第八章不對稱合成反應8.1概述◆不對稱合成(asymmetricsynthesis)反應是近20年來有機合成化學中發展最為迅速也是最有成就的研究領域之一。◆泛指:反應中由于手性反應物、試劑、催化劑以及物理因素(如偏振光)等造成的手性環境,使得反應物的手性部位在反應前、后形成的立體異構體不等量,或在已有的手性部位上一對立體異構體以不同速度反應,從而形成一對立體異構體不等量的產物和一對立體異構體不等量的未反應原料。◆對于不對稱化合物來講,制備單一的對映體是非常重要的,因為對映體的生理作用往往有很大差別。

(+)-抗壞血酸具有抗壞血病的功能,(-)-抗壞血酸則無此活性；(R)-天冬酰胺是甜的,(S)-天冬酰胺是苦的;L-四咪唑是驅蟲劑,D-四咪唑有毒且不能驅蟲;3-氯-1,2-(S)-丙二醇是男性節育劑,(R)-異構體是有毒的;(-)-氯霉素有療效,(+)-氯霉素卻無藥效

8.1.1不對稱合成反應的意義

因此，研究不對稱合成反應,具有十分重要的實際意義和重大的理論價值。◆常規方法合成不對稱化合物時，由于兩種構型形成機會均等，得到的產物是外消旋體；為了得到其中有生理活性的異構體，需要采用繁雜的方法對外消旋體進行拆分。即使拆分效率很高，也有50%的產物被廢棄。◆含有個手性中心的分子最多存在2個立體異構體，合成過程中如果不進行立體控制，即使單步收率為100%，實際有效產率只有50%，經過多步反應，總收率急劇降低。◆安全應用；資源節約；環境友好；低碳經濟；企業效益。8.1.2不對稱合成中的立體選擇性和立體專一性◆立體選擇性反應一般是指反應能生成兩種或兩種以上立體異構體產物(有時反應只生成一個立體異構體),但其中僅一種異構體占優勢的反應。羰基的還原具有很高的立體選擇性。◆利用大位阻的Lewis酸形成額外的空間因素可促進反應選擇性發生轉變，是一種新嘗試。◆立體專一性反應是指由不同的立體異構體得到立體構型不同的產物的反應。它反映了反應底物的構型與反應產物的構型在反應機理上立體化學相對應的情況。以順反異構體與同一試劑加成反應而言，若兩順反異構體均為順式加成，或均為反式加成，那么得到的必然是立體構型不同的產物，即由一種異構體得到一種產物，由另一種異構體得到另一種構型的產物。如果順反異構體之一進行順式加成，而另一異構體從立體化學上則進行反式加成，結果得到相同立體構型的產物，這是非立體專一性反應。例如：溴對2-丁烯的加成為反式加成，反-2-丁烯與順-2-丁烯得到的加成產物不同，反應具有立體專一性。內消旋體外消旋體例如：消去反應、取代反應中同樣存在立體專一性反應。RSRS8.研1敗.好3不對邀稱合桂成的眨反應仇效率◆不對棗稱合葡成反杏應實掏際上歉是一差種立介體選兆擇反嫂應,反應發的產譯物可直以是摟對映貌體,也可詞以是河非對廁映體,只是佛兩種鴨異構后體的碑量不主同而史已。雕立體槳選擇緊性越謎高的棄不對州稱合荷成反貢應,產物丘中兩貢種對姓映體躍或兩煎種非宮對映活體的營數量怪差別木就越旱為懸倒殊。◆不對漂稱合竭成的框效率,正是推由兩麗者的核數量井差別侄來表虧示的化。若勞產物害彼此勿為對齡映體,則其蘋中某墨一對閥映體啟過量勤的百低分率(p繪er率ce余nten改an菜ti覽om線er局icex發ce宗ss楊,簡寫供為%e.賤e)可作僑為衡戴量該淘不對統稱合嗚成反儉應效愿率高免低的熔標準,表示替方法賀如下:式中[R輕]和[S受]分別膜為主廊要、學次要擱對映鍋體產筆物的財量。電如兩壩個對調映體駛產物暈的比采是95棒:5，則%e.島e是95逃-5閥=9濟0(或e.拍e=9涉0%廉)通常俯情況新下,可假導定比近旋光咽度與非對映纖體組聚成具扒有線錦性關努系，生因而帆在實光驗測捧量誤賠差略束而不可計時偷，上竭述%e.激e即等念于下貴述所揭謂光魄學純偵度百估分率(p拴er造ce搶nt馬o守pt廁ic濕al盼p塑ur扭it共y,簡寫步為%O紅.P特).◆若產禽物為訴非對制映異宅構體隨時,不對清稱合盈成反經應效貿率用董非對堡映過浩量百孩分率(p黃er框ce事ntdi欄as謠te畢re含om獻er搏icex邊ce基ss，簡鑼寫為%d.驚e)來表張示。式中[A裕]和[B湊]分別霜為主蹈要非電對映璃體產衛物的憑量和察次要叼非對懶映體臺產物憲的量僚。8.統2不對見稱合孩成反徑應8.執2詠.予1用化月學計同量手銷性物干質進給行不夏對稱的合成根據潔底物銷、試雀劑等蜂情況傳不同飄，發挪展了醉多種項不對卸稱合隸成反腫應。（1）由浩手性剝反應仁物進老行不青對稱扭合成手性撐底物戒與試蹲劑反栗應時侮，形版成兩打種構溪型的打概率經不均辮等，處其中栗一種素占主譯要，翅達到跳不對忌稱合挨成的獎目的跳。例如午，下可面合窗成可要以得莫到高冰光學跨純度素的麻母黃堿搭：原因業：從檔最小培位阻踐處加辜氫。Ne東wm鑼an禮n投影晝式可廁直觀碼看出試劑析與起途始手痕性底祝物之迫間反征應時逼的立畜體選限擇性剝。例如儲，異旱蒲勒籌醇的樓硼氫蝦化-氧化維，硼旨烷的稻進攻的受到牛底物村分子敏基團冶影響魄，90慢%形成有如下督構型勤產物余：（2）用鄉豐手性仔試劑今進行斃的不女對稱旨合成用手蕩性試彎劑與典潛手掩性化狐合物附作用望可以狼合成膀不對捎稱產袋物。牧手性皇試劑傭可以該通過植在對遞稱試嘗劑中非引入違不對催稱基永團得割到。博手性妻試劑賢的不浴對稱光反應耗最常愚見的莖是不扭對稱系還原車反應盞。例如它：具有男光學繁活性跌的聯把萘二溜酚、主氫化恥鋰鋁栗、簡拋單一霉元醇抽組成飼的不考對稱還原寧劑（BI身NA虛L-羊H）可惹用于運還原驚酮或咐不飽丙和酮舉，光唱學純夾度很轉高。◆不糞對稱螺烷氧言基鋁勵還原拍劑不對音稱氫啞化物腦還原挽劑【如（-）-薄荷購醇一旅烷氧嘩基氫湊化鋰弓鋁】也是陷通過造手性置試劑幣與氫駕化鋰嘆鋁反神應得吧到的拋。◆手性拴硼試動劑手性貍（環陵狀）劈燕硼試少劑在升不對肥稱還酸原反御應中冊有廣遙泛應悼用。手性向硼試敏劑P2*BH和烯鎖烴反樣應時殿，加宇成方梢向取乒決于正不對癥稱試頃劑的寒結構需（+）或留（-）.用（+）-α-蒎烯碰可得零到（+）-P2聚*B莊H該實蜻例說府明應安用手宣性硼吹烷進撞行的旋手征煉性合趙成反博應具楊有很乎高的碑立體鬼選擇篇性。創在反血應過疏程中騙，形愿成兩辟種能相量差銀別相跪當大禽的過雅渡態礦（A）和冷（B），協而（A）的朗能量劑小于抗（B）的責能量甘。在(A杜)中順-2羊-丁烯離的甲濃基接謎近C3沙'上體尤積較克小的手氫原臟子,在(B寺)中該寨甲基液接近陜于體乎積較補氫原獨子大崗得多凡的C3上的M基團,這就掉導致獲兩種納過渡膠態在臣能量捧上的洋懸殊,從而澆使反塵應具析有較仁高的待立體辣選擇堆性。高能券態低能饑態（3）反摧應底書物中遮手性范誘導郊的不繁對稱蟲合成在反紛應底拔物中采引入浩手性豎輔助握基團阿，使為生成縫的非爛對映愿體不忙等量鍛，（波利用舟手性斜誘導壓物在棕反應年中心甩形成隔剛性此的不息對稱碧環境緩）從元而獲勞得立之體選逼擇性今。氨基吲哚啉氨基酸，e.e值98%乙醛酸酯光學灶純的茄吲哚穿啉經冬亞硝肢化和飛還原顧后再源得到刷氨基介吲哚向啉，頂可重泡復使杰用，叨是理似想的南不對擁稱合竊成。例如姻：烷基獎甲酮炎與丙劫酮縮吼（1S域,2防S）-(某+)色-2雕-氨基-1槽-苯基-1，3-丙二進醇進四行不響對稱St尋re推ck穿er合成輪，生始成結柱晶的吃氨基盤腈，興水解假可得杏到光練學純慘的α-甲基斗氨基澆酸。該方勸法已犬用于掃降血小壓藥扁物(S酒)-甲基壯多巴滅的工斧業生丹產。例如蕩：8.胃2澤.格2不對賄稱催誓化反波應①手性現催化綁劑的廣不對祖稱反矩應不對鞠稱合層成反眠應一寸般需翅要大志量的墨手性劫化合賭物。娘使用閉催化良量的尾手性炊試劑間來合族成手氏性化濫合物賴稱為姜不對夾稱催可化反佳應。◆光學唇活性裂膦化徹合物格與銠映形成徹的手析性配顆體催行化劑和廣泛專用于均相交不對畢稱催卻化氫毫化，蓋常見拌手性梨膦L*結構齊如下健：（1）手害性膦-金屬動配合鳴物的催晴化氫陽化反堵應◆含有帶上述手性惜膦的姜銠配嫂合物陷與C=丘C、C=系O、C=刪N雙鍵任發生黃不對畫稱催蓮化氫距化反烘應，化可用擠于天跡然氨半基酸智的合報成：◆抗震們顫麻尋痹藥駐物L-多巴井（3-羥基氏酪氨名酸）仿也是滔利用手性留膦的姓銠配蛋合物真的不腥對稱嚷催化歉氫化異反應棍得到饞的：（2）Sh爛ar期pl慎es膽s不對民稱環海氧化沈反應◆19釀80年，Sh錦ar矮pl舅es店s研究浪組發第現酒因石酸泥酯-四異壤丙氧桂基鈦-過氧凳叔丁各醇體妨系對恐各類高烯丙趟醇能齡夠進姓行高坊對映騰選擇初性氧楊化，幅得到浮高e.蠻e值羥組基環捕氧化幟物，豎并根描據使如用酒孕石酸突二乙塑酯的煉構型排得到贏預期潑的立帥體構嬌型產喚物。Sh漁ar逮pl蒼es卵s與另驢兩位姨科學腸家分劃享了20艱01年的No冤be榴l化學魯獎。◆癸基送烯丙濾醇進關行選匪擇性珍氧化門，得云到e.啦e值為95撿%的羥憲基環贊氧化挎合物違。◆Sh糖ar欠pl德es仔s不對李稱環魄氧化磨反應場大量詢應用層于天栽然產師物的下合成共，如納（+）-舞毒邀蛾性蠟引誘浸劑的撇制備煮：Sh童ar得pl筑es援s反應擇特點材：高e.絹e值，頃預測襪產物薪構型（3）生掙物堿栗作為今化學撓反應榮的手屆性催晃化劑（4）氨鮮基酸丈用于旋不對袖稱合盤成的票手性站源或辜手性謀配體例如香，（S）-脯氨光酸作垮為羥裕醛縮購合反姿應的廚催化棒劑，柜在甾變烷C、D環合替成時e.蟻e值高晴達97