一种新型可溶性高聚物负载手性配体的合成及其催化烯烃的不对称双羟化反应研究

催化导论——不对称双羟基化反应学号：10110310班级：1011031姓名：戴明明摘要不对称双羟基化反应又名为夏普莱斯不对称双羟基化反应，是巴里·夏普莱斯在Upjohn双羟基化反应的基础上，于 1987 年发现的以金鸡纳碱衍生物催化的烯烃不对称双羟基化反应。

与sharpiess环氧化反应一样，该反应也是现代有机合成中最重要的反应之一。

原理不对称二羟基化反应（asymmetric dihydroxylation，AD）是一类重要的催化不对称反应［1］，它不仅是许多手性药物，如紫杉醇C13侧链、美托洛尔、普萘洛尔、氨苄青霉素、昆虫激素和维生素D活性代谢物合成中的关键步骤［2］，而且还为不对称催化反应中新型配体的合成提供了必需的手性砌块［3］.研究该反应的核心问题之一是手性配体的设计与合成.迄今为止，文献已经报道了许多行之有效的配体，但是有些配体制备复杂、分离难度大、价格昂贵，因此设计合成简单，价廉和高效的手性配体仍然是目前的研究重点［4］.本研究以天然金鸡纳生物碱奎宁和辛可宁为原料，将其结构中的活性基团羟基转换为碱性更强的氨基，与对氯苯甲酰氯反应得到新的手性配体1和2，考察这两种配体在AD反应中的催化活性及不对称诱导作用.典型的反应条件是四氧化锇（OsO4）和二氢奎宁（DHQ）或二氢奎尼丁（DHQD）的手性配体衍生物作为催化剂，以计量的铁氰化钾、N-甲基吗啉N-氧化物（NMO）或叔丁基过氧化氢作为再氧化剂，并加入其他添加剂如碳酸钾和甲磺酰胺等。

现实条件中常用非挥发性的锇酸盐K2OsO2(OH)4 代替OsO4。

[8][9] 市售的二羟化混合物试剂称为AD-mix，有 AD-mix α（含(DHQ)2-PHAL）和AD-mix β（含 (DHQD)2-PHAL）两种。

大多数烯烃在上述条件下，能都以高产率、高ee值生成光学活性的邻二醇，而且反应条件温和，无需低温、无水、无氧等条件。

DHQ 和DHQD 衍生物可分别用于一对对映异构邻二醇的合成，反应产物的立体构型可根据烯烃的结构，利用下图来进行预测。

有机合成中的手性诱导催化反应手性诱导催化反应是有机合成领域中的重要研究方向之一。

应用手性诱导催化反应可以有效地合成手性化合物，具有广泛的应用前景。

本文将探讨手性诱导催化反应的基本原理、常见的催化剂种类以及相关的研究进展。

一、手性诱导催化反应的基本原理手性诱导催化反应是利用手性催化剂（如手性配体、手性金属络合物等）引发的对映选择性反应。

在手性诱导催化反应中，手性催化剂与底物之间形成一个手性催化剂底物复合物，通过调控底物的进入方式或影响反应的过渡态结构，实现手性诱导反应的产物中存在对映异构体。

二、常见的手性催化剂1. 手性配体手性配体是手性催化剂中最常见的一种。

常用的手性配体有膦配体、胺配体等。

通过合理设计和选择手性配体，可以实现对底物的高度对映选择性催化。

2. 手性金属络合物手性金属络合物是另一类重要的手性催化剂。

通过合成手性金属络合物，可以实现对手性底物的高效催化反应。

常见的手性金属络合物有手性铯、钴、铜等。

三、手性诱导催化反应的研究进展1. 烯烃的不对称氢化反应烯烃的不对称氢化反应是手性诱导催化反应中的经典反应之一。

通过使用手性配体催化剂，可以实现对烯烃底物的高度对映选择性氢化反应。

2. 不对称芳基化反应不对称芳基化反应是手性诱导催化反应中的重要反应类型。

通过使用手性配体和手性金属络合物催化剂，可以实现对底物芳基化反应的高度对映选择性。

3. 不对称烷基化反应不对称烷基化反应是近年来手性诱导催化反应领域的一个新兴研究方向。

通过合理设计手性配体和反应条件，可以实现对底物烷基化反应的高度手性选择性。

四、手性诱导催化反应的应用前景手性诱导催化反应在有机合成领域具有广泛的应用前景。

通过合理设计和选择手性催化剂，可以实现手性化合物的高效合成，并应用于药物合成、天然产物合成等领域。

不仅如此，手性诱导催化反应还可以为探索新型手性催化剂提供理论和实践基础，推动手性催化领域的发展。

综上所述，手性诱导催化反应是有机合成领域中一项重要的研究内容。

过渡金属配合物在不对称合成中的催化应用黄秋锋;林深;许美羡【摘要】综述了过渡金属配合物在不对称氢化、不对称环丙烷化、不对称环氧化等不对称合成中的催化应用以及最新的进展.参考文献35篇.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2004(012)003【总页数】7页(P245-250,296)【关键词】过渡金属配合物;不对称合成;不对称催化;综述【作者】黄秋锋;林深;许美羡【作者单位】福建师范大学化学系,福建,福州,350007;福建师范大学化学系,福建,福州,350007;福建师范大学化学系,福建,福州,350007【正文语种】中文【中图分类】O621.3;O627不对称合成方法是获得光学纯化合物的一种重要手段，它包括底物诱导的不对称合成和催化剂诱导的不对称合成, 其中最具吸引力的就是手性催化剂诱导的不对称合成[1],现已成为当前国际化学家研究的热点。

不对称催化，一般指利用合理设计的催化量的手性金属配合物(也有一些催化剂体系中不含金属元素，如手性氨基醇、手性硼烷化合物等)来精确地区分左、右手两种进攻方式，从而产生高度对映纯的化合物[2]。

它仅用少量的手性催化剂就可以得到大量特定的光学活性产物，既避免了用一般合成方法得到的外消旋体的繁琐拆分又不象化学计量不对称合成那样需要大量的手性物质，因此尤为引人关注。

第一个不对称催化反应是1966年日本的Noyori 研究小组发现的。

它是由手性希夫碱与Cu(Ⅱ)形成的配合物作为催化剂催化环丙烷化反应，实现了约10%e.e.值[3]。

1968年Knowles和Homer报道了手性含磷原子上的甲基苯基丙基磷。

此后，不对称催化就迅速发展起来，不对称催化反应的类型迅速增加。

表1列出了主要的不对称催化反应类型[2]。

1 不对称硅氢化氢硅烷与含碳碳或碳杂双键的化合物在手性催化剂催化下发生Si-H键对双键的不对称加成反应,,经进一步水解、氧化等反应可得到手性醇或手性胺[4]。

不对称反应及应用—手性合成前沿研究不对称合成是有机化学领域中一种重要的合成方法，通过该方法可以制备手性分子，即具有手性空间结构的有机分子。

手性分子在药物、农药、材料等领域具有广泛的应用价值，因此手性合成一直是有机化学研究的热点之一、不对称反应是实现手性合成的核心技术之一，其优势在于可以选择性地控制产物的手性结构，提高产品的立体选择性和产率。

本文将重点介绍不对称反应及其在手性合成前沿研究中的应用。

不对称反应是指在反应中产生手性产物，同时控制产物手性结构的过程。

不对称反应主要包括催化剂不对称反应和合成不对称反应两大类。

催化剂不对称反应是通过手性催化剂促进反应进行，如不对称氢化、不对称氨基化、不对称烯基化等。

合成不对称反应是通过手性试剂实现反应不对称性，如不对称亲核取代、不对称环化等。

不对称反应在有机合成中起着重要的作用，可以用于制备手性有机分子、手性药物等。

手性合成是有机化学研究的重要方向之一，目前在手性合成领域中，不对称反应的研究是一个热点。

一些新型不对称反应的开发和应用正在成为手性合成领域的前沿研究。

例如，最近几年来，金属催化的不对称反应得到了广泛关注。

金属催化的不对称反应具有底物范围广、反应条件温和等优点，因此在手性合成中具有广阔的应用前景。

目前，已经有许多金属催化的不对称反应已经成功开发，例如不对称氢化、不对称羟基化、不对称氨基化等。

此外，还有一些其他新型的不对称反应也在手性合成领域中得到了应用。

例如，不对称有机催化反应、不对称电化学反应等。

不对称有机催化是利用手性有机分子作为催化剂促进反应的进行，该方法具有催化条件温和、底物范围广等优点，因此在手性合成中具有很大的应用潜力。

不对称电化学反应是通过电化学手性诱导实现反应的手性选择性，该方法具有可控性强等优点，可以用于制备手性分子。

总的来说，不对称反应及其在手性合成领域的应用是有机化学研究的热点之一，不同类型的不对称反应各有特点，可以根据具体的需求选择合适的方法。

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。

第一章序论1.1烯烃复分解反应概述1.1.1烯烃复分解反应的概念和类型烯烃复分解反应就是两种烯烃交换双键两端的机团，从而生成两种新的烯烃的反应（图1），它往往由金属烯烃络合物（又称金属卡宾）催化[1]。

该反应使在通常意义下呈化学惰性的双键和三键能够彼此偶联，极大地拓展了人们在构造化合物骨架时的选择空间[2]。

烯烃复分解反应具有反应条件温和，产率较高且具有出色的官能团适应性等特性，因此具有非常广泛的应用空间，现在已广泛的应用于天然产物的全合成，制药，特种材料合成等领域[3]。

H H H1图1-1 烯烃复分解反应示意图Fig. 1-1 olefin metathesis当前的研究重点主要集中在以下三种类型的复分解反应(图2)：1）开环易位复分解反应(ROCM：ring-opening cross metathesis) 和开环复分解聚合反应(ROMP: ring-opening metathesis polymerization）[4-5]：这类反应于20世纪50年代中期被发现，目前主要应用于合成一些功能高分子。

2）交叉复分解反应(CM: cross metathesis)。

3）关环复分解反应[6](RCM: ring-closing metathesis)：此反应常常被用来合成中环或大环化合物，它不但具有很高的效率而且有非常好的官能团适应性，并且理论副产物仅为乙烯，因此RCM反应是一种“原子经济”的反应[7]。

ROCMROMPRCMCM图1-2烯烃复分解反应的类型Fig 1-2 the type of olefin metathesis1.1.2烯烃复分解反应的发现和发展二十世纪50年代Ziegler和Natta成功地合成了聚乙烯、聚丙烯，使烯烃配位聚合研究变得非常活跃[8]。

在配位聚合研究过程中，烯烃复分解反应得以发现和利用。

当时的催化剂主要由过渡金属盐和主族烷基试剂或固体支撑物混合而成（如WCl6/Bu4Sn，MoO3/SiO2，ReO3/Al2O3等）,称为不明结构的催化剂。

有机合成中的手性催化构建手性分子的新策略随着化学合成的不断发展，有机合成中手性分子的合成变得越来越重要。

手性分子具有非对称性质，广泛应用于医药、农化、材料等领域。

而手性催化是一种有效的手性分子合成方法，其在有机合成中起到了至关重要的作用。

手性催化是指通过手性催化剂以及不对称反应中的手性转移，实现对反应物手性的控制。

通过手性催化反应，可以以高选择性和高产率构建手性分子。

在有机合成中，手性催化已经成为合成手性分子的重要策略之一。

近年来，研究人员不断推出新的手性催化构建手性分子的策略，以满足合成复杂手性分子的需求。

以下将介绍几个重要的手性催化策略。

1.不对称氢键催化不对称氢键催化是近年来发展较快的一种手性催化方法。

通过合理设计手性催化剂，可以实现对不对称反应物的高度选择性转化。

这种手性催化方法具有反应条件温和、立体选择性好等特点，广泛应用于手性分子的合成中。

2.金属催化手性反应金属催化手性反应是指通过配合物催化剂的金属中心实现对手性反应物的选择性转化。

金属催化手性反应具有反应条件温和、底物适用范围广等特点，广泛应用于手性骨架、手性环等手性分子的合成中。

3.有机小分子催化有机小分子催化是指通过有机小分子作为催化剂实现手性分子合成的方法。

这种手性催化方法具有反应条件简单、高催化活性、对空气和水稳定等特点，在手性分子的合成中具有广泛应用前景。

4.光催化手性反应光催化手性反应是通过光照的作用下实现手性分子的合成。

这种手性催化方法具有反应条件温和、对光照条件要求低等特点，可以实现对手性反应物的高选择性合成。

5.电催化手性反应电催化手性反应是指通过电流作用下实现手性分子的合成。

这种手性催化方法具有反应条件温和、对电流条件要求低等特点，可以实现对手性反应物的高选择性合成。

总之，手性催化构建手性分子的新策略在有机合成中发挥着重要作用。

通过不断研究和创新，可以提出更多高效、高选择性的手性催化方法，为合成复杂手性分子提供更多选择。

不对称氢化反应在手性药物合成中的应用发布时间：2021-12-29T03:54:54.544Z 来源：《中国科技人才》2021年第25期作者：候莉梅1 刘晓敏2 孙志波3李圣林4[导读] 随着各类手性药物在市面上的不断应用，手性药物的生产量也不断提高，药物制造领域中对于手性药物合成的研究也不断深入。

石药集团欧意药业有限公司河北石家庄 050000【摘要】：随着各类手性药物在市面上的不断应用，手性药物的生产量也不断提高，药物制造领域中对于手性药物合成的研究也不断深入。

不对称氢化反应作为手性药物合成中较为高效的方法，手性药物的发展同时也促进了药物制造领域中不对称氢化反应的发展。

作为目前备受全球药物制造开发领域关注的药物，手性药物的合成和应用对于人们的生活质量有着非常重要的意义，因此本文对不对称氢化反应在手性药物合成的的应用展开讨论和分析，为药物制造业提供参考。

【关键词】：不对称氢化反应、手性药物、合成和应用、重要性引言：在最近的几十年中，不对称氢化反应在工业制造业中得到了高速的发展，其在手性药物合成方面方面的应用也为社会带来的巨大的贡献。

其中高效手性膦配体的的发展提高了不对称氢化反应的底物适应性，同时均相不对称氢化反应具有反应温和、经济性高且绿色环保等优势，在手性药物的合成中广泛应用。

手性是自然界中将生命物质与非生命物质进行区分的主要指标，在各生命体中，含有物质核苷酸、氨基酸和单糖以及由这些成分构成的物质都具有一定的手性[1]。

手性的存在也大大影响着药物的药理作用、其临床治疗效果、药效的时间以及药物的毒副作用。

不对称氢化反应在手性药物的合成中具有高效和独特性，促进了手性药物的研制和开发，因此本文通过对不对称氢化反应的原理展开讨论，浅析不对称氢化反应在手性药物合成中的应用。

一、不对称氢化反应的概念不对称氢化反应是一种在氢气的环境下以及氢化催化剂的作用下，让分子和分子之间接触发生化学反应，通过化学反应将具有潜手性的物质转化为手性还原物质，同时由于在进行不对称氢化反应的过程中，其还原剂是氢气，使得整个反应过程即绿色环保又经济高效。

不对称催化制备手性药物的研究及应用手性药物是治疗疾病的重要药物之一，它们具有具有对称性的立体异构体，其中至少存在一个手性中心。

手性药物的药效、代谢以及副作用往往会因为它们的对映异构体而产生差异。

因此，对手性药物的合成制备研究具有重要意义。

在手性药物制备中，不对称催化成为目前最为有效的制备手性药物的手段之一。

一、不对称催化的概念与分类不对称催化是指在反应体系中加入具有手性催化剂促进对映异构体产率不同的催化反应。

不对称催化可以被分为金属催化和非金属催化两类。

金属催化是通过一系列匹配的金属离子和手性配体组成复杂体系，使得金属催化剂得到对映异构体产率不同的结果。

非金属催化则主要依靠有机小分子催化剂，通过空间位阻等效应催化反应进行不对称反应，实现对手性药物的制备。

二、不对称催化在手性药物制备中的应用1. 脯氨酸和异亮氨酸的不对称合成脯氨酸和异亮氨酸是人体必需氨基酸，被广泛使用在医药和日用化工等行业。

对于脯氨酸和异亮氨酸的不对称合成，钯催化在手性Cbz谷氨酰胺上(DmsL)与戊烯的羰基重排反应中，将不对称催化转化为了一种非对称环合成方法，成功合成了手性脯氨酸和异亮氨酸类似物。

2. 不对称羟醛合成不对称羟醛的制备是合成手性化合物的一种重要方式。

其一般是通过催化剂诱导的不对称重排反应或不对称醛缩合反应性（如错合反应）形成。

在不对称羟醛合成中，黄教授组提出的新的手性罗丹明催化剂分子是根据原子转移催化（ATC）理论设计的，在非常优异的对映选择性和接受性下，优化反应条件使得合成产率提高到80%以上。

三、不对称催化面临的挑战尽管不对称催化可以推动手性药物制备的进步，但这项技术还是面临着一些挑战。

1. 反应缺陷不对称催化由于催化剂选择性差，容易受到其他反应物影响，导致反应失效。

2. 催化剂的研究尽管已经有许多有效的催化剂，但因催化剂选择性有限或副反应严重，仍需要更有效、更选择性的催化剂。

3. 抗酸碱性钯催化剂在反应中很容易受到酸碱催化剂的影响，进而导致催化剂失去活性，因此需要选择稳定的催化剂或优化反应条件，来提高催化剂的抗酸碱性。