神奇的手性現(xiàn)象與不對(duì)稱催化(編輯修改稿)
2025-09-01 10:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 合成方法被看作是不對(duì)稱催化氧化的經(jīng)典合成，稱為Sharp1ess反應(yīng)。由該方法合成的中間體被廣泛地應(yīng)于制備其他手性化合物，如著名的治療心臟病的藥物“β阻斷劑”。目前，不對(duì)稱催化的研究已經(jīng)取得到了長(zhǎng)足的進(jìn)展，各類重要有機(jī)反應(yīng)都相繼發(fā)展了有效的催化體系，數(shù)以萬(wàn)計(jì)的配體被合成和應(yīng)用。除了金屬配合物催化，在不對(duì)稱催化領(lǐng)域中還發(fā)展了有機(jī)小分子催化、酶催化的方法，也都取得了豐富的研究成果。總之，不對(duì)稱催化合成已應(yīng)用到幾乎所有的有機(jī)反應(yīng)類型中，并開(kāi)始成為工業(yè)上，尤其是制藥工業(yè)合成手性物質(zhì)的重要方法。目前世界上使用的藥物總數(shù)約為1900種，手性藥物占50%以上，在臨床常用的200種藥物中，手性藥物多達(dá)114種。不對(duì)稱催化合成研究現(xiàn)在依然處在方興未艾的發(fā)展階段，許多與手性相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題還有待解決。例如，手性催化劑大部分只對(duì)特定的反應(yīng)、甚至特定的底物有效，沒(méi)有廣泛適用的手性催化劑，而且多數(shù)手性催化劑轉(zhuǎn)化數(shù)較低，穩(wěn)定性不高，難以回收和重復(fù)使用等等。因此，如何設(shè)計(jì)合成高效、新型的手性催化劑，探討配體和催化劑設(shè)計(jì)的規(guī)律，解決手性催化劑的選擇性和穩(wěn)定性，以及研究手性催化劑的設(shè)計(jì)、篩選、負(fù)載和回收的新方法是不對(duì)稱催化研究領(lǐng)域面臨的新挑戰(zhàn)。21世紀(jì)無(wú)疑是手性技術(shù)的世紀(jì)，我們相信不對(duì)稱催化將繼續(xù)成為研究的熱點(diǎn)，并將發(fā)揮其更大的力量。神奇的手性現(xiàn)象與不對(duì)稱催化不知道大家有沒(méi)有注意到生活中的一個(gè)有趣現(xiàn)象，就是無(wú)論你怎么擺姿勢(shì)，都無(wú)法將自己的左手和右手重合。而當(dāng)你拿一面鏡子時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，左手在鏡子里的像剛好跟你的右手重合。我們把這種有趣的現(xiàn)象就叫做手性，即一個(gè)物體不能跟自己的鏡像重合，我們就說(shuō)這個(gè)物體具有手性。在自然界中手性現(xiàn)象廣泛存在。例如喇叭花的纏繞方向是手性的，把右旋的喇叭花強(qiáng)行左旋纏繞，它也會(huì)自動(dòng)恢復(fù)右旋；動(dòng)物中的海螺同樣是右旋世家，出現(xiàn)左旋海螺的概率是百萬(wàn)分之一；同樣，組成我們生命體基本單位的氨基酸同樣具有手性，除了極少數(shù)生物體內(nèi)存在右旋氨基酸外，組成地球生命體的幾乎都是左旋氨基酸；另外供給人體能量的葡萄糖都是右旋的，絕大多數(shù)生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)DNA也是以右旋方式相互纏繞成的雙螺旋結(jié)構(gòu)等等許多例子，由此可見(jiàn)手性是許多物體的一項(xiàng)重要特點(diǎn)。在化學(xué)領(lǐng)域中，手性現(xiàn)象同樣廣泛存在，而有機(jī)分子的手性通常是由不對(duì)稱碳引起的。在一個(gè)有機(jī)分子中，碳原子通過(guò)共價(jià)鍵能與四個(gè)其它原子或基團(tuán)相連。當(dāng)相連的四個(gè)原子或基團(tuán)互不相同時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生手性，我們稱該有機(jī)分子為手性分子。兩個(gè)互為鏡像的手性分子構(gòu)成一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體?；閷?duì)映異構(gòu)體兩個(gè)手性分子在原子組成上完全一致，許多宏觀物理性質(zhì)如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性等，甚至許多微觀化學(xué)反應(yīng)性能也完全相同。我們通常是通過(guò)手性分
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