BINAP,BINOL配体预测产物手性

路易斯酸催化下不对称烯反应的研究进展汪丹杰;项斌【摘要】烯反应是一类有效构建碳碳键、碳杂键的方法，特别是对不活泼的烯烃。

它是由一个含有重键的化合物作为亲烯体和一个含有烯丙基氢的烯烃作为烯组分的加成反应。

本文将按照亲烯体的分类分为全碳化合物、氮杂化合物、氧杂化合物等进行综述。

%Ene reaction is a highly efficient method to construct carbon-carbon bond and carbon-hetero bond,especially for unactive alkene. It isan addition reaction composed of a containing multiple bonds com-pounds as enophile and a containing allylic hydrogen compound as ene component. This article summarized the classification under the enophile was divided into all-carbon compounds,aza compounds,oxygen com-pounds.【期刊名称】《浙江化工》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P38-42)【关键词】路易斯酸;不对称;烯反应【作者】汪丹杰;项斌【作者单位】浙江工业大学化学工程学院，浙江杭州 310032;浙江工业大学化学工程学院，浙江杭州 310032【正文语种】中文烯反应是一种有效的构建C-C键的方法，特别是对不活泼的烯烃。

因此烯反应是一种可以作为一种有效的合成方法合成各种具有重要作用的有机分子例如：樟脑、红蛾的雌性激素中间体和具有抗生活性的8-羟基-5，6-辛二烯酸甲酯［1］。

烯反应是Alder在1943年首次提出，又称Alder-烯反应，它由一个含有重键的缺电子化合物如亚胺、羰基等和一个含有烯丙基氢的烯烃通过六元环过渡态并且将双键移至原烯丙基位置和1，5-氢迁移有效构建碳碳键的方法［2］（Eq.1）。

实验二十九1,1’-联-2-萘酚(BINOL) 的合成及拆分一、实验目的1．了解氧化偶联的实验原理。

2．了解分子识别原理及其在手性拆分中的应用。

3．掌握制备光学纯( R)-BINOL 和( S )-BINOL 的方法。

二、实验原理手性是构成生命世界的重要基础,而光学活性物质的合成则是合成化学家为创造的有功能价值物质(如手性医药、农药、香料、液晶等) 所面临的挑战,因此手性合成已经成为当前有机化学研究中的热点和前沿领域之一。

在各种手性合成方法中,不对称催化是获得光学物质最有效的手段之一,因为使用很少量的光学纯催化剂就可以产生大量的所需要的手性物质,并且可以避免无用对映异构体的生成,因此它又符合绿色化学的要求。

在众多类型的手性催化剂中,以光学纯1 ,1′-联-2-萘酚(BINOL) 及其衍生物为配体的金属络合物是应用最为广泛和成功的一例。

但是商品化的光学纯BINOL 价格昂贵,成为制约国内有机合成化学工作者进行这方面研究的瓶颈。

外消旋BINOL的合成主要通过2-萘酚的氧化偶联获得, 常用的氧化剂有Fe3+、Cu2+、Mn3 +等, 反应介质大致包括有机溶剂,水或无溶剂3 种情况。

利用FeCl3 ·6H2O 作为氧化剂,使2-萘酚固体粉末悬浮在盛有Fe3+水溶液的三角瓶中, 在50～60 ℃下搅拌2h , 收率可达90 % 以上。

此反应不需要特殊装置, 且比在有机溶剂中均相反应时速度更快、效率更高，以FeCl3·6H2O 为氧化剂,水作为反应介质的特点主要是FeCl3·6H2O 和水价廉易得、反应产物分离回收操作简单，无污染。

考虑到2-萘酚不溶于水, 反应可能通过固-液过程发生在2-萘酚的晶体表面上。

2-萘酚被水溶液中的Fe3+氧化为自由基后与其另一中性分子形成新的C—C 键,然后消去一个H，恢复芳环结构, H可被氧化为H+。

由于水中的Fe3+可以充分接触高浓度的2-萘酚的晶体表面,所以在水中反应比在均相溶液中效率更高、速度更快。

几类重要的不对称反应及新型手性配体欧阳志强1　欧阳迎春2(1.南昌大学材料科学与工程学院　南昌330047　2.江西师范大学理电学院南昌330027)摘　要:不对称合成是有机合成领域的热点,本文综述了以有机配体———金属配合物为手性催化剂的不对称合成的最新进展。

关键词:不对称合成　手性催化剂　手性配体 引　言自1968年美国孟山都公司的K nowlex和德国的H omer 分别发表了手性膦配体与铑配合物组成的手性催化剂进行的不均相催化氢化以来,人们相继研究开发了一大批具有立体选择性和高催化活性的新型手性配体,本文将就这方面的最新进展作一综述。

1　C =C 双键的不对称氢化反应2,2′一二(二苯基磷)一1,1′—联萘(BI NAP )的Ru络合物还年广泛用于C =C 双缝的不对称氢化。

主要有1,1′一二取代的不含杂原子的烯的不对称氢化;α,β—不饱和和β,γ—不饱和酸的不对称氢化———这类底物的不对称氢化应用于非麻醉性消炎药萘普森和异丁基布洛芬的工业生产上,潜力极大;以及前手性烯丙基醇的不对称氢化:产物为(R )一或(S )一香茅醇,ee 值高达96%-99%,香茅醇是合成L —薄荷醇的中间体。

结构与BI NAP 相似的2,2′—二氨基—1,1′一联萘(BI 2NAM )或其衍生物配体的Rh 配合物可以以36%-95%的光学收率催化a 一酰胺基丙烯酸与H 2的加成,以及前手性烯酰胺的不对称氢化,前手性酮的不对称还原。

Perea 等对平面手性二茂铁的双膦配体、氮膦配体、硫膦配体与Rh ,Ir 或Ru 形成的催化剂对C =C 的不对称氢化进行了考察,指出Rh 催化剂效果最好。

并对其反应底物的结构,溶剂效应及反应动力学等方面进行研究。

2　C =0双键的不对称还原加氢反应。

前手性酮的不对称还原得到光学活性的仲醇,2,2′—二羟基一1,1—联萘(BI NO L )改造的LiAIH 4还原剂(BI NO L -H )用于前手性不饱和酮的还原可得100%ee的相应仲醇,立体选择性依赖于温度、底物、溶剂、配位体等。

手性配体设计在有机合成中的应用概述手性配体是一种具有不对称结构的有机分子，可以与金属离子形成配合物。

由于手性配体可以选择性地与金属离子形成单一对映体，因此在有机合成中具有重要的应用价值。

本文将从手性配体的定义、应用范围、设计原则以及具体应用案例等方面，阐述手性配体在有机合成中的重要性和应用。

一、手性配体的定义和分类手性配体在有机化学中是一种不对称的有机分子，可以与金属离子形成配合物。

配位键的形成使得手性配体和金属离子的整体复合物呈现手性结构。

根据配体中手性中心的个数，手性配体可以分为双手性配体和单手性配体两类。

双手性配体含有两个手性中心，可以形成四个对映异构体。

这类配体包括双异构体、螺环配体和双双移位配体等。

单手性配体只含有一个手性中心，可以形成两个对映异构体。

这类配体包括BINAP、BOX和BINOL等。

不同类型的手性配体在有机合成反应中具有不同的应用特点和反应选择性。

二、手性配体的应用范围手性配体在有机合成中有广泛的应用范围，可以用于催化剂、识别分离剂和药物等领域。

1. 催化剂：手性配体可以与金属离子形成手性配合物，修饰催化剂表面的性质。

这些手性修饰的催化剂在不对称催化反应中具有高效、高选择性和环境友好的特点。

例如，采用手性配合物修饰的催化剂可以在不对称加氢、不对称氢化和不对称亲核取代等反应中实现对产物立体选择性的控制。

2. 识别分离剂：手性配体可以与化学物质发生特异的分子识别作用。

利用手性配体构建的识别分离剂可以实现对手性化合物的高效分离和纯化。

这对于合成手性药物和农药等具有重要意义。

3. 药物：由手性配体构建的手性药物具有较高的生物活性和选择性，能够减少药物的副作用和毒性。

手性配体在药物合成中可以用于确定立体构型、调节活性和提高药物代谢稳定性。

三、手性配体设计的原则手性配体设计需要考虑其立体构型、化学稳定性和生物相容性等因素。

以下是几个重要的手性配体设计原则：1. 对映选择性：手性配体应具有高度的对映选择性，能够与金属离子形成单一对映体。

大 学 化 学Univ. Chem. 2024, 39 (1), 287收稿：2023-07-19；录用：2023-09-18；网络发表：2023-10-18*通讯作者，Emails:**********************(邸士睿);*************.cn(朱红平)基金资助：国家自然科学基金面上项目(21972112)•化学实验• doi: 10.3866/PKU.DXHX202307042 6,6'-二溴-1,1'-联-2-萘酚的偶联合成与手性拆分——对一个有机化学综合实验的改进与发展邸士睿*，王帅，刘鑫，朱红平*厦门大学化学化工学院，化学国家级实验教学示范中心(厦门大学)，福建 厦门 361005摘要：6,6'-二溴-1,1'-联-2-萘酚是1,1'-联-2-萘酚(BINOL)的衍生物，两者同为典型的轴手性有机物分子，这类分子的合成与拆分研究对于本科生深入认识和理解轴手性类化合物具有重要意义，本实验考虑到(±)-BINOL 及其衍生物的价格较为高昂，不适合开展大批量合成和拆分的教学实验，因此采用了微波合成的方式实现6,6'-二溴-1,1'-联-2-萘酚的偶联合成。

除此之外，本实验还开发了拆分剂N -苄基氯化辛可尼丁的微波合成方法，并用合成的N -苄基氯化辛可尼丁直接对6,6'-二溴-1,1'-联-2-萘酚进行化学拆分。

本实验通过引入微波合成、改良合成反应用溶剂以及回收拆分剂等方式使实验更加符合绿色化学的宗旨。

在教学效果上，本实验涉及的操作较多，有助于考查学生的综合实验水平，更富教学价值，具有强的实践意义。

关键词：BINOL 及其衍生物；微波合成；手性拆分；化学实验教学中图分类号：G64；O6Coupling Synthesis and Chiral Splitting of 6,6’-Dibromo-1,1’-Bi-2-Naphthol: Improvement and Development of a Comprehensive Organic Chemistry ExperimentShirui Di *, Shuai Wang, Xin Liu, Hongping Zhu *National Demonstration Center for Experimental Chemistry Education (Xiamen University), College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, Fujian Province, China.Abstract: 6,6'-Dibromo-1,1'-bi-2-naphthol is a derivative of 1,1'-bi-2-naphthol (BINOL), both of which are archetypal axially chiral organic molecules. The study of the synthesis and separation of such molecules is crucial for undergraduates to deepen their understanding of axially chiral compounds. Considering the high cost of (±)-BINOL and its derivatives, which hinders extensive synthesis and separation experiments for educational purposes, this study employs microwave-assisted synthesis for the coupling of 6,6'-ibromo-1,1'-bi-2-naphthol. In addition, we have developed a microwave synthesis method for the chiral separating agent, N -benzylcinchonidine chloride, and used it directly for the chemical separation of 6,6'-dibromo-1,1'-bi-2-naphthol. By introducing microwave-assisted synthesis, optimizing the solvents for the synthetic reactions, and recycling the separating agent, this experiment aligns more closely with the principles of green chemistry. Pedagogically, the experiment involves multiple operations, serving as a comprehensive test of students ’ experimental skills and offering significant educational value.Key Words: BINOL and its derivatives; Microwave synthesis; Chiral disassembly;Chemical experimental teaching1 引言手性合成是当前有机化学研究中的热点和前沿领域之一，由于使用很少量的光学纯催化剂就可以产生大量所需的手性物质，并避免对映异构体的生成，因此符合绿色化学的要求。

不对称催化在有机化学中的应用1110712胡景皓不对称催化反应是使用非外消旋手性催化剂进行反应的，仅用少量手性催化剂，可将大量前手性底物对映选择性地的转化为手性产物，具有催化效率高、选择性高、催化剂用量少、对环境污染小、成本低等优点。

经过40年的研究，不对称催化已发展成合成手性物质最经济有效的一种方法。

不对称催化领域最关键的技术是高效手性催化剂的开发，因为手性催化剂是催化反应产生不对称诱导和控制作用的源泉。

美国孟山都公司的Knowles和德国的Homer在1968年分别发现了使用手性麟一锗催化剂的不对称催化氢化反应，从此不对称催化反应迅速发展。

近几十年来手性配体的开发是不对称催化领域最为关注的焦点，并已合成出上千种手性配体，其中BINAP和(DHQD)2PHAL等已实现工业化应用，对映选择性已达到或接近100％，在氢化、环氧化、环丙烷化、烯烃异构化、氢氰化、氢硅烷化、双烯加成、烯丙基烷基化等几十种反应中取得成功，同时在均相催化剂负载化、水溶性配体固载化等研究中也取得了突出成果。

以下是不对称催化研究的一些实例。

一、脯胺酸及其衍生物催化的不对称Michael加成反应Listd、组在2001年首次用脯氨酸作催化剂研究了不对称Michael成反应。

以DMSO为溶剂进行催化反应，获得了较好的收率，但是选择性却很差。

这与之前报道的脯氨酸催化的不对称Aldol反应相比，e.e值明显降低。

随后，2002年Endersd、组对该反应进行了进一步的探索。

在筛选L．脯氨酸用量时，发现反应中实际起催化作用的是溶解于溶剂DMSO中的L．脯氨酸，为此于体系中加入一定量甲醇或以甲醇为溶剂来增大L．脯氨酸的溶解度，同时加大催化剂的用量，该反应的e．e．能够提高到57％，但是反应时间大大延长。

Leyd小组用脯氨酸衍生的四氮唑为催化剂17进行的不对称Michael反应，不仅克服了脯氨酸需要使用大极性的DMSO溶剂，而且还使e．e．值明显提高。

binap配体结构式
近年来，BINAP配体结构式得到了越来越多的关注，它已经成为许多化学实验和研究中不可或缺的重要组成部分。

BINAP配体结构式，也称为双酰胺配体结构式，即两个双酰胺基团配体的结构式。

它是一种多功能的配体，可用于铁的分析和合成、金属离子的选择性排除、螯合剂的结合和分离、硅铜催化剂的研究等，是药物研究的重要参考物质。

BINAP配体结构式是一种双膦配体的结构式，由两个含膦官能团的平行键构成。

它是以C 20 H 27 N 3 O 4 P为原料合成的，由双膦基团、烷基、氨基和羧基组成。

由于双膦配体构形独特，具有双膦配体构形自由度，这使得它具有良好的分子对称性和化学稳定性，且可以调节结合和分离金属离子的力学。

双膦配体的体系能够有效地处理金属离子的取向性，从而实现高效的结合和分离。

此外，BINAP配体结构式还具有良好的加热稳定性、低氧化性和易于操作的特性，使其成为药物研究的重要参考物质。

BINAP配体结构式可以用来进行螯合反应，因为它具有两个烷基双键，可以形成双酰胺配体，从而与金属离子结合，实现金属离子的选择性排除、分离和分析。

BINAP配体结构式也应用于硅铜催化剂的研究。

其中，烷基/双酰胺配体结构式是硅铜催化剂的一种重要组成部分，可以提高催化剂的活性，提高反应的效率。

烷基/双酰胺配体结构式可以与硅铜催化剂紧密结合，从而达到提高催化转化率的目的。

可以总结，BINAP配体结构式在药物研究和硅铜催化剂研究中都具有重要作用，其特性使用十分广泛，是分离、合成、分析和探索新药物的重要参考物。

未来，BINAP配体结构式在这些领域的应用仍将发挥重要作用，值得期待。

过渡金属催化的金属试剂的不对称偶联反应及其在合成轴手性分子和面手性分子中的应用摘要C—C键的形成是药物合成过程中重要的研究内容之一，偶偶联反应是构建C-C 键、最有效的方法之一，是构建新的碳-碳键简洁、高效的合成路径，具有重大的理论意义和应用价值，本文介绍了目前过渡金属催化的金属试剂的不对称偶联反应，重点阐述了利用对映控制的偶联反应合成具有轴手性或者面手性的分子。

关键词不对称催化；偶联反应；轴手性；面手性1、简介过渡金属催化的偶联反应是形成C-C键的重要方法。

2010年诺贝尔化学奖授给了Richard Heck，Ei-ichi Negishi and Akira Suzuki来表彰他们在Pd催化的偶联反应中的开创性的贡献。

有机金属试剂( R-M)与芳基( 或烯基) 卤化物( R1-X ) 的交叉偶联反应可以使两个小分子通过C-C键结合成结构较复杂的大分子( R-R1)，因而成为有机化学家高度重视的重要合成反应。

1972年M.Kumad和R.J.P.corriu几乎同时报导了卤代烯烃或卤代芳烃在镍的催化下同格式试剂的交叉偶联反应，引起了化学家对其他一些金属如镁、锌、铜、锡等有机金属化合物和有机亲电试剂交叉偶联反应的极大兴趣。

2、过渡金属催化的金属试剂的不对称偶联反应钯是偶联反应中使用最为广泛的过渡金属催化剂。

由于钯适中的电负性（电负性值2.20），使其具有温和的得失电子的能力。

也正因为此，钯催化剂在偶联反应中既可以丢失电子和卤代烃发生氧化加成反应，也可以获得电子发生还原消除反应生成新的化学键。

由于钯催化剂温和的活性，使其在有机合成反应中能够实现高选择性、高产率的得到单一的目标产物。

另外，镍催化剂也是偶联反应中常用的过渡金属催化剂，但是镍催化剂往往活性比钯催化剂高。

镍的电负性值为1.91，因此，它的失电子能力更强，也就是说，镍催化剂在氧化加成步骤中更加活泼。

镍催化剂可以实现一些钯催化剂难以实现的偶联反应。

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。