手性技术与制药化学国际高峰论坛-周其林院士-手性螺环催化剂助讲解

2020-2021学年山东省菏泽市高二（下）期末化学试卷（B卷）1.化学与生产生活密切相关。

下列说法错误的是()A. 一次性医用外科口罩中的熔喷布的主要原料是聚丙烯，该物质是一种高分子材料B. 酚醛树脂俗称电木，是一种混合物，不易燃烧，是一种电绝缘体C. 乙二醇的水溶液凝固点很高，可作汽车发动机的抗冻剂D. 新冠疫苗需要在2℃～8℃低温运输和保存，温度过高疫苗易失去活性2.下列有机物相关说法正确的是()A. 与互为同系物B. X、Y、Z()的二氯代物均有4种C. 属于烃的衍生物，用系统命名法对其命名为：3−甲基−2−丁酸D. 和互为同分异构体，且都能与氢氧化钠溶液反应3.有机物分子中原子(或原子团)间的相互影响会导致化学性质的不同。

下列叙述正确而且能说明上述观点的是()A. 1−丙醇可被氧化得丙醛，而2−丙醇不能B. 苯酚能与氢氧化钠溶液反应，而乙醇不能C. 甲酸可发生银镜反应，而乙酸不能D. 乙烯能与溴发生加成反应使溴水退色，而苯不能4.某种医用胶的结构如图所示，下列说法错误的是()A. 该医用胶分子中含有3种官能团B. 医用胶结构中的氰基可以与人体蛋白质形成氢键，从而表现出强黏合性C. 医用胶使用后能够发生水解反应，最终在组织内降解被人体吸收D. 该医用胶核磁共振氢谱图中有5组峰5.我国药学家屠呦呦因发现植物黄花蒿茎叶中含抗疟疾的物质——青蒿素而荣获2015年诺贝尔奖。

科学家对青蒿素的结构进行进一步改良，合成药效更佳的双氢青蒿素、蒿甲醚。

下列说法错误的是()A. 利用黄花蒿茎叶研究青蒿素结构的基本步骤：分离、提纯→元素分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式B. ①②的反应类型分别是还原反应和取代反应C. 元素分析仪可以确定青蒿素的相对分子质量D. 可用红外光谱确定上述分子中含有何种官能团的信息6.2019年周其林院士因对高效手性螺环催化剂的研究获得国家自然科学一等奖。

生物催化原理与应用在手性药物合成领域的进展1.生物催化的特点生物催化是指利用酶或生物有机体（整个细胞、细胞器、组织等）作为催化剂的化学转化过程，也称为生物转化。

生物催化反应具有很高的化学选择性、区域选择性和立体选择性。

通过生物催化不对称合成技术生产手性药物得到的产物具有较高的光学活性、纯度和较高的收率，其中一些可以达到100%[1]。

微生物是生物催化中常见的有机催化剂。

其实质是利用微生物细胞中的酶催化非天然有机化合物的生物转化过程，通过分离纯化转化液可获得所需的产物[2]。

自然界中微生物种类繁多，酶含量丰富，因此微生物可以用于多种生物转化反应。

微生物生物转化反应具有高选择性，特别是高立体选择性的特点，能成功地完成常规化学方法难以实现的反应；反应条件温和，特别适合于制备不稳定化合物。

微生物生物转化可以使用游离细胞或固定化细胞作为催化剂。

到目前为止，微生物生物转化已经实现了一些有机酸、抗生素、维生素、氨基酸、核苷酸和类固醇的工业化生产[3]。

生物催化技术可以大大增加衍生物的多样性，有效地修饰复杂产物的结构，从简单分子中构建新的化合物库。

在这个过程中，经常可以发现新的生理活性物质。

使用生物催化发现先导化合物的优点是：① 广泛的可能反应；② 能够进行方向区域选择和立体选择；③无需基团保护和脱保护，一步反应即可完成；④ 在温和均匀的条件下，一步反应的自动化和再现性很容易实现；⑤ 温和的反应条件保证了复杂多变的分子结构的稳定性；⑥ 高催化活性可以减少催化剂的用量；⑦ 酶的固定化可以使催化剂重复循环使用；⑧ 生物催化剂可以在环境中完全降解。

生物催化过程通常无污染或污染较小，能耗相对较低。

这是一种环境友好的合成方法[4]。

2.手性化合物的理解和发展手性是自然界物质的基本属性，构成生命有机体的分子都是不对称分子，生命中普遍存在的糖为d型、氨基酸为l型、dna的螺旋构象和蛋白质都是右旋，并且生命体内许多内源性化合物，包括与药物发生药动学和药效学相互作用的天然大分子都具有手性。

牡丹江二中2022—2023学年度高三第二次阶段性测试化学可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Cl35.5第Ⅰ卷（选择题 共42分）一、选择题（本题包括14小题，每小题3分，共42分。

每小题只有一个选项符合题意）1．中国古文化源远流长，留下不少脍炙人口的古诗词，不少古诗词清晰的描绘了我国古代人民的生活、生产场景，下面的“诗”情“化”意，分析不正确．．．的是（ ） A ．“粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间”中涉及化学变化B ．“日照澄州江雾开”，雾是一种气溶胶，受阳光照射时会产生丁达尔现象C ．“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”，说明金以单质的形式存在于自然界D ．“绿蚁新醅酒”，“新醅酒”即新酿的酒，葡萄糖发生水解反应生成乙醇2．设A N 为阿伏加德罗常数的值。

下列叙述不正确．．．的是（ ） A ．0.1mol 乙烯和乙醇的混合物完全燃烧所消耗2O 的分子数为0.3A NB ．常温常压下，46g 2NO 和24N O 的混合气体中含有的N 原子数为A NC ．1molHClO 中含有H-Cl 键数为A ND ．46g 钠与氧气反应，生成2Na O 和22Na O 的混合物，转移电子数为2A N3．下列反应的离子方程式的书写正确的是（ ）A ．稀硫酸和氢氧化钡溶液反应：22442Ba OH H SO BaSO H O +-+-+++↓+B ．铜和稀硝酸反应：2223Cu 4H 2NO Cu 2H O 2NO -++++++↑C ．121L0.1mol L FeI -⋅溶液中通入标准状况下2.24L 2Cl ：22322Fe 2I 2Cl I 4Cl 2Fe +--+++++D ．等体积、等浓度的NaOH 稀溶液与43NH HCO 稀溶液混合：3322OHHCO CO H O ---++ 4．2019年周其林院士因对高效手性螺环催化剂的研究获得国家自然科学一等奖。

螺[4，4]壬烷-1，6-二醇是比较简单的一种手性螺环分子，其结构如图所示，下列关于该分子的说法错误．．的是（ ）A ．其分子式是9162C H OB ．分子中所有碳原子不可能位于同一平面内C ．1mol 该物质与足量的钠反应可生成2mol 2HD ．可发生氧化反应和取代反应5．下列各组中的性质比较，不正确．．．的是（ ） A ．稳定性：334NH PH SiH << B ．酸性：42434HClO H SO H PO >>C ．碱性：()2KOH NaOH Mg OH >>D ．还原性：F Cl Br ---<<6．运用元素周期律分析下面的推断，其中不正确．．．的是（ ） A ．锂（Li ）与水反应比钠与水反应剧烈B ．砹（At ）为有色固体，AgAt 难溶于水也不溶于稀硝酸C ．在氧气中，铷（Rb ）的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂D ．4HBrO 的酸性比4HIO 的酸性强7．二氧化硫是一种在空间地理、环境科学等领域受到广泛研究的气体。

有机化学基础选择题专项练1．以下说法准确的是 A ．与含有相同的官能团，互为同系物 B ．属于醛类，官能团为-CHO 二丁烯2．凯夫拉是一种高强度、耐腐蚀的芳纶纤维，军事上称为“装甲卫士”，但长期浸渍在强酸或强碱中强度有所下降。

下表中是凯夫拉的两种结构,以下说法不准确．．．的是： 名称 芳纶1313（PMTA ）芳纶1414（PPTA ）结构简式A ．PMTA 和PPTA 互为同分异构体B ．“芳纶1313”、“芳纶1414”中的数字表示苯环上取代基的位置C ．凯夫拉在强酸或强碱中强度下降，可能与“”的水解相关D ．以和为原料制备PPTA 的反应为缩聚反应3．以下相关有机物的描绘不准确．．．的是( ) A ．有机物的核磁共振氢谱图中有4种类型的氢原子吸收峰B ．用3FeCl 溶液能够鉴别苯、苯酚、四氯化碳、KSCN 、乙醇和3AgNO 六种无色溶液或液体C ．有机反应涉及取代反应和消去反应两种类型D ．1mol 一定条件下最多能够与26molH 反应4．以下化学用语或物质的性质描绘准确的是( ) A ．如图的键线式表示烃的名称为3-甲基-4-乙基-7-甲基辛烷 B ．符合分子式为C 3H 8O 的醇有三种不同的结构C ．乙烯在一定条件下能发生加成反应、加聚反应，被酸性高锰酸钾溶液氧化，也能在一定条件下被氧气氧化成乙酸D ．治疗疟疾的青蒿素的结构简式为，分子式是C 15H 20O 55．分子式为C 7H 14O 2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，且生成的醇没有醇类的同分异构体。

若不考虑立体异构，这些酸和醇重新组合可形成的酯共有 A ．8 种 B ．12 种 C ．24 种 D ．28 种6．曲酸和脱氧曲酸是非常有潜力的食品添加剂，具有抗菌抗癌作用，其结构如下图。

以下错误的选项是A ．两物质都能使溴的四氯化碳溶液褪色B ．曲酸经消去反应可得脱氧曲酸C ．1mol 脱氧曲酸最多能与3molH 2发生加成反应D ．曲酸与脱氧曲酸中含有相同种类的官能团 7．关于化合物2−苯基丙烯（），以下说法准确的是A ．不能使稀高锰酸钾溶液褪色B ．能够发生加成聚合反应C ．分子中所有原子共平面D ．易溶于水及甲苯8．以下反应中前者属于取代反应，后者属于加成反应的是（ ） A ．甲烷与氯气混合后光照反应；乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色B ．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应；苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷C ．苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，有油状物生成； 乙烯与水生成乙醇的反应D ．在苯中滴入溴水，溴水褪色；乙烯自身生成聚乙烯的反应 9．合成高分子金属离子螯合剂的反应,以下说法不准确的是( )A ．聚合物应避免与碱性物质(如NaOH)长期接触B ．聚合物的合成反应为缩聚反应C ．1mol 聚合物与足量银氨溶液作用可析出2nmolAgD ．通过质谱法测定其平均相对分子质量，可得其聚合度 10．以下说法不准确的是( )A ．纤维二糖、麦芽糖、乳糖互为同分异构体，都能发生银镜反应B ．利用燃烧现象能够区别聚乙烯、聚氯乙烯C ．环已烷中所有C—C—C 键角均为120°D ．聚乙烯塑料在日光照射下易老化是因为发生了氧化反应11．铁杉脂素是重要的木脂素类化合物，其结构简式如右图所示。

2021化学诺奖：不对称（手性）的有机催化来源：科学网北京时间10月6日下午5点49分许，2021年诺贝尔化学奖揭晓。

德国科学家本杰明·李斯特（Benjamin List）和美国科学家大卫·麦克米伦（David W.C. MacMillan）成为新科诺奖得主，原因是他们“在不对称有机催化方面”的工作。

这对药物研究产生了巨大影响，并使化学更加绿色。

两位新科诺奖得主与中国都有着颇深的缘分。

李斯特曾受中国科学院院士周其林邀请，两次到南开大学作报告，并且两次都是入住天津的同一家宾馆。

2006年（上）和2019年先后受周其林邀请，本杰明·李斯特到南开大学作报告（周其林供图）麦克米伦曾到中科院上海有机化学研究所作报告，他的实验室里也先后接收过十多位中国博士生和博士后，中科院上海有机化学研究所研究员左智伟就是其中一位。

2014年麦克米伦在中科院上海有机所做报告.（上海有机所供图）《中国科学报》采访了熟悉两位化学诺奖得主的中国科学家，他们如是说。

化学“皇冠上的明珠”《中国科学报》： 2001年诺贝尔化学奖颁发给不对称催化氢化和氧化反应研究，时隔20年后，诺贝尔化学奖再次聚焦手性催化。

对此你有什么感受？周其林：催化剂被称为化学家的“基本工具”，他们二人在不对称有机小分子催化领域是先驱，他们的方法在手性化合物合成方面有很广泛的应用。

2001年，不对称催化氢化和氧化反应研究获得了诺贝尔化学奖，但他们是用手性金属催化剂。

这次获奖的不对称有机催化是不含金属的，在应用方面的好处是更加便宜和环保。

他们的获奖，对有机化学、特别是有机合成领域是一个巨大的鼓舞，说明这个领域非常重要，希望有更多聪明的年轻人从事这个领域。

目前还有很多有机反应、药物合成缺少高效的手性催化剂，一旦有了高效手性催化剂，可以让药物变得更加便宜。

上海交通大学化学化工学院特别研究员张书宇：手性化学及不对称催化是上个世纪中后期以来，有机化学领域最重要、最活跃的研究内容之一。

周其林育人案例分析周其林：大道至简以卓越科研“浇灌”育人之花“如果把我六十多年的生涯划分为三个阶段，真正开始做点贡献的是后20年，是在南开完成的。

”63岁的中国科学院院士、南开大学化学学院教授周其林日前获得南开大学首届科学研究奖“重大成就奖”。

在颁奖典礼上，忆及二十年多前选择南开的原因时，周其林用八个字概括——学风扎实、学生勤奋。

在旁人看来，这八个字与周其林的“气质”颇为相符。

二十年磨一剑，周其林和他的团队凭借“高效手性螺环催化剂的发现”项目，一举获得2019年国家自然科学一等奖，靠的正是那份扎实和勤奋。

然而，熟悉他的师生则从中听出：从教几十年来，在周其林心中，科研和育人重若千钧，未曾有一日改变。

做科研——从兴趣出发，坚持“0到1”的原创，不急不躁，板凳坐得十年冷。

带学生——务实严谨，身教言传，自豪于“最好的科研成果，是培养出的学生”。

全国教书育人楷模、未来科学大奖，在science等国际顶刊发表文章，摘得中国自然科学领域最高奖……尽管各种荣耀加身，但周其林始终淡然从容，大道至简，依旧在化学领域里躬耕不辍，引领更多青年学子爱上化学，打开创造世界的大门。

为学：追求卓越1977年，作为南京农村的一名普通回乡知青，耕田、除草、收割是周其林每天生活的全部。

得知恢复高考的消息，他重新拾起荒废已久的学业，第二年，21岁的他成为兰州大学化学系的一名学生。

从农田到课桌，学习机会来之不易，周其林抓紧一切时间学习，临近毕业，便已明确未来的人生方向——从事有机化学的基础研究。

本科毕业后的十几年，周其林在中科院上海有机化学研究所获得博士学位，并先后赴德国、瑞士、美国从事博士后研究，1999年，到南开大学任教。

自此，在南开大学严谨的学风、厚重的文化之中，周其林勤奋地耕耘在自己的分子世界里，尽情享受着化学之美。

过去20年里，周其林带领团队潜心攻关，合成了一系列手性螺环催化剂——国内外同行称之为“周氏催化剂”。

这成为合成化学中一个不可或缺的工具，被用于200多种不对称合成反应，还被用于多种手性药物的生产。

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。

一、课程凸显的思政核心价值《有机立体化学》是有机化学前沿领域--不对称催化合成的基础课程，学生需要培养从三维角度去欣赏分子，理解化学反应过程；掌握手性的概念，构型和构象的分析和判断，以及有机反应机理中的立体化学等。

在课程中会融入一些科学家的事迹和学术道德、学术规范讲解，引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观，培养学生具有家国情怀，勇于探索未知、追求真理的精神，以及为祖国、民族勇攀科学高峰的责任感和使命感，强化学生的创新意识和创新能力，使之成为有德有智的优秀创新人才。

二、课程思政案例案例一：科学家研究工作和个人事迹，将科学精神融于教学（一）课程知识点介绍了解手性化合物构型的判断。

在讲解中心手性螺环化合物的特征时，展示系列我国化学家发展的优势手性螺环骨架催化剂，如陈新滋院士和蒋耀忠教授等发展的螺[4.4]壬烷骨架、周其林院士团队发展的螺二氢茚骨架、以及丁奎岭院士团队发展的芳香螺缩酮骨架等；讲解杂原子手性化合物特征时，引入我们团队发展的手性双氮氧催化剂。

结合这些前沿研究工作及背后故事，设计“探索未知，耐得住寂寞”课程思政教学案例。

（二）知识点对应的思政元素通过介绍科学家的研究工作，并将基础知识与科研前沿进展有机融合，让学生认识到手性化合物在医药、农药、材料、信息等领域的重要性，以及对化合物三维结构进行精准合成的重要性和紧迫性。

通过科学家的亲身经历和切实感受，激发学生热爱科学，愿意从事科学，探索科学奥秘的热情；激励学生奋发图强，探索未知，培养科学精神。

案例二：科研精神是创新，是责任，是家国情怀（一）课程知识点介绍掌握手性化合物的稳定性和消旋化机制。

在介绍手性化合物的外消旋化作用时，介绍一些羰基邻位具有手性的化合物的消旋特征，分析消旋机理，先让学生理解牛津大学《有机化学》教科书认为“尝试制备手性中心位于两个羰基之间的光学活性β-酮酸酯可能是愚蠢的”这一观点的原由；引入我们团队发展的不对称催化反应合成光学纯1,3-二羰基化合物研究工作，被有机人名反应专著冠名为“Roskamp-Feng反应”的科研经历，结合对Roskamp-Feng反应设计和机理分析讲解、教材主编针对这一“异议”的回复，设计“科研精神是创新，是责任，是家国情怀”的课程思政教学案例。

分类号:B J624科技日报/2001年/12月/10日/第009版/医药与健康2001年10月,一个关于手性药物的/九五0重大科研项目通过国家验收,它在多方面取得的重大成果标志着手性药物研究跨出重要一步周雨畸婴启示了一个产业上个世纪60年代,欧洲发生了一场医药惨剧。

当时欧洲曾广泛给妊娠妇女服用镇静剂反应停(t h a l i d o m i d e)作为镇痛药和止咳剂,很多孕妇在服用此种药物后,生出了无头或缺腿的先天畸形儿,有的胎儿没有胳膊,手生在肩膀上,模样非常恐怖。

后来科学家经研究发现,反应停是一种消旋体药物,它的S-对映体有镇静作用,但它的R-对映体对胚胎有很强的致畸作用。

这引起了科学家的高度重视,由此在国外引发了手性药物开发的课题。

中国医学科学院药物研究所的黄量院士告诉笔者,手性是自然界的本质属性之一,生物体内大分子(如蛋白质、多糖、核苷和酶等)几乎全是手性的。

这些大分子在体内往往具有重要的生理功能。

而目前所用的药物多为有机小分子,很大一部分也具有手性,它们主要通过与体内酶、核酸等大分子中固有的结合位点产生诱导契合,从而抑制(或激动)该大分子的生理活性,达到治疗的目的。

人对药物有很高的选择性,人的各种酶有识别和选择性,要选择与之相匹配的药物的立体结构。

比如人体里的氨基酸都是左旋的,只有与左旋的氨基酸才能合成蛋白质。

因此,消旋药物中的一个对映体往往能很好地与手性大分子契合而发挥预期的药理作用,另一个对映体则往往不能很好地契合而成为无效对映体,或与其它大分子契合而产生不同的药理作用和具有毒副作用。

但这部分无效或具有毒副作用的对映体有的可以开发成为新用途的手性药物,在早几年,科学家经研究发现,反应停具有致畸作用的R-对映体具有抗H I V作用,这便是很好的例子。

手性药物不仅具有的技术含量高、疗效好、副作用小的优点,而且与创制新药相比,开发手性药物研究相对要风险小、周期短、耗资少、成果大。

这使得开发手性药物不仅具有重大的科学价值,同时也蕴藏着巨大的经济效益,世界许多国家纷纷投入巨额资金用于手性药物的开发。

催化剂新方法近日，由中科院上海有机所丁奎岭博士课题组完成的〝基于组合方法与组装策略的新型手性催化剂研究〞项目，凭借发展手性催化剂的新方法和新策略，获得上海市2019年度自然科学奖一等奖。

手性科学和技术对于现代合成化学、药物化学和材料科学具有十分重要的意义。

手性催化是获得光学活性物质最有效的方法，2019年诺贝尔化学奖授予了3位从事这一领域研究的科学家。

尽管人们在手性催化领域已经取得了很大进展，但催化反应的选择性和效率仍然是这一领域的瓶颈。

因此，发展高效、高选择性新型手性催化剂，依然是合成化学家面临的重要挑战性课题之一。

〝要实现催化不对称反应的高选择性、高效率，需要从基础研究入手，通过概念和方法的创新，认识和揭示手性转化过程中的手性传递、诱导和放大的规律性，从而指导手性催化剂的设计。

〞丁奎岭说。

围绕上述问题，丁奎岭课题组根据分子识别与组装原理，提出了包括基于不对称活化、毒化、手性传递与放大等概念的组合不对称催化，以及基于分子组装策略的手性催化剂〝自负载〞等新方法和新策略；成功地发展了一系列具有自主知识产权的高效、高选择性催化剂体系，发现并阐明了有关催化体系中的不对称放大现象、添加物的活化作用及其机理等，揭示了相关体系中手性诱导、传递和放大的规律性，为手性技术的发展提供了重要科学基础，并实现了两个催化剂体系在手性药物关键中间体工业生产中的应用。

该研究成果受到国内外同行的广泛关注和高度评价，多篇论文被国际刊物专题评论。

在组合不对称催化方面的工作被ChemTracts 评价为〝不对称催化杂DA反应中的重要突破〞，〝不同寻常的高效反应〞；在手性催化剂自负载方面的成果被Angew.Chem.评价为〝将最有可能成为一类非常重要的催化剂〞、被ChemistryWorld评价为〝催化的新转折〞等。

由于所取得的系统性创新成果，丁奎岭先后应多家国际著名化学刊物主编邀请撰写专题评述，最近应Wiley-VCH出版社邀请，与日本化学家Uozumi共同主编了专著1部，在3部国外专著中撰写3个章节。

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。

小分子手性选择性催化剂的设计与合成小分子手性选择性催化剂是目前有机化学研究领域的热门话题之一。

它是指能够选择性催化某个手性类似物的化学反应，而不对其它的手性异构体起作用的化合物。

在合成有机分子中，手性已经成为一个非常重要的考虑因素。

所以，对小分子手性选择性催化剂的设计与合成方面的研究非常重要。

本文将着重讨论小分子手性选择性催化剂的设计与合成的一些新进展和挑战。

一、什么是手性选择性催化剂？选择性催化剂是在化学反应中起到催化作用的物质。

手性选择性催化剂是一种能够催化具有一定立体异构体的原始化合物在不影响化学反应产物的情况下选择性地进行化学反应的催化剂。

手性选择性催化剂的研究已经成为目前有机化学研究领域的热门话题。

手性选择性催化剂的研究对有机化学的合成法有很大的帮助，尤其是对市场上非对映体化合物的生产具有重要的意义。

二、设计手性选择性催化剂的策略设计小分子手性选择性催化剂的策略包括：手性辅助、基质诱导手性、外场控制手性等。

1.手性辅助策略手性辅助策略是指将具有一定手性的配体与反应底物进行反应，进而引起化学反应的立体选择性。

手性辅助化合物与不对称催化反应底物之间的相互作用是手性选择性催化反应的关键。

手性涟定剂的配位化学能够影响化学反应底物的立体排列。

手性辅助策略还可以通过催化剂的溶剂效应来实现。

该策略的优点是可控性强、合成简单，但缺点在于无法预测具体分子的反应活性等。

2.基质诱导手性策略基质诱导手性策略是指将具有手性的底物引入到反应体系中，引起催化剂的手性选择性。

在这种情况下，催化剂能够选择性地催化底物表面处于相同手性的反应，这与催化剂自身不是手性的情况不同。

基质诱导手性策略的优点在于无需合成手性化合物，但是基质选择性较高、底物的相互作用及反应条件的选择等都会影响催化剂的性能。

3.外场控制手性策略外场控制手性策略是指通过外部场的引入，如非对称金属配合物或主客体相互作用，对分子或催化剂分子的手性进行选择性控制。

手性螺[4.4]壬烷骨架的合成及应用研究手性螺[4.4]壬烷骨架的合成及应用研究摘要：手性螺[4.4]壬烷骨架是一类重要的有机化合物，具有广泛的应用前景。

本文综述了手性螺[4.4]壬烷骨架的合成方法和其在生物活性试剂、药物合成、不对称催化和材料科学等方面的应用研究进展。

通过合成方法的不断改进和优化，已经取得了较高的产率和对映选择性。

手性螺[4.4]壬烷骨架在药物合成中具有良好的药物活性和抗肿瘤活性，成为了制备新型药物的重要中间体。

不对称合成中，手性螺[4.4]壬烷骨架具有独特的立体结构和活性位点，可以用于构建手性分子。

此外，手性螺[4.4]壬烷骨架还可以用于合成特殊的聚合物材料，以及其他一些具有特殊物理和化学性质的有机小分子。

1. 引言手性螺[4.4]壬烷骨架是一种十分重要的手性分子，其独特的立体结构赋予了它广泛的应用前景。

随着有机合成方法的发展，人们对手性螺[4.4]壬烷骨架的合成和应用进行了深入研究。

本文将综述手性螺[4.4]壬烷骨架合成的几种方法，以及在生物活性试剂、药物合成、不对称催化和材料科学等方面的应用。

2. 手性螺[4.4]壬烷骨架的合成方法手性螺[4.4]壬烷骨架的合成方法较多，主要包括环化反应、催化反应和不对称合成。

2.1 环化反应最常见的合成手性螺[4.4]壬烷骨架的方法是通过环化反应实现。

其中，傅-克合成法是一种经典的方法，通过Diels-Alder反应和其他转化反应来构建手性螺环结构。

此外，还有基于Metathesis反应的合成方法，如考虑端基扩展的4+4-cycloadition顺烯-烯烃环化反应。

通过这些方法，可以高效地合成手性螺[4.4]壬烷骨架。

2.2 催化反应催化反应是另一种常用的手性螺[4.4]壬烷骨架合成方法。

这些反应具有高效、高产和高选择性的特点。

例如，铜催化的[4+2]环化反应可以通过合成具有手性螺[4.4]壬烷骨架的化合物。

此外，还有金、铱、钯等催化剂的应用。

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。

1、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，。