08 不对称合成 有机合成化学课件.pptVIP

LOGO 第七章 不对称合成 Asymmetric Synthesis Contents 不对称合成反应 4. 原理和方法 3. 基本概念 2. 不对称合成的意义 1. 手性现象是自然界的普遍现象 生物大分子的不对称性决定了生化反应的极高的立体专一性 对映异构体的生理作用的差异 2001年不对称合成领域获得诺贝尔奖 近20年来发展最为迅速也是最有成就的研究领域之一。。 8. 1 不对称合成反应的意义 8. 2不对称合成的基本概念 不对称合成：底物分子中潜手性单元与反应物作用形成不等量立体异构体的过程 潜手性基团：羰基、碳碳双键、亚氨基，亚甲基等 对映选择反应：底物经转化后形成不等量的一对对映异构体的反应 非对映选择反应：底物分子中已有手性中心存在，且反应底物为不等量的一对非对映异构体的反应 立体选择性的表示 主要异构体超出次要异构体的百分率“百分过剩” 对映体过剩：反应为对映选择的百分过剩（ee，enantiomeric excess） 非对映过剩：反应为非对映选择的百分过剩（de, diastereomeric excess） [R]-[S] [R]+[S] [RS]-[SS] [RS]+[SS] 非对映过剩(de) = 对映过剩(ee) = 若某对映选择反应的ee值为98%，那么优势异构体的百分比为99%，次要异构体为1% 立体选择性反应一般是指反应能生成两种或两种以上立体异构体产物(有时反应只生成一个立体异构体),但其中仅一种异构体占优势的反应。 立体专一性反应是指由不同的立体异构体得到立体构型不同的产物的反应。它反映了反应底物的构型与反应产物的构型在反应机理上立体化学相对应的情况。以顺反异构体与同一试剂加成反应而言，若两异构体均为顺式加成,或均为反式加成,那么得到的必然是立体构型不同的产物，即由一种异构体得到一种产物，由另一种异构体得到另一种构型的产物。 如果顺反异构体之一进行顺式加成,而另一异构体则进行反式加成,得到相同的立体构型产物,这叫做非立体专一性反应。 8. 3不对称合成的原理和方法 手性底物控制 手性辅助基团控制 手性试剂控制 手性催化剂控制 8.3.1 手性底物控制 反应的立体选择性是由底物分子中已有的手性中心控制或诱导的。 缺点：手性原料的种类和来源有限 8.3.2 手性辅助基团控制 通过形成化学键的方式将一手性基团特意引入到底物分子中，在立体选择性反应中起诱导作用后再将其除去 S S-A* P*-A* P* + A* A* R 反应要增加连接和除去辅助基的反应 8.3.3 手性试剂控制 由潜手性的底物S与手性试剂R*直接反应形成对映体过剩的产物P* S P* R* 反应可用的手性试剂有限 8.3.4 手性催化剂控制 用催化量的手性化合物L*，实现手性底物S与非手性试剂R的反应形成对映体过剩的产物——催化不对称合成 S P* R L*(cat.) 2001年William S. Knowles, K. Barry Sharpless, Ryji Noyori 因在不对称催化方面的杰出工作获诺贝尔奖 8. 4 不对称合成反应 不对称碳碳键形成 不对称氢化和还原 不对称氧化反应 8.4.1 不对称碳碳键形成反应 1. 羰基的不对称加成反应 N,O-双齿配体不对称催化的羰基加成 手性试剂控制羰基加成 2. 不对称羟醛缩合反应：可能生成两个手性中心，四个立体异构体 手性Lewis酸催化的羟醛缩合反应 3. 不对称环加成反应 8.4.2 不对称氢化和还原反应 1. 碳碳双键的不对称催化反应 2. 酮的不对称还原 硼杂噁唑烷催化的酮的硼氢化反应 8.4.3 不对称氧化反应 1. 烯丙醇的不对称环氧化反应—Sharpless 不对称环氧化 2. 非官能化烯烃的不对称环氧化 酒石酸二异丙酯衍生得到的烯丙基硼酸酯 一个专一性反应肯定也是选择性的，但选择性的反应则不一定是专一性的。反应底物中无手性存在，反应也不可能是立体专一性的 由于手性反应物、试剂、催化剂以及物理因素(如偏振光)等造成的手性环境,使得反应物的潜手性部位在反应后变为手性部位时形成的立体异构体不等量,或在已有的手性部位上一对立体异构体以不同速度反应,从而形成一对立体异构体不等量的产物和一对立体异构体不等量的未反应原料