不对称合成研究生现代合成化学.pptVIP

Some Challenges in Asymmetric Catalysis Selectivity: There is no one catalyst that is versatile to all substrates. Catalyst diversity Reactivity and Efficiency : 1-10 mol% catalyst loading is not practical. 0.1-0.01% or less. Process chemistry: speed up the rate for catalyst discovery in customer synthesis. Catalyst recovery and reuse Cost, energy, solvent, safety, and others……. * * * * * * * 不对称合成 了解不对称合成的意义 掌握不对称合成中几个常用术语的涵义 了解不对称合成的原理和基本方法 【基本要求】 不对称合成的涵义、原理和基本方法 【重点难点】 手性合成－不对称反应及其合成（科学出版社） 【推荐阅读】 1 不对称合成的意义 D-葡萄糖 L-氨基酸 自然界的手性分子绝大多数是以单一对映异构体的形式存在的，如糖是D-构型的，氨基酸则是L-构型的。由这些单一构型的有机小分子所形成的生物大分子如酶、核酸等因而也是具有手性的。生物大分子的这种不对称性一方面决定了它们在进行各种生化反应时具有极高的立体专一性，另一方面对外来的、互为对映异构的化合物则表现出识别能力的差异，因而体现出不同的生理活性。当对映异构化合物以某种特定的用途，如作为治疗药物使用时，对映异构体所表现出的生理活性可能很不相同，甚至截然相反。 (S, S)-异构体的甜度是蔗糖的200倍，而其他异构体却呈苦味 治疗帕金森氏综合症的有效药物 不能透过血脑屏障而产生严重的副作用 治疗结核病的药物 会导致失明 治疗孕妇的早期妊娠反应 具有强烈的致畸活性 ? 手性分子组合中原子的空间排列不同并且为非镜像叠加的对映体化合物. 其中一个同分异构体能够产生相关的治疗作用，而另一个则是无效用的甚至会产生副作用。 1992年，FDA出台相关政策：发展新型立体异构药物，要求提纯处理掉无用或错误的异构体。 从2001年开始，单一对映体技术完全取代外消旋体技术，并且占全部小分子新化合物实体药物的70%。 数据来源: Chemical Engineering News 对映体(Enantiomer)和手性(Chirality) 1848年Pasteur得到的 酒石酸盐晶体 生活中的镜像 2.手性化合物的一些基本知识 在立体化学中,不能与镜象叠合的分子叫手性分子,而能叠合的叫非手性分子. 镜象与手性的概念 一个物体若与自身镜象不能叠合,叫具有手性. 左手和右手不能叠合 左右手互为镜象 在有机化学中,凡是手性分子都具有旋光性(有些手 性分子旋光度很小);而非手性分子则没有旋光性. R-乳酸 S-乳酸 如 构型及表达式(中心手性): R、S构型的确定 · 在最小基团背面看； · 其余三个基团：大→中→小连接； · 顺时针：R；反时针：S。 烷基大小次序** 不论原子数多少，只要原子序较大，就视为较大基团，若连在主体上的第一原子的原子序数相同，则比较连在第一原子上的第二原子，以此类推，直到比出大小。 轴手性的产生、示例及其构型判断的简易方法 Figure 1. X-ray structure of (2R,3R,4R,5R)-3aa. 手性化合物绝对构型的测定方法之一（X射线衍射法） (i) (ii) (iii) (iv) (2R,3R)-(-)-赤藓糖 (2S,3S)-(+)-赤藓糖 (2S,3R)-(+)-苏阿糖 (2R,3S)-(-)-苏阿糖 2,3,4-三羟基丁醛 (i)(ii)对映体，(iii)(iv)对映体。 (i)(iii),(i)(iv),(ii)(iii),(ii)(iv)为非对映体。 呈镜影关系的旋光异构体为对映异构体。 不呈镜影关系的旋光异构体为非对映异构体。 获得光学活性化合物的一些主要方法 催化不对称合成是制备手性化合物革命性新技术 * 不对称催化 化学计量合成 手性拆分 R R R R R R R R R R R R R R R S R R R R R R 成盐 溶液 R R R R R R R R R R R R R R R R R R R S R R R R R R R R R R R R R R R S R R S S S S S S S S S