问题：手性有机化合物与不对称合成
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时间：2005-04-03 15:40:19 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

　手性有机化合物的合成方法　　合成光学活性有机化合物的方法大致可以分为以下4种:①旋光拆分;②用光学活性化合物作为合成起始物;③使用手性辅助剂;④使用手性催化剂。在实际应用中,这4种方法中的任何一种都有可能成为某一特定合成的最佳选择,它们各有其优缺点。我们在这里看一看这几种方法的例子。　　旋光拆分是传统的方法,一般来说它是用一个手性的化合物和需要拆分的化合物形成某种化学结合,即形成一对非对映异构体,然后用柱色谱或重结晶等方法进行分离。最常见的是用一种光学纯的碱去拆分一个酸,或者用一种光学纯的酸去拆分一个碱,酸碱可以形成盐进行重结晶。这种方法尽管古老,但目前在工业上还是用得很多的。除这种传统方法之外,近年来又发展起来了一种称为动力学拆分的方法。它是用一个手性环境下的化学反应,比如在手性催化剂作用下的反应,使得起始物中的某一个对映体以比较快的速度反应转化为另一种化合物从而达到分离的目的。比如史一安等报道的应用手性ｄｉｏｘｉｒａｎｅ选择性环氧化起始物烯烃中的Ｒ对映体从而达到对映拆分的目的。
　　应用手性助剂是合成光学纯化合物的另一个有效的方法。它是在分子内引入一个手性的辅助部分,用这个部分来控制反应中心的立体化学,生成的产物是非对映异构体,通常可以用柱色谱分离,最后去掉这个手性的辅助部分。在众多的手性助剂中比较成功的是美国哈佛大学Ｅｖａｎｓ开发的Ｏｘａｚｏｌｉｄｉｎｏｎｅ和瑞士日内瓦大学Ｏｐｐｏｌｚｅｒ的樟脑磺内酰胺(Ｃａｍｐｈｏｒｓｕｌｔａｍ)。
近年来不对称合成已逐步渗透到有机化学的各种反应类型。比如有机自由基反应以前被认为没有选择性,现在研究发现这类反应的立体化学是可以控制的。例如Ｎａｉｔｏ等最近报道了一个合成β 氨基酸的新方法,关键的步骤就是用了自由基反应,并用手性助剂樟脑磺内酰胺(Ｃａｍｐｈｏｒｓｕｌｔａｍ)控制反应的立体化学[4]。　　Ｅｖａｎｓ报道的另一个β 氨基酸的合成方法是用Ｏｘａｚｏｌｉｄｉｎｏｎｅ作为手性助剂,通过立体选择性烷基化引入新的手性中心,再经过水解、Ｃｕｒｔｉｕｓ重排和脱保护得到光学纯的β 氨基酸[5]。　　在不对称合成中最具有挑战性的是不对称催化反应[6],它是用催化剂的不对称中心来诱导产生产物的手性。这类反应中最著名的是20世纪80年代初Ｓｈａｒｐｌｅｓｓ发展的不对称环氧化[7]。在该反应中Ｄ酒石酸二乙酯作为手性源控制环氧化只从双键平面的一边进行。如果在反应中用Ｌ酒石酸二乙酯,那么环氧化将从双键平面的另一边进行。只需要催化剂量的光学纯酒石酸二乙酯就可以实现高度对映选择性的环氧化。这个反应已在工业上得到了应用。　　Ｓｈａｒｐｌｅｓｓ的不对称环氧化适用于双键α位上含羟基的底物———烯丙醇类化合物。20世纪90年代初,Ｊａｃｏｂｓｅｎ开发了一类含Ｃ2对称轴的手性配体,这些配体与Ｍｎ(Ⅲ)形成的络合物可以高度对映选择性地催化非烯丙醇类烯烃双键的环氧化[8]。该反应迅速得到了广泛应用。　除不对称环氧化之外,运用含手性配体的金属催化剂进行不对称氢化反应也是很活跃的研究领域。早在20世纪60年代末,美国Ｍｏｎｓａｎｔｏ公司的Ｋｎｏｗｌｅｓ就开始含手性磷配体的铑络合物的制备并将其应用于不对称氢化。这类手性催化剂经不断改进于20世纪70年代在Ｍｏｎｓａｎｔｏ公司用于工业化生产Ｌ多巴(Ｌ二羟基苯丙氨酸,用于控制帕金森病）。
　　在以后的20多年间人们在不对称氢化方面开展了大量的研究工作,其中日本京都大学Ｎｏｙｏｒｉ等最先开发的含手性联萘磷配体(ＢＩＮＡＰ)的金属催化剂获得了巨大的成功。Ｎｏｙｏｒｉ最初研究的是含手性联萘磷配体的金属铑催化剂,用于碳碳双键的不对称氢化,得到很高的对映选择性[10]。以后这类手性配体又被应用于其他的金属催化剂。
　　手性合成属于传统的方法,它是用手性的化合物作为起始物,应用常规的化学合成,经数步反应得到最终的光学纯产物。用光学活性化合物作为合成起始物方法的最大局限性在于获得手性起始物,即是否容易得到光学纯度高的起始物。此法的优点在于如果使用光学纯度高的起始物,则只要仔细地设计合成路线以防止发生消旋即可得到光学纯度很高的最终产物,并且产物的绝对构型可以从起始物来推测。α 氨基酸,碳水化合物,α 羟基酸和萜类化合物是4类可以从中大量得到光学纯物质的天然产物,因而也常被用作为手性合成的起始物。例如Ｌ天冬氨酸经手性中间体合成天然生物碱ＳｏｌｅｎｏｐｓｉｎＡ[11]和Ｉｎｄｏｌｉｚｉｄｉｎｅ209Ｄ[12]。ＳｏｌｅｎｏｐｓｉｎＡ是从美国南部蚂蚁的毒素中分离出来的天然产物,具有很强的生物活性。生物碱Ｉｎｄｏｌｉｚｉｄｉｎｅ209Ｄ是从分布在南美的一种蛙的皮中分离出来的含量极少的天然产物,其结构是从质谱分析推测出来的,为了进一部研究这类生物碱,需要做化学合成以制备得到较大量的物质。目标产物Ｉｎｄｏｌｉｚｉｄｉｎｅ209Ｄ和ＳｏｌｅｎｏｐｓｉｎＡ分子中均含有两个手性中心,其中打星号的不对称碳原子是从起始物Ｌ天冬氨酸来的,而另一个手性中心是在合成过程中引入的。

回复人：yjgzfl,★ (研究) 时间：2006-01-28 14:42:51 编辑	1楼
资源不错，加0.1分

回复人：pharmacy,▲ (药物化学) 时间：2005-04-07 22:55:30 编辑	2楼
娃，好长啊

回复人：laiql,▲ (user) 时间：2005-04-08 01:00:05 编辑	3楼
不够严谨。如手性合成不一定以手性化合物为起始物。

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