上连接的原子或者原子团的大小是顺时针旋转的，这个面称作Re面，如果是反时针旋转则称作Si面。 7．什么是Mosher试剂？它们用于什么目的？ 光学纯的α－甲氧基－α－三氟甲基－α－苯基乙酸(MPTA) 及其酰氯为Mosher试剂，结构式如下所示： R-Mosher 试剂 S-Mosher 试剂 Moshers试剂能与手性醇生成非对映体酯混合物，通过测定核磁共振谱，可用于这些手性醇的对映体组成，以及绝对构型的测定。 8．用改进的Mosher法测定下列醇的绝对构型时，得到醇的S－MTPA酯和R－MTPA酯有关化学位移差值如下，请确定该醇的绝对构型是R还是S？ Mosher认为，MTPA与一个手性醇生成酯后，醇部分的羟基碳上的质子与MTPA部分的酯羰基和三氟甲基处于同一平面上，如下图所示的A面。由于MTPA部分苯环的磁场效应，R-MTPA酯的Hx，y，z…等质子的NMR信号比 S-MPTA酯的相应质子信号处在更低的场，即化学位移值更大，而R-MTPA酯的HA,B,C…NMR信号比 S-MPTA酯的相应信号处在更高的场，即化学位移值更小。因此，R-MTPA酯与S-MPTA酯相应质子化学位移的差值Δδ ＝ δS－δR，在MTPA平面A右侧的质子一定是正值（Δδ0），而在平面左侧的质子一定是负值（Δδ0），如下图B所示。 确定绝对构型的步骤如下： 1 合成出要测定的手性醇的R以及S-MTPA酯，测定它们的1H－NMR谱 2 计算R和S-MTPA酯有关质子的化学位移差值Δδ ＝ δS－δR，并尽可能多的得到数据。 3 Δδ负值放在模型的左侧，将正值放在右侧。 4 搭建分子模型，确认在MTPA平面的左右侧可以找到负Δδ值和正Δδ值。Δδ的绝对值与MTPA的距离成正比。 例如： 环氧化物 醇 醇的MPTA酯 由 醇的MPTA酯的Δδ值可知醇为S构型，所以环氧化物为3R,4S-构型。 9．用不对称氢化反应合成光学活性的α－氨基酸时，一般用的什么类型的反应物，什么类型的手性配体？写出反应方程式。 10．野依良治（ Noyori）在酮的不对称氢化中获得了非常优异的结果，他使用的是什么手性配体以及金属离子，为了使这个手性催化剂适用于简单的酮，使用了什么样的助剂？ 11．写出CBS催化剂的结构式，以及催化氢化酮的反应方程式。 CBS催化剂的结构式： 反应方程式： 12． Sharpless烯烃环氧化催化剂的主要组成是什么，不适用于什么烯烃，为什么？并说出主要反应条件。 13．光学活性的(salen)Mn(III)催化剂可用于非官能团烯烃的不对称环氧化，写出一个(salen)Mn(III)催化剂的结构式。并说出一般使用什么样的第二氧化剂或者氧化源。 14．烯烃的Sharpless不对称双羟基化反应的手性催化剂组成是什么，与Sharpless环氧化反应相比，有那些优点。 手性催化剂组成为OsO