神奇的手性現(xiàn)象與不對(duì)稱催化-資料下載頁(yè)
2025-08-05 10:38本頁(yè)面
【正文】 奇的手性催化劑。不對(duì)稱催化因?yàn)槠洫?dú)特的優(yōu)勢(shì)成為手性合成中極具吸引力和最富挑戰(zhàn)性的研究方向，過去幾十年的時(shí)間里吸引了很多優(yōu)秀的科學(xué)家投身這一領(lǐng)域。其中三位科學(xué)家諾爾斯、野依良冶和夏普萊斯因?yàn)樵谠擃I(lǐng)域里的開創(chuàng)性工作，分享了2001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1968年，美國(guó)孟山都的諾爾斯將手性膦配體與銠金屬配合物組成的手性催化劑成功地用于取代苯乙烯的不對(duì)稱催化氫化反應(yīng)中，實(shí)現(xiàn)了不對(duì)稱催化反應(yīng)中首例高對(duì)映選擇性合成，成為不對(duì)稱催化反應(yīng)研究的里程碑。后來，該方法被孟山都公司成功地應(yīng)用于治療帕金森病的藥物手性多巴胺的合成中。諾爾斯的成功也極大地鼓勵(lì)了后來者投身于不對(duì)稱催化這一研究領(lǐng)域，而探索催化效果更好的手性催化劑成為研究熱點(diǎn)。上世紀(jì)八十年代，日本科學(xué)家野依良冶等在諾爾斯的基礎(chǔ)上開發(fā)出了一種被稱作BINAP的手性化合物，它和金屬配位生成的手性催化劑能夠?qū)⑾N100％的不對(duì)稱還原成手性分子．達(dá)到了像酶一樣的催化效率，這也成為不對(duì)稱催化發(fā)展史上又一次歷史性的飛躍。隨后，野依良冶將不對(duì)稱催化還原應(yīng)用到衣康酸、脫氫二肽、薄荷醇、降冰片二烯等萜烯類以及某些抗生素藥物的合成中,并和日本高砂香料工業(yè)株式會(huì)社合作,使薄荷醇等合成天然香精得以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。而美國(guó)科學(xué)獎(jiǎng)夏普萊斯在上世紀(jì)八十年代用手性鈦酸酯及過氧叔丁醇成功地實(shí)現(xiàn)了烯丙醇不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)，這一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。
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