4 手性催化技术
化工工艺手性催化技术研究
化工工艺手性催化技术研究【摘要】手性催化合在众多的领域中都会涉及到，并且发展极为迅速，手性催化相关的手性配体以及催化剂的种类繁多，手性催化反应工程以高催化效率、高选择为基础，投入工业生产应用当中。
在今后的手性催化技术领域需要不断的扩大发展，众多的手性催化技术加入生产应用，才能使得学科发展更具有活力。
进一步加强企业与学术直接的关系，拉近之间的距离，这也是推动学术进一步研究发展的动力。
本文对化工工艺手性催化技术进行简要的分析。
【关键词】化工手性催化技术方法问题手性催化合在众多的领域中都会涉及到，并且发展极为迅速，手性催化相关的手性配体以及催化剂的种类繁多，手性催化反应工程以高催化效率、高选择为基础，投入工业生产应用当中。
在今后的手性催化技术领域需要不断的扩大发展，众多的手性催化技术加入生产应用，才能使得学科发展更具有活力。
进一步加强企业与学术直接的关系，拉近之间的距离，这也是推动学术进一步研究发展的动力。
本文对化工工艺手性催化技术进行简要的分析。
1 手性催化中的新概念与新方法化学家对手性催化不断的深入了解，在研究的过程也不断的发现新的概念和方法，不仅能够提高手性催化的催化效率，还能够为手性催化的发展归纳规律提供了新的思路，进一步为新型手性催化剂的研发和生产提供了理论指导。
近年来，我国科学家在新概念和新方法研究方面也取得了一些重要进展，例如：丁奎岭等运用组合化学方法，基于不对称活化、毒化、手性传递、非线性效应等概念，发展了一系列新型、高效和有应用前景的手性催化剂体系。
该方法的主要内容就是选用两个（或多个）配体和一个金属离子配位，以平行方式来构建自组装的手性催化剂库。
他们依据这种组合策略，获得了超高活性的手性催化剂体系。
用单一催化剂同时催化两个不同的反应进而实现串联反应是手性催化研究新近发展的另一种新方法，被形象地称为“一石二鸟”。
丁奎岭等利用非手性亚胺活化手性催化剂的策略，成功实现了单一催化剂在一锅中、相同反应条件下催化两个不同的不对称反应，并获得了优异的非对映和对映选择性。
有机化学基础知识点整理手性识别和手性分离的方法
有机化学基础知识点整理手性识别和手性分离的方法手性识别和手性分离是有机化学中的重要基础知识点。
在有机化学的领域中，分子的手性性质非常重要。
本文将整理手性识别和手性分离的基本概念及方法，帮助读者更好地理解和应用手性化合物。
一、手性的定义和意义手性（Chirality）是物质的一个重要性质，它指的是一种物质和其镜像异构体之间不能通过旋转和平移相互重合。
简单来说，手性是指有“左右之分”的物质。
手性分子在光学活性和生物活性中发挥着重要的作用。
二、手性识别的基本方法1. 光学方法光学方法是最常用的手性识别方法之一。
通过光学活性物质和手性分子相互作用，可以观察到光学旋光现象。
其中，旋光度（[α]）是描述光学旋光现象的参数，它可以用来确定手性分子的绝对构型。
光学旋光仪是常用的光学实验仪器，可精确测量旋光度。
2. 核磁共振方法核磁共振（NMR）技术在手性分析中也有重要应用。
通过核磁共振谱图的对比分析，可以得出手性分子的绝对构型信息。
特别是在核磁共振手性对应（NMR enantiodifferentiation）技术的发展下，可以对手性分子进行直接判断。
3. 色谱法色谱法也是一种常用的手性识别方法。
手性分析的色谱技术主要包括气相色谱法（GC）和液相色谱法（LC）。
在手性色谱中，通过手性固定相和手性样品之间的相互作用，实现对手性分子的识别。
三、手性分离的基本方法1. 晶体学方法晶体学方法是手性分离和手性识别的重要手段。
通过晶体生长过程中手性关键因素的调节，可以实现手性分子的分离。
手性晶体学方法具有高分离效率、高拆分选择性的优点。
2. 液-液萃取液-液萃取是一种常用的手性分离方法。
通过液体萃取剂与手性物质之间的配位或溶解、分配等作用，实现手性物质的分离和富集。
3. 手性催化方法手性催化方法是手性分离的重要手段之一。
通过有手性特异性的手性催化剂对手性底物进行催化反应，可以控制手性产物的生成，从而实现手性分离。
四、手性识别和手性分离的应用手性识别和手性分离在药物合成、生物活性研究、食品质量检测等领域具有广泛应用。
手性多功能材料的合成与应用研究
手性多功能材料的合成与应用研究手性多功能材料是当今材料科学领域的研究热点之一。
它们具有非常特殊的结构和性质，对于光电器件、催化剂、生物医学等领域有着重要的应用价值。
本文将探讨手性多功能材料的合成方法、性质以及各领域中的应用。
手性多功能材料的合成是一个复杂而关键的过程。
目前，合成手性多功能材料的方法主要包括手性诱导合成、手性催化合成和手性选择性结晶等。
手性诱导合成是通过添加具有手性结构的化合物作为模板或催化剂，在反应过程中使目标化合物特异性地形成手性结构。
手性催化合成是通过使用手性配体与金属离子形成手性催化剂，促使反应选择性地生成手性产物。
手性选择性结晶则是通过调控反应条件，控制晶体生长的方向和速率，使晶体特异性地形成手性结构。
这些方法各有特点，适用于不同的材料体系和合成需求。
手性多功能材料具有独特的结构和性质。
由于手性结构的存在，它们的光学活性、电子结构和化学活性等都表现出非对称性。
光学活性主要体现在手性多功能材料对偏振光的选择性吸收和散射，这为制备光学器件提供了良好的基础。
电子结构的非对称性使得手性多功能材料具有流体力学和电磁学中的手性光学性质，这对于设计新型液晶和超材料具有重要意义。
此外，手性多功能材料还具有很好的催化活性，能够促使化学反应发生特异性的手性选择性。
在光电器件领域，手性多功能材料被广泛应用于光学器件的制备。
例如，手性多功能材料可以用来制备光相控阵列，用于光通信和显示技术。
此外，它们还可以应用于光记忆器件和光驱动的微型机械系统。
由于手性多功能材料的光学活性，这些器件可以实现快速、高灵敏度的光学信号传输和处理。
在催化剂方面，手性多功能材料的催化活性得到了广泛研究和应用。
手性催化剂是目前合成具有手性结构的有机化合物的重要工具。
手性催化剂能够促使反应产物形成所需的手性结构，提高合成产物的选择性。
这对于药物合成和农药合成等领域具有重要的意义。
同时，手性催化剂在不对称合成反应中也发挥着重要的作用，可以有效地控制化学反应的立体选择性。
手性催化
工业催化期末论文——手性催化研究方向姓名：学院：班级：学号：手性催化研究发展摘要：手性就是物质的分子和镜像不重合性。
手性是自然界的基本属性之一，手性是物质具有旋光性和产生对映异构现象的必要条件。
构成生命体的有机分子绝大多数是不对称的，手性是三维物体的基本属性，如果一个物体不能与其镜像重合，就称为手性物体。
这两种形态称为对映体，互为对映体的两个分子结构从平面上看完全相同，但在空间上完全不同，如同人的左右手互为镜像，但不能完全重合，科学上称其为手性。
人工合成是获得手性物质的主要途径。
外消旋体拆分、底物诱导的手性合成和手性催化合成是获得手性物质的三种方法手性物质的获得，其中，手性催化是最有效的方法，因为他能够实现手性增殖。
一个高效的手性催化剂分子可以诱导产生成千上万乃至上百万个手性产物分子，达到甚至超过了酶催化的水平。
关键字：手性催化催化剂影响引言：我国关于手性催化研究的进程与发展本文介绍了手性催化剂的基本特征，并结合国际上手性催化研究的最新进展，主要回顾了我国科学家近年来在新型手性配体、金属配合物手性催化、生物手性催化、有机小分子手性催化、负载手性催化剂、以及新概念与新方法等方面取得的重要研究进展[4]，并展望了手性催化的未来发展趋势。
一、手性催化的简介手性就是物质的分子和镜像不重合性,如分子具有手性,此物就具有旋光性,手性是物质具有旋光性和产生对映异构现象的必要条件。
有机分子由于具有若干相同组成原子而具有对称性。
(1)旋转对称性,如果一个分子围绕着通过这个分子的一条线旋转一定角度后,结果分的定向和原来的分子一样,则这个分子有一个对称轴。
(2)反射对称性,如果一个分子的所有原子都在同一个平面里,或者一个平面能够通过这个分子,从而把这个分子分为互为镜像的两半,一半反应着另一半,这个分子就有一个对称平面。
(3)中心对称性,如果所有能通过分子的中心的直线在以分子中心等距离的地方都遇到相同的原子,这个分子就有一个对称中心。
L-脯氨酸衍生物催化的不对称Michael加成反应
L-脯氨酸衍生物催化的不对称Michael加成反应刘杰 （有机化学）摘要：有机小分子有着不含贵金属、温和、廉价、对环境友好等优点，其应用已成为催化领域的重要发展趋势。
有机小分子催化的不对称合成反应是目前研究最为活跃的领域之一。
Michael加成反应在有机合成中是一种非常重要的形成碳碳键的反应。
近来，许多手性小分子催化剂被用于催化不对称Michael加成反应。
脯氨酸作为一种结构简单而且含量丰富的手性小分子催化剂在多种不对称催化反应中表现出的非常好的催化性能。
本文的主要工作是从以下两个方面对脯氨酸衍生物催化的不对称Michael加成反应进行了研究：（1）设计并制备了四种Merrifield树脂负载的含脯氨酸单元的手性小分子催化剂，经过实验，发现其中一种在催化Michael加成反应时是非常有效的，当使用5 mol%的该催化剂来催化环己酮和取代硝基苯乙烯时，产率最高可以达到92 %，ee值最高可以达到98 %，d. r.值最高可以达到99:1。
另外该催化剂可以循环使用5次以上，产率上只有很小的减少，而ee值基本不发生改变。
（2）设计并制备了一种糖-四氢吡咯催化剂，通过“Click”反应将 D-glucose 骨架与四氢吡咯连接在一起，在催化 Michael 加成反应时取得了良好效果，仅需要10 mol%的催化剂，在无溶剂条件下室温下反应24小时，产率高达98 %，ee 值大于99 %，d. r.大于99:1。
以上结果与一些天然氨基酸催化的Michael加成反应相比，不仅提高了产率和立体选择性，而且扩大了底物的范围，增大了反应的广谱性。
另外，我们还对功能化离子液体系中发生的 Heck 反应进行了研究。
设计并制备了三种功能化离子液，其中一种在催化Heck反应时非常有效。
该离子液既可作为配体又可作为碱。
在优化条件下，产率较高，且循环六次产率基本没有发生改变。
关键词：有机小分子催化，不对称Michael加成反应，脯氨酸衍生物，Heck 反应，功能化离子液，Pd粉L-Proline’s derivatives Catalyzed AsymmetricMichael AdditionJie Liu(Organic Chemistry)Abstract:Organic catalysts without noble metals have played an important role in the development of the catalytic reaction, due to their moderate effect, cost efficiency, environment friendly and other advantages. Organocatalytic asymmetric reaction is an increasingly active area in oraganic sythesis.The Michael addition reaction is one of the most important carbon-carbon bond-forming reactions in organic synthesis. Asymmetric organocatalytic Michael addition has attracted intense interests in the recent few years due to its stability, cheapness and the generation of multiple chiral centers in a single step. Recently, quite a number of small chiral organic molecules have been developed as stereoselective catalysts for asymmetric Michael reactions. Proline has been gradually recognized as a simple, abundant and powerful chiral catalyst for many asymmetric reactions.In this context, Asymmetric Michael addition reaction is studied from two sides as following.(1) One of the four Merrifield resin-supported pyrrolidine-based chiral organocatalysts,through A3-coupling reaction linkage have been developed and found to be highly effective catalysts for the Michael addition reaction of ketones with nitrostyrenes. The reactions generated the corresponding products in good yields (up to 98 %), excellent enantioselectivies (up to 98 % ee) and high diastereoselectivities (up to 99:1 d.r.). In addition, the catalysts can be reused at least five times without a significant loss of catalytic activity and stereoselectivity.(2) A modular sugar-based pyrrolidine was prepared and was found to be a highly enantioselective and cooperative organocatalyst for asymmetric Michael addition of ketones to nitrostyrenes. In the presence of 10 mol% of the organocatalysts,a pyrrolidine unit anchored to a natural D-glucose backbone through click chemistry, the Michael additions of ketones to nitrostyrenes underwent smoothly to generate the corresponding adducts in good yields (up to 98 %), high enantioselectivities (up to >99 % ee) and excellent diastereoselectivities (up to >99:1 d.r.) under solvent-free reaction conditions.In contrast to the above catalysts, some natural amino acids catalyzed the Michael addition reactions in low yields and stereoselectivities, or the substrates are very limited.In addition, we made research on the study of Heck reaction in ionic liquids. A kind of amino-functionalized ionic liquids has been prepared and investigated as ligand and base for the Heck reactions between aryl iodides and bromides with olefins in the presence of a catalytic amount of Pd submicron powder in [Bmim]PF6. The reactions generated the corresponding products in excellent yields under mild reaction conditions. The generality of this catalytic system to the different substrates also gave the satisfactory results. The key feature of the reaction is that Pd species and ionic liquids were easily recovered and reused for six times with constant activity.Keywords: Organocatalysis, Asymmetric Michael addition reaction, proline’s derivates Heck reaction; functionalized ionic liquids; Pd submicron powder.目 录第一章研究背景 (2)1.1 不对称合成的意义 (2)1.2 不对称合成的方法 (3)1.3 手性催化法 (4)1.4 脯氨酸简介 (5)参考文献 (20)第二章 Merrifield树脂负载的脯氨酸衍生物催化的不对称Michael加成反应 (28)2.1 引言 (28)2.2 结果与讨论 (28)2.3 实验部分 (34)2.4 化合物的结构表征 (37)参考文献 (41)第三章糖-四氢吡咯催化不对称Michael加成反应的研究 (43)3.1 引言 (43)3.2 结果与讨论 (43)3.3 实验部分 (48)3.4 化合物的结构表征 (49)参考文献 (55)第四章功能化离子液体系中钯催化的Heck反应 (57)4.1 引言 (57)4.2 结果与讨论 (58)4.3 实验部分 (63)4.4 化合物的结构表征 (64)参考文献 (67)附I 部分化合物谱图 (70)附录II 硕士期间发表论文题录 (77)致 谢 (78)第一章 研究背景1.1 不对称合成的意义手性（chirality）一词源于希腊语，在多种学科中表示一种重要的对称特点。
手性技术
亿 美 元 ， 一 对 映 体 药 物 销 售 额 达 到 １１０亿 美 元 ， 单 ５ 比
１９ ９ ８年 增 长 １ ％ ，占 世 界 药 品 市 场 ３ ６ ０ 亿 美 元 的 ６ ０
质 ， 至有 截然不 同的作 用 ， 别 是 医药 、 药 针对 蛋 白 甚 特 农 质 、 、 酸等手性 生物 大分子 的生化作用 ． 糖 核 最 典 型 的 例 子 是 “ 应 停 ” Ｔ ａ ｄｍｉ ）ｌ ２ 反 （ ｈｌ ｏ ｄ Ｌ引．０世 ｉ ｅ ，
位 开 拓 者
２０ ０ １年 １ ０月 １ 日 ， 典 皇 家 科 学 院 宣 布 ：０ １年 ０ 瑞 ２０ 诺 贝 尔 化 学 奖 一 半 奖 金 授 予 美 国 科 学 家 威 廉 ・ 尔 斯 与 诺 日本 科 学 家 野 依 良 治 ， 表 彰 他 们 在 “ 性 催 化 氢 化 反 以 手 应” 领域 所 作 出 的 贡 献 ； 金 的 另 一 半 授 予 美 国科 学 家 奖 巴 里 － 普 莱 斯 ， 表 彰 他 在 “ 性 催 化 氧 化 反 应 ” 域 夏 以 手 领 所 作 出 的 贡 献 … ． 们 的 成 就 ， 以用 一 个 共 同 的 词 语 他 可
作 用 ， Ｓ 有 低 杀 菌 作 用 、 植 物 生 长 控 制 作 用 而 Ｓ型 高 ２．
手性 的 重 要 性 也 表 现 在 经 济 方 面 ． １９ 自 ９ ２年 以 来 ， 手 性 药 物 市 场 一 直 快 速 增 长 ， ９ ９年 第 次 超 过 １０ ０ １９ ０
纪５ ０年 代 中 期 ， 国 Ｃ ｅ ｅ Ｇ￣ ｅ ａ 德 ｈ ｍｉ ，ｎ ｎＴ ｌ公 司 以 消 旋 体 ｈ 上 市 ＇ａ ｄ ｍｉｅ 作 为 镇 痛 剂 用 于预 防 孕 妇 的恶 心 ．９ １ ｌｌ ￣ ｄ ， ｈｉ １ ６
药物合成中的新型催化反应方法
药物合成中的新型催化反应方法自从20世纪以来，化学领域一直在不断发展，尤其是药物合成领域。
传统药物合成方法通常涉及复杂的步骤和条件，而且产率不高。
然而，随着新型催化反应方法的引入，药物合成变得更加高效和可持续，为医药行业带来了重大突破。
一、金属有机化学催化金属有机化学催化是一种有效的催化反应方法，通过金属配合物的参与，可以加速反应速率，提高产率，并降低副产物的生成。
例如，过渡金属催化剂可以催化碳-碳键或碳-氧键的形成，从而实现所需药物的合成。
二、光催化随着人们对可持续发展的关注增加，光催化在药物合成中的应用越来越受到重视。
光催化利用可见光或紫外光激发催化剂，产生高能的激发态电子，从而促进反应，提高产率。
该方法具有绿色环保、选择性高等优点，并在室温下进行反应。
三、手性催化手性催化是一种基于手性催化剂的催化反应方法，可以选择性地合成手性分子，这对于药物合成来说尤为重要。
手性催化剂具有手性中心，可以选择性地催化只发生在其中的一个手性形式上，而不是另一个手性形式上的反应。
这种方法在药物研究和合成中具有广泛的应用前景。
四、氧化还原催化氧化还原催化是一种通过氧化还原反应来催化药物合成的方法。
在这种反应中，氧化剂和还原剂的共同作用下，化学物质发生电子转移，从而得到所需产物。
这种催化方法具有高效、可控性强等特点，在药物合成中广泛应用。
五、转换金属催化转换金属催化是一种基于过渡金属催化剂的催化反应方法。
通过过渡金属生成中间体，实现化学物质之间的转化。
转换金属催化方法可以高效合成具有复杂结构的分子，对于药物合成来说具有重要意义。
六、生物催化生物催化是一种利用酶或细胞等生物催化剂来催化药物合成的方法。
生物催化在药物合成中具有高效、选择性好、环境友好等特点。
生物催化方法还可以利用可再生的生物催化剂，降低成本，提高产率。
总结新型催化反应方法在药物合成中的应用展示了巨大的潜力。
金属有机化学催化、光催化、手性催化、氧化还原催化、转换金属催化以及生物催化等方法为药物研究和开发提供了更高效、绿色环保的途径。
有机合成中的手性催化剂设计与应用
有机合成中的手性催化剂设计与应用手性催化剂是有机合成中不可或缺的重要工具，它们具有高效、选择性和环境友好等特点，在药物合成、材料制备和化学生物学等领域发挥着重要作用。
本文将重点探讨手性催化剂的设计与应用。
一、手性催化剂的概述手性催化剂是对手性底物具有高选择性的催化剂。
在有机合成中，手性催化剂通过催化底物的不对称反应，使得只生成特定手性的产物。
手性催化剂的设计和应用可以分为两个方面：配体设计和催化反应机理的理解。
二、手性催化剂的配体设计配体是手性催化剂的关键组成部分，合理的配体设计可以有效提高催化剂的催化活性和选择性。
目前，常见的手性配体设计策略包括手性诱导、手性分子诱导和手性羟基诱导等。
手性诱导是通过引入手性碳源或手性氮源来实现催化剂的手性控制。
例如，采用手性二醇为配体，可以形成手性的金属配合物催化剂，实现对手性底物的选择性催化反应。
手性分子诱导是利用手性分子与底物形成手性反应中间体，从而实现对底物的手性控制。
例如，利用手性腙（chiral oxime）作为配体，可以实现对醛或酮的不对称催化还原反应。
手性羟基诱导是通过引入手性羟基来控制催化剂的手性，使其对底物进行立体选择。
常见的手性羟基诱导催化剂包括双羟基脂肪酸盐、羟基含氮杂环等。
三、手性催化剂的应用手性催化剂在有机合成中有广泛的应用。
下面将介绍一些常见的手性催化反应及其应用。
1. 羟基化反应手性催化剂在羟基化反应中起到选择性诱导的作用。
通过催化剂对底物的立体选择，可以实现对手性羟基的高选择性合成。
例如，采用胆碱作为催化剂，可以实现对α-氨基酸的醛的α位羟基化反应。
2. 不对称加成反应手性催化剂在不对称加成反应中具有重要的应用。
例如，通过铜催化，底物的亲核试剂可以与底物进行不对称加成反应，生成手性产物。
这种反应在药物合成中应用广泛。
3. 不对称氢化反应手性催化剂在不对称氢化反应中起到立体选择的作用。
例如，采用手性磷脂配体和铑催化剂，可以实现不对称氢化反应，生成手性醇。
手性技术
手性技术汪朝阳 (华南师范大学化学系)关键词 手性技术 绿色化学 不对称合成 手性催化 生物技术 手性技术不仅与我们的生活中的医药、农药等密切相关,而且对生命起源等问题具有重要的理论意义.本文全面地介绍了手性技术,特别是不对称合成.其中,从绿色化学的观点看,与生物技术有关的各种手段较有前途;而手性催化不仅符合绿色化学潮流而且经济实惠,目前在工业上已被广泛应用,为此2001年诺贝尔化学奖授予了该领域的三位开拓者. 2001年10月10日,瑞典皇家科学院宣布:2001年诺贝尔化学奖一半奖金授予美国科学家威廉・诺尔斯与日本科学家野依良治,以表彰他们在“手性催化氢化反应”领域所作出的贡献;奖金的另一半授予美国科学家巴里・夏普莱斯,以表彰他在“手性催化氧化反应”领域所作出的贡献[1].他们的成就,可以用一个共同的词语概括———“手性催化”.其实,手性催化只是手性技术的一个组成部分.因此,2001年诺贝尔化学奖的授予,充分反应了社会对科学家们从事手性技术研究的肯定.一、手性的重要性 手性的概念与不对称密切相关.从原子到人都是不对称的,如人左手和右手不能重叠,而是互为镜像;自然界存在的糖都是D型的,氨基酸是L型的,蛋白质和DNA是右旋的;海螺的螺纹和缠绕植物都是右旋的.因此,我们的世界是不对称的,即手性是宇宙间的普遍特征,是自然界的本质属性之一.在手性环境中,在手性化合物相互作用时,不同的对映体往往表现出不同的性质,甚至有截然不同的作用,特别是医药、农药针对蛋白质、糖、核酸等手性生物大分子的生化作用. 最典型的例子是“反应停”(Thalidomide)[1,2].20世纪50年代中期,德国Chemie G runen Thal公司以消旋体上市Thalidomide,作为镇痛剂用于预防孕妇的恶心.1961年发现,怀孕后3个月服用此药可引起胎儿的海豹畸形.据统计,由“反应停”致畸的案例,全世界达17000例以上,是20世纪最大的药害事件.1979年,德国波恩大学研究人员对该药物进行了拆分,发现是S型对映体具有致畸作用,而只有R型对映体具有镇痛作用.惨痛的教训使人们认识到,药物必须注意他们不同的构型.从此,手性药物的开发引起了人们的注意. 除“反应停”外,其他一些药物也有类似的情况.例如,治疗帕金森症的药物多巴,只有S型(左旋)对映体有效,而R型有严重副作用;治疗结核病的药物Etham2 butol,只有SS型有效,而RR型对映体却会致盲.另外,有些药物不同对映体的药理作用大相径庭,如Propranol2 ol的S型对映体是一类重要的β-受体阻断剂,而R型对映体则有避孕作用.因此,美国的食品与医药管理局1992年提出的法规强调,申报手性药物时,必须对不同对映体的作用叙述清楚[2]. 同样,在农药方面,有些化合物一种对映体是高效的杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂和除草剂,而另一种却是低效的,甚至无效或相反.例如,芳氧基丙酸类除草剂Fluazi2 fop-butyl,只有R型是有效的;杀虫剂Asana的4个对映体中,只有一个是强力杀虫剂,另三个则对植物有毒;杀菌剂Paclobutrazol,RR型有高杀菌作用,低植物生长控制作用,而SS型有低杀菌作用、高植物生长控制作用[2]. 手性的重要性也表现在经济方面.自1992年以来,手性药物市场一直快速增长,1999年第一次超过1000亿美元,单一对映体药物销售额达到1150亿美元,比1998年增长16%,占世界药品市场3600亿美元的32%.专家预计,到2003年将达到1460亿美元,以8%的速度增长.在世界最畅销的前100、300、500种药物中,单一对映体药物都达到或超过50%.到2005年,全球上市的化学合成新药中,约有60%为单一对映体药物[3]. 目前,商品化的650种农药中,170余种属于手性农药.其中,年销售额超过1亿美元的有30余种,超过2500万美元的有60余种;高活性对映体成分的手性农药年销售额超过100亿美元,纯手性对映体手性农药年销售额接近30亿,手性农药占全球市场的35%.与手性药物相比,虽然手性农药对光学纯度没有过高的要求,但手性农药工业化规模要大得多,都是在百吨级,甚至千吨・912・级以上.因此,手性农药的商品化特别需要低成本,并适宜于大规模工业生产的手性技术[4]. 手性技术的关键是用简单、经济的方法获得手性化合物,而手性化合物的获得途径有天然手性化合物的提取与半合成、外消旋体的拆分和不对称合成等三种,并且各自有不同的特点.现在,绿色化学已经成为势不可挡的潮流[5],并且已经初具雏形[6],因此用绿色化学的观点进行思考,有利于我们看得更深更远.二、天然手性化合物的提取与半合成 在早期,手性化合物主要靠从自然界进行提取.这类手性化合物主要是天然存在的氨基酸、糖类、羟基酸、萜类、生物碱等及它们的衍生物.目前,它们中的不少已经投入了工业化生产.提取的优势是方法简单,但是总体而言,它们的种类有限,或者可以提取的原料不足,最终难以满足人类的需求.因此,人们在提取的基础上,借助于先进的生物栽培技术,开发了手性化合物获得的半合成途径.这方面一个近来引人注目的例子是抗癌药物紫杉醇的获得[7]. 紫杉醇最早是从生长在美国和加拿大的一种紫杉———短叶红豆杉的树皮中提取得到的.在1958～1980年间,美国国家癌症研究所(NCI)在国内组织各方面力量对35000种植物进行抗癌活性的筛选工作.1963年,Wa2 ni等首先提取出纯的紫杉醇,并测定了它的化学结构. 1971年,初步临床试验结果发现,它具有特殊的抗癌活性,其抗癌作用机制与其他抗癌药不同.后来的研究证明,紫杉醇是20世纪80年代以来发现的最重要的一种抗癌药. 然而,其来源却十分困难.这种树生长极为缓慢,一棵百年老树的树干直径仅6英寸(约15.4cm).从每棵树上一般只能剥得2.5kg左右的树皮,而1kg干的树皮仅能提取到50～100mg的紫杉醇.NCI曾经作过估计,用紫杉醇为一名病人治病,就需要砍掉三棵紫杉.1991年NCI 决定从紫杉树皮中提取25kg纯的紫杉醇为12000例癌症患者进行临床试验,这个计划意味着生产者需要从30000棵紫杉上剥树皮.因此,一旦此药大量使用,势必会造成这一树种的灭绝.事实上,这种担心绝非多余,我国西南地区、东北地区也有红豆杉生长,但自从传出其可以提取出紫杉醇的消息后,云南等地红豆杉的盗砍十分严重,使该植物资源几乎绝迹.但幸运的是,人们发现,紫杉的叶中可以提取出合成紫杉醇的原料,因此可以通过提取后的半合成而得到紫杉醇.在国内,人工繁育紫杉醇在黑龙江已经取得了成功.目前,虽然紫杉醇的实验室人工合成已经于1994年完成,但关于紫杉的栽培和紫杉醇的提取、合成、性能等仍是科学家们研究的热点之一.三、外消旋体的拆分 获得手性化合物的第二个重要途径是外消旋体的拆分.因为被拆分的外消旋体大多是通过人为的反应得到的,因此外消旋体拆分的方法使手性化合物的来源扩展到全人工合成的领域,解决了提取原料不足带来的手性化合物来源有限的问题.依拆分方法的不同,外消旋体的拆分可分为物理、化学和生物手段三大类.1.物理拆分法 物理手段的拆分包括晶体机械分离、播种结晶和圆偏振光照射等方法.其中,机械分离和圆偏振光拆分法适用的范围很小而应用价值不大,但是前者对外消旋酒石酸的偶然成功,对手性、立体化学、有机化学等研究有着不可磨灭的历史贡献[8]. 在以葡萄汁酿酒的过程中,酒石酸的盐酒石酸氢钾由于难溶于乙醇,便逐渐以细小的结晶析出,古代将这种附着在酒桶上的沉淀叫做酒石,酒石酸因而得名.法国是葡萄酒的故乡,因此很早法国科学家就对酒石酸进行了研究.1801年开始,科学家们发现:水晶晶体显示半面现象,晶体的某些小平面排列为不可重合的物体,这些物体具有实物与镜像的关系(以上两点也就是今天手性的基本含义);并且,水晶晶体可以引起偏光效应,有的左旋,有的右旋,甚至一些有机物也如此(实际上这是手性的基本特征之一). 1846年,法国著名科学家巴斯德(Pasteur)发现了酒石酸具有旋光现象.1848年,巴斯德将酒石酸钠铵的水溶液慢慢蒸发,左旋的对映体和右旋的对映体便分别结晶形成较大的晶体颗粒,并表现出与水晶相似的显著的半面现象.借助放大镜,巴斯德能够用镊子把那些不同的晶体分开,从而进行单独的旋光性研究.巴斯德的这次成功研究,为有机化学里程碑式的发展,奠定了坚实的实验基础,最终导致了1874年立体化学的诞生.后人的研究表明,当年巴斯德在巴黎进行这一工作时非常幸运,温度低于27℃,否则就得不到酒石酸钠铵的外消旋混合物,或两种对映体的晶体无明显的差别,从而无法用机械的方法进行拆分. 播种结晶方法就是在外消旋体溶液中,人为地加入一种对映体,让其诱导溶液的该组分结晶,从而达到分离不同对映体的目的.目前,由于该方法简单易行,因此・22・在工业上仍有应用,但关键是先要得到晶种.其实,圆偏振光拆分也是一种诱导法,只不过是用圆偏振光为“晶种”.2.化学拆分法 外消旋体拆分中最常用和最重要的化学拆分法是形成非对映体分离法,即将对映体与一些手性试剂反应,生成非对映体,利用非对映体物理性质(如溶解度、熔点等)的不同,将非对映体分离后,再通过适当的反应恢复各自的对映体.该方法不仅对外消旋混合物适用,也适用于外消旋化合物,因此范围比机械拆分法要广.不仅如此,形成非对映体分离法也可以使两种结晶性能相近对映体分离,并可以解决播种结晶法中某些“晶种”缺乏的困难,因此也比播种结晶法等的适用范围广.由于具有超过物理拆分法的一些优越性,因此形成非对映体分离法在工业生产上仍有应用. 但是,形成非对映体分离法也存在需要消耗较多的手性拆分试剂等问题,因此人们把手性拆分试剂固定在不溶性物质上作为色谱柱的固定相,开发了手性色谱柱分离法.该方法中,被拆分物质以不稳定的键合作用与固定相结合,通过固定相的手性基团与被拆分外消旋体中两个对映体亲和力的不同而分离,因此可以免去形成非对映体分离法中连接和去除手性试剂的两步反应.同时,由于色谱柱种类繁多,色谱方法操作简单,因此手性色谱柱分离法成为外消旋体拆分中的研究热点,其关键是选择适宜的手性试剂作为固定相. 近来,化学拆分法中的动力学拆分特别引人注目.由于手性化合物之间的反应速度不同,因此可以利用外消旋体中一个反应快、一个反应慢的特点,当外消旋体反应到一定程度,即其中快的接近反应完成时,停止反应进行分离,可以得到高光学纯度的未反应的对映体,而已经反应的对映体往往也可以得到高纯度的产物.该方法实际上是不对称合成的孪生兄弟[9],既拆分又发生手性反应,一举两得,因此很有前途.3.生物拆分法 生物拆分法是用酶、微生物、细菌等广泛的生物手性物质与外消旋体作用而进行的,它具有专一性强、拆分效率高、生产条件温和等优点.目前,生物拆分法,尤其是酶催化的动力学拆分,是手性分离技术的研究热点之一,是化学与生物研究的结合点之一.四、不对称合成 外消旋体的拆分一般只能利用合成反应中的一半,且大多有工作量大等不足.因此,人们又在合成外消旋体后拆分的基础上,发展了获得手性化合物的第三个途径———不对称合成.简单地说,不对称合成就是采取某些方法,使反应生成的两个对映体中一个过量,甚至全部为单一的对映体,从而避免和减少拆分过程.某单一对映体的过量情况,可以用e.e.%来衡量,e.e.%越高,则不对称合成的效率越高.从绿色化学的角度出发,高效的不对称合成有利于节约资源,提高原子利用率.因此,不对称合成是手性技术发展的主流方向.1.绝对不对称合成 依据采用手段的不同,不对称合成也可以分为物理方法、化学方法和生物方法三类.物理方法即在化学反应中,采用圆偏振光照射反应体系而进行诱导,产生手性物质的方法.由于其在反应体系中没有引入任何具有手性的物质(一般称之为手性源),而以非分子的不对称源促进不对称合成反应的发生,故被称为“绝对”不对称合成.但是,用圆偏振光诱导方法所得主要产物的e.e.%很低,因此这方面的研究仍处于纯理论研究的状态中.然而,研究绝对不对称合成的意义,目前并不在于其应用价值,而是在于探讨一个涉及生命起源的问题:在自然界中,最初可能出现的一些不对称合成是怎样发生的?与物理方法相对而言,采用化学方法和生物方法的不对称合成可以称为相对不对称合成.2.化学方法诱导的不对称合成 (1)化学计量的手性化合物诱导的不对称合成 化学方法诱导的不对称合成,就是人们常说的不对称合成.最早的不对称合成,可追溯到1890年E.Fischer 对糖类的合成.但有关学者认为,不对称合成技术的开始应从1944年算起.1944～1980年间为第一代,其合成技术的特征是,化学家们利用反应原料(亦称底物)中的手性因素去诱导新的手性中心产生.有机化学中的Cram 规则,就是因此类型而提出的.底物诱导的不足之处是必须存在原有的手性中心,因此不适合于底物为非手性的情况.鉴于此,人们提出许多新的办法解决非手性底物的不对称合成问题. 最早的办法是引入手性助剂.所谓手性助剂,就是一些有手性的化合物或基团,在反应前被引入非手性底物中去,使反应原料具有手性而进行诱导,在反应结束后它们又从反应产物中解离下来.因为在整个不对称合成反应中,它们只是辅助底物进行诱导,故名助剂.一个理想的手性助剂,需要具有三个条件,即诱导效果良好、“能上能下”、廉价易得.这种“过河拆桥”的方法,就是第・122・二代不对称合成技术.很明显,寻找合适的手性助剂是关键.但是,不论手性助剂多么理想,都存在操作上的不便,甚至出现“请神容易送神难”的问题,更何况理想的手性助剂本身就不多. 针对手性助剂的困惑,科学家们提出了一种“一劳永逸”的方法,来解决非手性底物的不对称合成问题,这就是1987年以后的第三代不对称合成技术———使用手性试剂控制.所谓手性试剂,就是引入了一些手性化合物或基团的试剂.由于手性基团的存在,改性后得到的手性试剂在进行正常反应的同时,也实现了手性诱导.目前,手性试剂诱导已经成为化学方法诱导中最常用的方法之一,特别是在手性负氢试剂对非手性酮的还原、手性硼烷对烯烃的加成等不对称合成反应中,并且e.e.%都高达90%以上,甚至100%. (2)催化量的手性化合物诱导的不对称合成 尽管手性试剂已经比较理想,科学家们仍然精益求精,最终开发了第四代技术———使用手性催化剂来控制不对称合成,目的是降低成本,更易于工业化.这是因为,在上述的三代不对称合成技术中,手性化合物都需要使用化学计量的,而使用手性催化手段后,可以使手性化合物的需要量大大降低,这就是催化剂的魅力.正因为如此,该领域的研究最吸引人、最激动人心,也取得了最辉煌的成就,并且已经有了工业化规模应用. 例如,广泛应用于食品、医药、化妆品等行业的天然左旋薄荷醇,可以由月桂烯工业化合成,关键步骤是手性催化的烯丙基胺异构化,这是手性催化应用中的显著成果之一.现在全球每年一大部分左旋薄荷醇产品由该合成方法提供,其中日本T akasag o公司用该法年产薄荷醇和其他萜类产品达1500t.又如,左旋多巴是目前治疗帕金森症(震颤麻痹症)的主要药物,它能通过血脑屏障进入脑中,经多巴脱羧酶转化成多巴而发挥作用,服药后能明显改善震颤麻痹症的肌肉僵直和运动障碍等症状,使面部表情好转,步态变灵活,发言困难减轻,目前也已经通过手性催化剂的不对称氢化而工业化合成,其中就有2001年诺贝尔化学奖得主之一的威廉・诺尔斯不可磨灭的贡献[1]. 农药方面,使用手性催化剂的不对称催化,也给人类带来了福音.舞毒蛾引诱剂右旋Disparlure是一种生态农药(生态农药是符合绿色化学潮流的绿色产品),早期已经有多种方法合成,但价格昂贵(1000英镑Π克).1980年,巴里・夏普莱斯(Sharpless)(2001年诺贝尔化学奖得主之一)发现了一种通过手性催化使烯丙醇环氧化的方法(后来被命名为Sharpless反应),该方法的e.e.%高达90%以上.科学家们马上利用Sharpless反应对舞毒蛾引诱剂右旋Disparlure进行工业化生产,使其价格猛降到100英镑Π克. 在手性催化剂控制的不对称合成中,使用低光学纯度的手性源物质,得到高光学纯度的手性产物的现象,被称为不对称放大.这方面2001年诺贝尔化学奖得主之一日本科学家野依良治做出了重要的贡献.对地球上生物分子的手性起源问题有许多学说,在这些学说中,往往存在一个共同的症结,即最初由某一原因而造成的两对映体比率的极微小差别是如何演化成今天这个地步的.这也就是要求有一种不对称放大的机制存在.因此,“试管”中不对称放大的发现,并对其机理的研究,对于解释上述手性起源问题,乃至揭开生命的奥秘,可能具有深远的意义[10]. 近来,手性催化剂控制的不对称合成中,一个有趣的现象是不对称自动催化,它是指由不对称反应生成的手性产物自身作为催化剂的反应过程.在这类体系中,手性催化剂和手性产物是相同的,反应结束后不需要分离催化剂,将会使不对称合成更为方便和经济.因此,有人认为,不对称自动催化将成为新一代的不对称合成技术.同时,在不对称自动催化中,从e.e.%很低的手性产物开始,可以形成高e.e.%的产物,因此它也可能与手性起源有关[11]. 总之,从绿色化学看,手性催化剂控制正是催化方法与合成化学的联姻,在工业应用领域,将继续具有远大的前景.同时,对于手性起源、生命起源等重大的理论领域,手性催化剂控制的研究也很有意义. (3)其他化学方法诱导的不对称合成 化学方法诱导的不对称合成除上述控制方法外,也有使用手性溶剂控制的不对称合成.但是,相比之下,手性溶剂控制方面的进展很小,实验数据有限,e.e.%较低,因而应用价值也很小. 另外,随着研究的深入,化学方法诱导的不对称合成,也已经从单不对称诱导(仅含一个诱导因素),发展到双不对称诱导(含有两个诱导因素).由于诱导因素的多样性(手性底物、手性助剂、手性试剂、手性催化剂、手性溶剂),因此两个因素的组合(包括同一类因素间的组合)将为化学方法诱导的不对称合成提供更多的选择.目前,双不对称诱导中研究较多的是Diels-Alder反应, Diels-Alder反应本身是绿色化学中一个原子利用率为100%的典型反应,因此该领域的研究值得深入.3.生物方法诱导的不对称合成 微生物和酶,都可以作为生物手段而应用于不对称合成.在工业上,已经利用微生物法合成具有手性的物・222・质,如具有重要生理作用的药物、可作食品抗氧化剂的L -抗坏血酸,以及用作治疗风湿性关节炎、气喘及皮肤病的甾类药物可的松等.酶的应用价值是不言而喻的,但是在生物体外活性要受反应溶剂的影响,且要求酶具有较高的稳定性,此外酶本身的种类也有限.因此,近来人们利用生物上的单克隆抗体技术,开发了具有类似高性能的催化抗体,也可以作为手性催化剂进行不对称合成.五、结 语 手性技术的研究,不仅与我们生活中的医药、农药等密切相关,而且对生命起源等问题的探索具有理论上的指导意义.获得手性化合物的途径有很多,这些手性技术分别与物理手段、化学手段和生物手段相结合.其中,生物方法进行拆分或不对称合成不仅选择性高,而且从绿色化学的观点看,利用生物技术具有能量与环境保护等方面的巨大优势,因此有关的各种手段较有前途,化学家和生物学家在手性技术方面进行合作很有必要;而化学方法诱导中的手性催化,不仅符合绿色化学潮流,而且经济实惠,现在和将来在工业上都有广泛的应用,其研究的理论意义也很深远,2001年诺贝尔化学奖的授予将会更加激励科学家在该领域努力工作,取得更多的突破.(2002年1月25日收到)汪朝阳 博士生,副教授,华南师范大学化学系,广州5106311 廖春阳,孙立力,李声时.自然杂志,2001;23(6):3492 戴立信,陆熙炎,朱光美.化学通报,1995;(6):153 王普善,王宇梅.精细与专用化学品,2002;(1):34 郑卓.精细与专用化学品,2001;(23):35 汪朝阳.化学通报(网络版),2001;64(2):W0216 Clark J H,Lancaster M.自然杂志,2000;22(1):17 张德和.化学通报,1993;(8):248 林国强,陈耀全,陈新滋等.手性合成———不对称反应及其应用.北京:科学出版社,2000:19 苏镜娱,曾陇梅.有机立体化学.广州:中山大学出版社,1999:95 10 王宗睦.化学通报,1992;(10):111 刘纲,马红敏,邵瑞链.化学进展,2001;13(3):198ChirotechnologyWang Zhao2yangPh.D.Candidate,Associate Pro fessor,Department o f Chemistry,South China Normal University,Guangzhou510631K ey w ords chirotechnology,green chemistry,asymmetric synthesis,chiral catalysis,biological technology外来有害生物入侵性传播灾害和治理方法的研究3白希尧 白敏冬 杨 波 周晓见 (大连海事大学环境工程研究所)3国家自然科学基金项目(N o:699010001)、国家自然科学基金重点项目(N o:60031001)关键词 生物入侵 船舶压载水 羟基自由基 外来有害生物入侵性传播是海洋四大威胁之一,船舶排放压载水是造成有害生物传播的最主要途径,对此至今尚无一种有效的处理方法.采用高频脉冲大电流气体强电离放电方法,把高密集度氧、水分子离解成高浓度羟基自由基OH以及其他活性粒子,具有广谱、快速、低浓度致死有害入侵生物的特性.它将成为治理外来生物入侵有效、廉价、无残留物的绿色新方法.一、引 言 外来有害生物入侵性传播已被世界环保基金会(GEF)认定为海洋面临的四大威胁之一[1].船舶排放压载水是造成地理性隔离水体间的有害生物传播的最主要途径[2-5],每年全球船舶携带的压载水大约有100亿吨,一艘载重10万吨货船携带的压载水量达到5万～6万吨,平均每立方米压载水有浮游动植物1.1亿个[2,3],每天全球在压载水中携带的生物就有3000～4000种[6],它们以不同方式生活在压载水中.由于货物运输经济效益的驱使,船舶航行速度加快,进而加剧了那些有害的外来生物物种的存活与传播,对港口水域的生态平衡和居民健康造成了严重危害. 20世纪70年代北美水母(combjelly)侵入黑海,嗜食浮游生物、鱼卵及鱼苗,给凤尾鱼和鲱鱼养殖业带来了・322・。
手性催化剂
手性催化剂的综述院系：专业班级：学号：姓名：指导老师：关于手性催化剂的探讨目的：这次任务我主要找关于手性催化剂的发展的研究，通过看这些专利可以看出这些年在手性物质方面研究的重点。
以及推测今后手性物质研究的方向。
概念：大家都知道有机化合物是含碳的化合物，一个碳原子的最外层上有四个电子，若以单键成键时，可以形成四个共价单键，共价键指向四面体的顶点，当碳原子连接的四个基团各不相同时，与这个碳原子相连接的四个基团有两种空间连接方式,这两种方式如同左右手，互为“镜像”，也是不能完全叠合在一起的，因此，这样的分子叫做“手性分子”。
这种构成手性关系的分子之间，把一方叫做另一方的“对映异构体”。
许多有机化合物分子都有“对映异构体”，即是具有“手性”。
通过查看下载的这些文章，自己进行了一下总结，主要有以下几方面吧。
一、C1- 对称性手性二胺席夫碱金属配合物的研究进展不对称合成方法包括底物诱导的不对称合成和催化剂诱导的不对称合成, 而最具吸引力的就是手性催化剂诱导的不对称合成, 已成为有机合成化学研究的热点。
其中, 具有C1 对称性的手性二胺席夫碱, 例如( 1R, 2R) - N, N.. - 3, 5- 双取代水杨醛- 1, 2- 环己二胺及其衍生物, 多年来其金属配合物的合成及其在不对称催化领域的应用研究异常活跃。
这类手性席夫碱金属配合物被总称为Salen 型催化剂, 此外还有Sa lan型和Sa la len型的配体。
A l、M o、Co、T i、C r、Nb、V、Cu等一系列金属的离子都能与( 1R, 2R) - N, N.. - 3, 5- 双取代水杨醛- 1, 2- 环己二胺及其衍生物形成配合物, 并被应用于有机不对称催化合成, 涉及包括不对称氢化、不对称氢转移、不对称氢硅化、不对称硅氰化和不对称氢氰化等重要反应[ 11] 。
近年来还出现了无机或有机高分子负载的Sa len型催化剂, 以及以高分子共价键担载的聚Sa len型金属配合物[ 15] , 使催化剂可以循环使用。
有机化学研究前沿—手性合成技术
有机化学研究前沿——手性合成技术宇宙是非对称的，如果把构成太阳系的全部物体置于一面跟随着它们的各种运动而移动的镜子面前，镜子中的影像不能和实体重合。
……生命由非对称作用所主宰，我能预见，所有生物物种在其结构上、在其外部形态上，究其本源都是宇宙非对称性的产物。
——Louis PasteurPasteur在一百多年前所言极是，自然界的基本现象和定律由手性产生。
就此而言，两个对映的具有生物活性的化合物在手性环境中常常有不同的行为。
由于这个原因，也是为了“手性经济”，许多研究者致力于不对称合成的研究。
具体而言，以分子内不对称诱导为基础的立体选择性合成已在有机化学合成中起着重要的作用并得到充分的理解。
相比之下，虽然已做出一些成就，我们对不对称的分子间传递的理解目前仍处在开始阶段。
一、手性的发展历史立体化学的发展可追溯到19世纪。
在1801年,法国矿物学家Hauy就注意到，水晶晶体显示半面现象。
这意味着可以认为，晶体的某些小平面排列为不可重合的物体，那些物体和实体与镜像的关系是相似的。
1809年，法国物理学家Malus 观察到了由水晶晶体引起的偏光效应。
1812年，另一位法国物理学家Biot发现，沿着与晶体轴垂直的方向切下的水晶片能使偏振光平面旋转某一角度，角度的大小和晶体片的厚度成正比。
右型和左型的水晶晶体以不同的方向使偏振光旋转。
1815年，Biot将这些观察延伸到纯的有机物的液体或其溶液。
他指出，由水晶晶体引起的旋光和由他研究的有机化合物溶液引起的旋光之间有些不同：由水晶引起的旋光是整个晶体的性质，而由有机物质引起的旋光则是单个分子的性质所致。
1846年Pasteur察到，右旋的酒石酸晶体有相同取向的半面。
他假定，酒石酸盐的半面结构必定和它的旋光能力有关系。
1848年，Pasteur从外消旋混合物中分离了（+）/（-）—酒石酸的钠铵盐的晶体。
通过缓慢蒸发外消旋酒石酸的水溶液，形成了大颗粒的晶体，并表现出和水晶相似的显著的半面现象，。
手性催化剂
手性催化研究的新进展与展望手性是自然界的基本属性之一，与生命休戚相关。
近年来，人们对单一手性化合物（如手性医药和农药等）及手性功能材料的需求推动了手性科学的蓬勃发展。
手性物质的获得，除了来自天然以外，人工合成是主要的途径。
外消旋体拆分、底物诱导的手性合成和手性催化合成是获得手性物质的三种方法，其中，手性催化是最有效的方法，因为他能够实现手性增殖。
一个高效的手性催化剂分子可以诱导产生成千上万乃至上百万个手性产物分子，达到甚至超过了酶催化的水平。
2001年，诺贝尔化学奖授予了三位从事手性催化研究的科学家Knowles、Noyori 和Sharpless，以表彰他们在手性催化氢化和氧化方面做出的开拓性贡献，同时也彰显了这个领域的重要性以及对相关领域如药物、新材料等产生的深远影响。
我国对于手性催化合成的研究始于上世纪80年代，从90年代逐渐引起重视。
1995年戴立信、陆熙炎和朱光美先生曾撰文呼吁我国应对手性技术特别是手性催化技术的研究给予重视[1]。
国家自然科学基金委员会九五和十五期间分别组织了“手性药物的化学与生物学研究”（戴立信院士和黄量院士主持）[2]、“手性与手性药物研究中的若干科学问题研究”（林国强院士主持）[3]重大研究项目，同时中国科学院和教育部等也对手性科学与技术的研究给予了重点支持，极大地推动了我国手性科学和技术领域特别是在手性催化领域的发展，取得了一批在国际上有较大影响的研究成果，并培养了一支优秀的研究队伍，在手性催化研究领域开始在国际上占有一席之地。
本文结合国际上手性催化研究的最新进展，主要回顾了我国科学家近年来在新型手性配体、金属配合物手性催化、生物手性催化、有机小分子手性催化、负载手性催化剂、以及新概念与新方法等方面取得的重要研究进展[4]，并展望了手性催化的未来发展趋势。
一、新型手性配体的设计合成手性配体和手性催化剂是手性催化合成领域的核心，事实上手性催化合成的每一次突破性进展总是与新型手性配体及其催化剂的出现密切相关。
有机合成中的新型手性识别与手性催化剂反应条件优化
有机合成中的新型手性识别与手性催化剂反应条件优化在有机合成领域，手性识别和手性催化剂是非常重要的研究方向。
本文将介绍一些新型的手性识别方法，并探讨手性催化剂反应条件的优化。
一、新型手性识别方法1. 手性团簇的应用手性团簇是一种特殊的分子集合，具有高度的手性选择性。
研究发现，手性团簇在合成手性化合物时起到了重要作用。
通过合理设计手性团簇，可以实现高效的手性识别和手性信号放大。
2. 基于手性配体的分子识别手性配体是一类常用的手性识别工具。
通过设计合适的手性配体，结合适当的实验技术，可以实现对手性化合物的高选择性识别和分离。
例如，手性配体在制备手性化合物时可以起到催化剂的作用，实现对手性产物的高效催化转化。
二、手性催化剂反应条件优化1. 反应温度的优化反应温度是决定反应速率和产物选择性的重要因素之一。
通过调节反应温度，可以调控反应中手性催化剂的活性和底物的活性。
因此，优化反应温度对于高效合成手性化合物至关重要。
2. 溶剂的选择溶剂可以对反应的速率和产物选择性产生重要影响。
选择合适的溶剂不仅可以提高催化剂的催化活性，还可以改善手性识别的效果。
因此，在优化手性催化剂反应条件时，选择合适的溶剂非常重要。
3. 反应时间的控制合理控制反应时间可以有效提高手性产物的选择性。
过长的反应时间可能导致副反应的发生，从而影响产物的手性选择性。
因此，在手性催化剂反应过程中，对反应时间进行适度控制是非常关键的。
4. 底物和催化剂的比例底物和催化剂的比例是控制反应速率和产物选择性的重要条件之一。
恰当的底物和催化剂比例可以提高反应效率和产物的手性选择性。
因此，优化底物和催化剂的比例是优化手性催化剂反应条件的重要策略之一。
综上所述，新型手性识别方法和手性催化剂反应条件的优化对于有机合成中手性化合物的制备具有重要意义。
通过不断的研究和探索，相信在未来会有更多创新的手性识别方法和更优化的手性催化剂反应条件被开发出来，为有机合成领域的发展做出更大的贡献。
手性药物及其不对称催化合成
手性药物及其不对称催化合成摘要：本文介绍了手性及发展手性药物的重要性；叙述了手性药物的合成方法，并且结合实例对化学不对称催化技术合成手性药物作简要概述，包括不对称催化氢化、不对称催化氧化、不对称环丙烷化、不对称催化羰基还原、不对称催化羰基合成等；对不对称催化反应在手性药物合成中存在的问题，展望了其发展方向。
1.手性及发展手性药物的意义手性是人类赖以生存的自然界的最重要的属性之一。
手性是指与碳原子相连的4个原子或基团以两种形式形成空间排列不同结构不同的对映体，互成镜像，彼此对称而不重合。
就像人的左手和右手相互不能叠合，彼此是实物和镜像的关系，这种关系在化学中称为“对映关系”，具有对映关系的两个物体互为“对映体”。
作为生命活动重要基础的生物大分子，如蛋白质、多糖、核酸和酶等几乎全是手性的，如组成蛋白质和酶的氨基酸为L-构型，糖为D-构型，DNA的螺旋结构为右旋。
在机体的代谢和调控过程中所涉及的物质（如酶和细胞表面的受体）一般也都具有手性，在生命过程中发生的各种生物-化学反应过程均与手性的识别和变化有关。
因此，手性在生命过程中发挥着独特的功能。
在人和其他生物体系的复杂手性环境中，手性分子的精确识别有可能导致手性体系产生宏观的物理与化学性质的变化以及生理反应，手性药物就是最为典型的例子[1-2]。
当手性药物分子作用于生物体时，不同构型的药物分子产生的对映相互作用往往是不同的，甚至是截然相反的，结果表现为截然不同的药理和毒理作用。
手性药物按其作用可分为3类:(l)异构体具有相似的药理性质，如异丙嗪(Promethazine)的2个异构体具有相同的抗组织胺的活性；(2)异构体中一个有药理活性，另一个则没有，如抗炎镇痛药茶普生(Naproxen)，(S)一异构体的疗效为(R)一异构体的28倍，后者可认为没有活性；(3)异构体具有完全不同的药理作用，一个典型的例子是20世纪50年代末期发生在欧洲的“反应停”事件，孕妇因服用酞胺呱陡酮(俗称反应停)而导致海豹畸形儿的惨剧。
不对称合成的制作方法
不对称合成的制作方法1. 简介不对称合成是一种独特的合成手法，在化学、生物学和材料科学领域得到了广泛的应用。
本文将介绍不对称合成的基本概念和制作方法。
2. 不对称合成的定义不对称合成是指在化学合成中，通过使用手性试剂或手性催化剂，使得产物中的手性中心选择性地生成一种立体异构体的方法。
3. 不对称合成的重要性不对称合成在药物合成、材料合成和有机化学研究中具有重要的意义。
由于手性分子对于药物活性、生物活性和化学性质的影响，制备单一手性异构体的能力对于合成有机化合物具有重要意义。
4. 不对称合成的核心原则不对称合成的核心原则包括以下几点：•手性诱导：通过引入手性试剂或手性催化剂，实现对产物手性中心的选择性诱导；•选择性反应：通过选择合适的反应类型和条件，实现对手性中心的选择性反应；•表观不对称性：利用手性辅助剂或手性试剂，在反应过程中生成手性中间体，从而实现不对称合成。
5. 不对称合成的方法和策略5.1 金属催化的不对称合成金属催化的不对称合成是一种常用的制备手性化合物的方法。
该方法利用金属催化剂在反应中引入手性诱导，可以实现高度选择性的不对称合成。
常见的金属催化剂包括铑、钌、钯等。
5.2 生物催化的不对称合成生物催化的不对称合成是一种绿色环保的制备手性化合物的方法。
该方法利用酶或整个生物体作为催化剂，在温和条件下实现对手性中心的选择性反应。
生物催化的不对称合成具有高效、高选择性和环境友好的特点。
5.3 手性催化剂的不对称合成手性催化剂的不对称合成是一种重要的选择性合成方法。
该方法通过设计和合成手性催化剂，实现对手性中心的高度选择性反应。
手性催化剂的设计和合成是不对称合成中关键的一步，需要综合考虑催化活性、选择性和稳定性等方面的因素。
5.4 手性诱导的不对称合成手性诱导的不对称合成是一种常用的制备手性化合物的方法。
该方法利用手性诱导剂在反应中引入手性中间体，通过选择性的反应实现对手性中心的选择性合成。
有机化学中的手性催化反应
有机化学中的手性催化反应有机化学是研究有机化合物结构、性质、合成的科学，其中手性催化反应是有机化学的一个重要研究领域。
手性催化反应是利用手性催化剂对手性反应的加速和选择性控制，以合成手性化合物的方法。
本文将探讨手性催化反应的背景、机理和应用。
一、手性催化反应的背景手性是有机化合物的一个重要属性，手性分子存在左右旋两种异构体，分别称为对映异构体。
它们具有相同的物理化学性质，但在光学活性物质的旋光度、酸碱性、生物活性等方面存在显著差异。
因此，制备手性化合物就成为有机化学领域的基础研究和应用研究的重要问题。
手性催化反应是有机化学家通过催化剂手性选择性地加速控制手性反应的产物的方法之一，可以在环境友好、高效、经济的条件下制备手性化合物。
随着催化剂设计、合成和应用技术的不断提高，手性催化反应逐渐成为有机化学领域的研究热点之一。
二、手性催化反应的机理手性催化反应的机理与传统无机催化反应有所不同，手性催化反应常常采用手性配体协同催化剂（使其具有手性选择性）来加速和控制手性反应的产物。
催化反应中手性配体协同催化剂与底物之间会形成配位物，控制化学反应的方向性和立体选择性。
迄今为止，有多种手性催化反应机理被探究明确，其中一些具有代表性的反应机理如下：1.路易斯酸催化反应机理路易斯酸的选择性与手性配体有关，因为手性配体的电子性质与极性对反应机理具有重要影响。
在路易斯酸催化反应机理中，手性配体可以调控生成中间体，从而控制反应的立体选择性。
2.铁催化反应机理铁催化反应机理是化学反应的一个廉价、有效的选择性合成手性环状分子的方法。
在铁催化反应机理中，手性氧化剂被用作手性诱导剂（使产物具有对映异构体的结构，其能量属于多能态），从而导致类似于手性路易斯酸的选择性。
三、手性催化反应的应用手性催化反应在天然产物制药、医学、化妆品等国民生活和生命科学领域中有着广泛的应用。
例如，在医学领域，手性化合物的不对称毒性、生物活性、代谢、吸收、分布、排泄等方面与对映异构体有很大关联，而手性催化反应可以制备高选择性的手性化合物，这为制药工业的发展带来了巨大的贡献。
化学反应中的手性催化剂
化学反应中的手性催化剂手性催化剂是一种非常有趣的化学物质。
它可以在化学反应中起到非常重要的作用。
在这篇文章中，我将向您介绍手性催化剂的基本概念、应用以及一些有趣的实验事例。
1. 手性催化剂的基本概念手性催化剂，顾名思义，就是具有手性的催化剂。
什么是手性呢？手性可以简单理解为对称性不同的分子。
在化学中，我们把分子分为左右两种对称性不同的类型，称之为手性。
与之相对的是不对称的分子，我们称之为非手性。
手性催化剂具有两种手性异构体，分别为左旋异构体和右旋异构体。
它们的具体结构非常复杂，不同种类的手性催化剂有不同的结构。
手性催化剂的作用非常特殊。
它可以使反应发生手性选择性，也就是在一个反应中只生成一种手性的产物。
这对于制药、农药、化妆品等领域的合成意义重大。
2. 手性催化剂的应用手性催化剂可以应用于各种有机化学反应。
以下是一些常见的反应：(1) 不对称羟化反应不对称羟化反应是一种重要的有机合成反应。
通过使用手性催化剂，可以实现对产物的手性选择性。
(2) 不对称的Michael反应Michael反应是一种经典的不对称反应。
通过使用手性催化剂，可以实现对反应物的手性选择性，从而获得手性对映体。
(3) 不对称的Mannich反应Mannich反应是一种重要的不对称反应。
通过使用手性催化剂，可以实现对Mannich反应产物的手性选择性。
(4) 不对称的缩合反应不对称的缩合反应也是一种常见的不对称反应。
通过使用手性催化剂，可以实现对缩合反应产物的手性选择性，得到具有高度立体选择性的产物。
3. 一些有趣的手性催化剂实验手性催化剂不仅有应用价值，还非常有趣。
以下是一些有趣的手性催化剂实验案例。
(1) 千姿百态的手性固体手性催化剂可以存在于各种形态的固体中，这些固体形态包括晶体、液晶、胶态等等。
因为手性催化剂的结构非常复杂，所以它可以形成非常多样化、千姿百态的手性固体。
(2) 手性指纹在实验上，我们可以通过手性催化剂和手性分子配位来制备“手性指纹”。
有机合成中的手性控制
有机合成中的手性控制在有机化学领域中，手性化合物的合成和分离一直是一个重要而复杂的问题。
手性化合物是指其分子结构中具有手性中心或轴的化合物，可以存在两种立体异构体，即左旋体和右旋体。
手性化合物的手性控制是一项关键技术，对于合成药物、农药、激素、香料等手性化合物的制备具有重要意义。
本文将介绍有机合成中的手性控制的方法和应用。
一、对映选择性催化反应对映选择性催化反应是合成手性化合物的一种常用方法。
催化剂可以在反应中选择性地诱导生成某一种手性体，从而实现手性控制。
最常见的对映选择性催化反应是铂族金属催化的氢化和不对称氢化反应。
除了过渡金属催化，手性有机催化剂也被广泛应用于手性控制反应中。
这些催化剂具有良好的催化活性和对对映体的诱导能力，可以实现对手性化合物的高立体选择性合成。
二、催化剂的手性构建与手性传递手性催化剂的设计、合成和应用是实现手性控制的关键。
催化剂的手性构建可以通过手性配体和手性配体引发的控制步骤来实现。
手性配体的立体结构会影响反应底物和催化剂之间的相互作用方式，从而决定对手性化合物的选择性控制。
手性催化剂还能通过手性传递的方式将手性信息传递到底物中，实现对手性的传递和控制。
手性传递可以通过不对称诱导的方式来实现，如手性诱导嵌段聚合物的合成等。
三、手性辅助剂的应用手性辅助剂是一种常见的手性控制策略。
常用的手性辅助剂包括手性离子液体、手性衍生物和手性配体。
手性辅助剂能够与底物分子发生非共价作用，通过空间位阻或化学诱导的方式实现对手性化合物的控制。
手性辅助剂可以通过手性诱导合成反应中的手性活性种或通过对底物进行手性鉴别实现手性控制。
四、手性迁移反应手性迁移反应是合成手性化合物的一种有效手段。
在该反应过程中，手性信息由手性来源通过迁移的方式传递到底物分子中，从而实现手性控制。
手性迁移反应常见的有手性相关的催化反应、手性诱导控制的环化反应等。
通过手性迁移反应可以实现手性信号的扩散和传递，从而完成手性分子的合成过程。
化学合成反应中的手性识别
化学合成反应中的手性识别在化学合成反应中，手性识别是一个重要的概念。
手性是指一个分子的非对称性，即它无法与自己的镜像完全重合。
简单来说，一个分子的手性是由它的立体构型决定的。
手性识别是指确定一个分子的手性是否符合要求的过程。
在化学合成中，手性识别是非常关键的，因为许多化合物的活性和物性都与它们的手性密切相关。
手性识别的方法有很多种，其中最常用的是手性催化剂。
手性催化剂是一种有手性的化合物，它可以参与化学反应，并选择性地引发一种手性的反应路径。
这些催化剂通常分为两类：手性有机小分子催化剂和手性金属催化剂。
手性有机小分子催化剂通常具有手性基团，可以作为配体与金属离子配位形成手性催化剂。
这类催化剂通常具有较大的反应基团，具有良好的立体位阻效应，可以选择性地催化一种手性的反应。
与此同时，这些催化剂通常也具有较高的催化活性和选择性，且操作方便，不易受到污染和劣化。
手性金属催化剂也是一种常见的手性识别方法。
这种催化剂通常由有手性的金属配合物组成。
这些配合物可以选择性地催化一种手性的反应，并具有良好的催化活性和选择性。
与手性有机小分子催化剂相比，手性金属催化剂通常具有更高的反应速率和更好的选择性，但需要使用特殊的合成方法。
此外，这种催化剂也更容易受到污染和劣化。
除了催化剂以外，还有一些其他的手性识别方法。
其中比较重要的是手性色谱分离技术。
手性分离方法通常是通过分离手性配体或分割手性生成区域来实现的。
这种方法可以在许多化学合成反应中使用，但通常需要较长的分离时间和更复杂的设备。
手性识别在化学合成中扮演着非常重要的角色。
通过正确地选择手性催化剂或手性分离方法，可以选择性地合成手性合成物，从而获得所需要的手性产物。
在未来，随着手性化学的发展和应用，手性识别方法也将得到更广泛的应用。
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结构的对映体，互成镜像，彼此对称不重合。
基本概念
1、手性碳原子：当碳原子四个键连接四个不同的原子
或基团，形成手性中心，称为手性碳原子
2、对映体：分子的构造相同, 但构型不同,形成实物与 镜象的两种分子,称为对映异构体。 3、旋光性：能使偏振光振动平面旋转的特性。若某物 质能使透射过它的偏振面顺时针方向旋转，此物质具 有右旋光性（+）。 4、外消旋体：对映体的等量混合物叫外消旋体。
D/L标记法
• D、L是一种相对构型，不表示旋光性（右旋/左旋） • 旋光性用（＋），（－）表示
以 甘 油 醛 为 标 准
CHO H OH CH2OH Deg. H CHO OH CH2OH P-(+)-甘油醛 [O] H HO CHO H CH2OH L COOH OH CH2OH D-(-)-甘油酸 [H] COOH H OH CH3 D-(-)-乳酸
原因二
生命物质是有手性的
在微观世界中： • 构成生物大分子的核糖都是右旋的D一核糖，蔗糖是 右旋65. 6°的光学活性分子．人体仅能吸收利用右旋 的糖类．自然界正好提供了右旋的糖类供人类食用。
• 更为重要的是人体细胞核染色体中的遗传物质DNA的 双螺旋结构正好是右旋向上的。 宏观世界：处处是不对称的右手螺旋现象: 如所有的海 螺、海贝和蜗牛的贝壳都可以看到鲜明的右手螺旋现 象；一些细菌的生长亦是右手螺旋的。在全世界的体 育跑道上人总是在跑道上向右旋……
（1）化学拆分法：利用手性试剂与两种对映体形成复合物，
根据反应速度及所形成复合物的物化性质的不同将两种
对映体分开。 （2）化学不对称合成：在不对称催化剂作用下，利用化学 反应的动力学和热力学不对称性进行单一对映体的合成。 （3）手性色谱分离：需要使用手性色谱分离柱或使用一般 色谱分离柱，采用手性流动相进行对映体分离。
原因一
药物
反应停 乙胺丁醇 氯霉素
作用
镇静 抗结核 抗菌
有效成分 对映体作用
R S S S 致畸 R 导致失明 R 抗菌活性低
酮基布洛芬
抗炎
S
R 防治牙周病
手性与人类健康: “反应停”悲剧
O N NH O O O
(R)-thalidomide
O O N H O N O
(S)-thalidomide
原因一
天门冬酰胺
HO O O N H O H OCH3 H3CO O 苦的 H N H O O OH H 右旋
H 左旋
NH2
NH2
甜的 COOH H2N H 青霉胺
HS 左旋
HOOC H NH2
SH 右旋
抗关节炎药
致突变物
原因一
可见，与使用外消旋手性药物相比，服用单一有
效的对映纯手性药物可以：
◆减少剂量，降低代谢负担，更好地控制药物动力学； ◆减少其对映体带来的毒副作用。
• 机理：手性单位增值效应（使用一个单位的手
性催化剂可以得到几千甚至上万个单位的手性
产物）。
手 性 催 化 的 原 理
手性催化的原理
（1）过渡金属Rh配合物中连结着一个手性膦化
合物，该手性催化剂具有同时与H2和反应物结合 的能力，所得复合体再次起反应，并且使H2加成 在反应物双键位臵，这是必不可少的氢化阶段。
2002年6月13日，英国《自然》周刊发表加拿 大科学家L. Jesson和S. Barrett研究某植物花 柱手性的论文，指出两个等位基因中的一个控 制花柱的左右，其中向右是显性的。
在平面上，直线运动和旋转运 动相结合就产生螺旋线，而在 空间就产生螺旋面。螺旋线和 螺旋面不存在双侧对称，它们 旋转的方向不是往左就是向右。
COOH H C R NH2
HOOC C R H2N H
手性(chirality)
药物的手性因素
D A C B B C D A a c d C b b c d C a
手性四面体
c S a b b c S a a c b N
手性碳
b N a c
手性硫
手性叔胺
药物的手性因素
a a C C O C c d b
CH2OH
相对构型和绝对构型
CHO H OH CH2OH
O
H
COOH OH CH2OH
H
H
COOH OH CH3
D-(+)-甘油醛
D-(-)-乳酸
绝 对 构 型
能真实代表某一 光活性化合物的 构型（R、S）
相 对 构 型
与假定的D、L甘油 醛相关联而确定的 构型。
对映体过量百分率（ee值）
若产物是一对对映体，当R 构型的产物大于S 构型
R、S标记法
由大到小，按次序规则。 从大到小，顺时针为R；反时针为S
OH OH
C2 H 5 H H CH3
CH3 C2 H 5
R
S
当最小基团处于横键位臵时，其余三个基团从大到小
的顺序若为逆时针，其构型为R；反之，构型为S。
CHO CHO H OH CH2OH H OH H HO
CHO
R
CH2OH
（2）当手性产物被释放出后，又会形成新的手性 配合物。因此，非手性的反应物由手性催化剂转 化为具有手性的产物，这就是不对称合成。
手性催化剂
优 点
金属有机催化 广泛的反应底物 配体灵活可控 高选择性 高活性 催化剂来源广泛 易制价格便宜 易操作、无毒 缺 点 催化剂价格昂贵 不易操作、有毒 反应底物范围较窄
第五章 不对称有机合成 ——手性合成技术
主要内容
• 基本概念、知识
• 手性化合物 • 手性合成 （1）有机小分子催化
（2）不对称生物催化
（3）手性离子液体在不对称合成中的应用
• “手性”这个词源于古希腊语“Cheir”，它
的原意是手。
• 手性是指因碳原子连接的4个不同原子或基 团，在空间排布上可以以两种形式形成不同
亚 胺 醛 中 间 物 水 解
碳一碳键形成
亚胺-醛中间物水解
脯氨酸参与催化的烯胺反应
1 2
产物
脯氨酸催化合成 六碳糖
不对称生物催化技术
酶催化剂的特点
• 酶是手性催化剂，是经过进化而具有转移性催化
结构的特殊蛋白质，可以与底物特异性地结合在 一起，从而表现相互高度的区域、立体和对映选 择性； • 生物催化一般在温和的反应条件（20-30 ℃ ） 下进行。
沙立度胺（Thalidomide）事件
O N NH O O O
• R-(+)-和S-(-)-沙立度胺都有镇静作用，可用于缓解妊娠 妇女的晨吐反应，因而我国仿制时将其称为“反应停”。 S-(-)-沙立度胺还有免疫抑制活性。 • 无数妇女服用了消旋药物，减轻了反应，但随后产下了数 千例畸胎。
O N O
（1）机械拆分法：利用结晶形态差别，辨认区分
（2）生物拆分法：利用生物催化剂催化反应的高浓 度底物、区域、位点，进行外消旋体拆分。 （3）化学拆分法：将对映体转变成非对映体，然后 用一般方法分离。
获得手性化合物的不同途径
天然手性 化合物 消旋 化合物
或
手性池
或
拆分
和
前手性 化合物
催化不对称合成
化学拆分技术：
曲霉蛋白酶
实 例 2
• 用酶催化拆分胺类：在脂酶的作用下，对胺基进
行选择性酰化，然后拆分。
• 当一种胺类与一种活泼的草酸单酯反应时，则形 成草酸酰胺单酯衍生物．这样非常适合用脂酶直
接水解进行拆分，余下草酸酰胺很容易去保护。
离子液体中的不对称催化反应
☆☆☆☆☆
1、IL在酶催化反应中的应用
• 酶一般不溶解于离子液体，成悬浮状态，常以固定化的
实 例
在药物分子中频繁出现手性仲胺，开发有效又
实用的手性纯仲胺合成路线仍然是个挑战．动
力学拆分仍是选择之一。
实例1
瑞辉用酶催化拆分仲胺
（1）用氯氧代乙酸乙酯对外消旋胺进行酰化，得到草酸乙酯衍生物；
（2）用酶选择性水解R-对映体酯键，S-对映体不变；
（3）用HCl分离酯。 收率45%左右，e.e 为99%
形式应用，这种情况下酶一般不失活，能保持甚至会获
得较水相或有机溶剂体系更高的催化活性。
• 如果酶溶解于离子液体，则溶解部分的酶无效。
• 离子液体在生物催化过程中的作用主要集中在水解酶催 化的反应。
2、在催化加氢反应中的应用
• 离子液体与有机金属配合物及有机物的相溶性可调，是 液/液两相催化理想的溶剂。 • 在这种两相体系中，金属配合物催化剂溶解在离子液体 里成为极性相，反应物和产物溶于有机溶剂中成为有机 相，通过搅拌两相能充分混合，近似于均相反应。 • 反应结束后，两相分层使催化剂与产物分离，与用有机 溶剂的均相体系相比，所获得加氢产物的ee值相差不多 或更高．同时，保留在离子液体中的催化剂可循环使用。
的产物时，则
[R] - [S] %ee = [R] + [S]
100%
为什么要研究手性物质？
• 原因一：
手性物质表现出不同的生物活性
• 原因二：
生命物质是有手性的
原因一
手性化合物的对映异构体，对生物会产生以下行为：
（1）具有等同或近乎等同的生物活性
（2）都具有定性上的生物活性，但又一定量的差异
（3）一种对映异构体有所期望的活性，另一异构体的活 性则很差或呈惰性 （4）两种对映异构体呈现出截然不同生物活性。
太阳系的所有天体 （包括小行星）都 是按照右旋方向旋 转的(右手定则)。
2000年8月发生于 大西洋的阿尔贝 托飓风，其螺旋 具有手性特征。
在植物学中，手性也是一个 重要的形态特征。绝大部分 攀缘植物是沿着主干往右缠 绕的，但也有少部分是往左 缠绕的，如香忍冬。