手性催化剂在有机合成中的应用

综述：手性催化剂在有机合成中的应用

摘要：手性salen金属络合物在烯丙醇类化合物的动力学拆分，环氧化合物的不对称开

环以及非官能化烯烃的不对称环氧化等反应中已得到了广泛的应用。手性催化剂控制不对称羟醛反应，从工业生产的角度来看，实用的有机合成反应要求高选择性，高反应速率，高产率，原子经济性，低成本，操作简单，环境友好以及低能耗。一个简单的手性催化剂分子可以决定上百万的手性产物分子的立体选择性，但只有当昂贵的与底物或试剂结合的手性助剂能被重复利用，反应才有实用价值，使得反应具备极高的生产力和经济效益

关键词：手性催化剂手性Salen-Co(Ⅲ)催化剂

正文：

众所周知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”。而催化剂会诱导化学反应发生改变，而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样，具有高度的选择性。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，例如二氧化锰在氯酸钾受热分解中起催化作用，加快化学反应速率，但对其他的化学反应就不一定有催化作用。而手性催化剂就是含有手性C原子的催化剂，它在一些合成放应中具有举足轻重的作用。

手性催化剂按其反应类型又可以分为：不对称催化氧化，不对

成双羟基化，不对称氨羟化，不对称催化环丙烷化，不对称氢氰化，羟基不对称催化还原。

下面就来讨论手性催化剂在有机合成中的应用：

首先说与我们息息相关的药物吧。我们生病时吃的药物很多都是有机合成出来的，而合成很多药物就是需要一些催化剂，这其中有些就是手性催化剂，例如Salen金属络合物。

手性Salen-Co催化剂，Salen金属络合物作为催化剂其价值逐渐被人们揭示,无论是在不对称催化反应的方法学研究中,还是在天然产物的合成中都有了迅速的发展和广泛的应用。在众多的Salen金属络合物中,Salen-Co催化剂的研究和应用是近几年才发展起来的。因其使用效果好、催化活性高,而备受人们的青睐。

另外手性催化剂可以控制不对称羟醛反应。例如化合物72先用Sn(OTf)2和手性胺73处理生成锡的烯醇化合物，该手性中间体与醛作用产物β-羟基-硫酰亚胺74的ee值可达到90%。在这，叔胺的选择是至关重要的。还有手性Lewis酸催化，如催化剂91c，叔丁基或乙基硫代乙酸酯，或乙酸乙酯烯醇化后，得到的硅基烯酮缩醛类化合物与苄氧基乙醛发生羟醛缩合类反应，产物的ee值可以达到98%，收率在95%以上。采用催化剂88c进行β-酮酸脂和硅基烯酮缩醛及烯醇硅醚之间的反应也获得了较好的结果，产物的ee值在93%～99%。

以商业化易得的具有碱性氮原子的手性药物为有机催化剂, 用于催化β-酮酸酯不对称α-羟基化反应,发现以噻吗洛尔或普萘洛尔

为催化剂,反应对映选择性分别可达32%和18%.对噻吗洛尔和普萘洛尔进行结构修饰,合成了12个洛尔药物类似物,并考察了其催化效果,发现在优化的反应条件下,以30 mol%(R)-1-叔丁胺基-3-(2-萘氧基)-2-丙醇(7f)为催化剂,20 mol%β-环糊精为助催化剂,叔丁基过氧化氢为氧化剂,己烷为溶剂,反应对映选择性最高可达57%,收率92%.不对称α-羟基化产物(S)-5-氯-2-羟基-1-茚酮-2-甲酸甲酯(2a)在乙酸乙酯中一次重结晶后,对映体光学纯度可达99%,收率68%.

前面有Lewis酸催化，现在讨论下碱催化，从手性哌啶酸及叔丁基亚磺酰胺出发, 针对三氯氢硅对亚胺的不对称还原, 设计和合成了一系列哌啶酰胺类路易斯碱( A1 ~A4)和叔丁基亚磺酰胺类路易斯碱( B2 ~ B4 )的新型手性催化剂, 从中发现了一些性能超群的催化剂, 不但突破了原有催化剂的种类,在底物适用范围方面也取得了突破性的进展。本文首次将A和B的应用范围进一步拓展到催化三氯氢硅对N 酰基烯胺( 1a~ 1h)的不称还原反应( Scheme 1 )中, 获得了较好的结果。

以上就是我通过查找资料所整理的手性催化剂在有机合成中的应用

参考文献：

1.《手性合成-不对称反应及其应用》第三版林国强陈耀全李月明陈新滋著（中国科学院研究生教学丛书）

2.《不对称催化反应-原理及在有机合成中的应用》张生勇郭建权著

3.《手性合成与手性药物》林国强王梅祥（国家自然科学基金重

大项目）