不对称合成与生物催化研究进展

《不对称合成与生物催化研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、高等有机化学论文封面课程名称：高等有机化学论文题冃：不对称合成和生物催化学生学号：201422703031学生姓名：罗超任课教师：石从云学位类别：评分标准及分值选题与参阅资料（分值）论文内容（分值）论文表述（分值）创新性（分值）评分论文评语：总评分评阅教师：评阅时间年月b注：此表为每个学生的论文封面，请任课教师填写分项分值不对称合成和生物催化学号：20142270331;姓名：罗伟；邮箱：100809334@qq.com手性是生命系统的本质属性之一，含手性因素的化学药物有多种对映体，它们在人体内的药理活性、代谢

2、过程及毒性存在着显著差异［1，2］。手性是指与碳原子相连4个原子或基团在可以以两种形式形成空问排列不同结构不同的对映体互成镜像彼此对称而不重合同一化合物的两个对映体之间具有不同的光学活性物理化学性质以及具有不同的生物活性［3］。手性药物的合成有多种方法应用较为普遍的有以下四种f41（i）从天然产物屮提取，主耍是在动植物体屮提取某些重要手性物质，如从奎宁皮树屮提取治疗疟疾的药物奎宁，从紫杉树树皮屮提取具冇抗癌作用的紫杉醇，利用乳酸合成R-苯氧基丙酸类除草剂等。该方法由于天然产物的产量有限，并且所需n标化合物含景有

3、限，致使该种方法的成本较高。（2）外消旋体拆分法，通过拆分外消旋体在手性药物的获取方法屮是最常用的方法。□前有机械拆分法、化学拆分法、微生物拆分法和晶种结品法等。其屮化学拆分法是目前最常用和最基本的有效方法，外消旋体拆分法由于需要选择适当的溶剂和拆分剂，这增加了该种方法的难度并且拆分的收率不高。（3）化学合成法，包括手性源的不对称反应、手性助剂的不对称反应、手性试剂的不对称反应、催化手性不对称反应，前三种方法都要使用化学计景的手性物质但有些试剂的价格较高成本较高。催化手性不对称反应不需要消耗大量的手性试剂、手性

4、增殖、高对映选择性、经济易于实现工业化，是最有希望、最冇前途的合成手性性药物的方法，但昂贵的过渡金屈以及冇时比过渡金属还贵的手性配体却限制了这一方法的应用。所以需要探索出简单易行的合成手性配体的新方法筛选出高活性高立体性的催化剂以拓展其应用范围。那么在选择催化手性不对称反应来进行合成反应，什么样的催化剂是我们所需耍的呢？1968年，Knowles等成功将单齿手性膦配体与铑配合物应用于催化不对称氢化反应，使其研究得到长久发展，尤其是活性羰基化合物不对称氢化反应得到广泛应用。手性膦配体与过渡金属形成的配合物催化不对

5、称还原酮基泛内酯是合成光学活性泛Pd酯非常有效的路线。操作过程在非水介质屮进行，避免了从水相屮分离产物且操作简单，产物值较高。除此以外，他们还研究了有机小分子及其衍生物不对称催化羟醛缩合反应并经还原内酯化合成泛IV酷以及光学活性化合物作为反应底物或非手性底物屮加入手性助剂的合成手性泛内酯工艺。其屮，有机小分子催化乙醛酸酯与醛的反应表现出良好的催化效果，且催化剂易得，反应条件温和，操作简单。缩合产物的收率和对映选择性均不高，设计具有高活性和高选择性的有机小分子手性催化剂是今后研究的重点。由此可见，冇机催化剂具冇比

6、金屈催化剂更加光明的前景。冇机催化是指使用低于化学计量的不含金属的有机小分子进行的催化反应。20世纪70年代，Hajos小组和Wiechert小组［5］分别报道了应用简单的氨基酸L-脯氨酸进行懂化的高效和高对映选择性的分子内羟醛缩合反应，此后很长一段吋期。有机催化反应未引起大家的重视。最近几年，宥机催化的研究得到前所未宥的发展，宥机小分子可以像酶一样发挥作用，有可能在前生命物质（如糖类）的合成屮起着重要作用.宥机催化剂其宥容易搡作和一些“绿色”的优点：（1）不需金属来引发，不必担心有毒的金属泄漏到环境;（2）有

7、机催化剂通常价格低廉,容易修饰和制备;（3））宥机催化剂通常可以在湿溶剂或空气中进行反放，不必用到苛刻的无水无氧条件；（4）有机催化剂容易从产物屮分离和回收。如脯氨酸易溶于水，难溶于有机溶剂，利用此特点很容易从反应体系中分离。正如前文所说，有机催化是接近生命物质的反应，那么我们直接用酶来进行不对称合成的催化呢？生物催化的手性合成是指利用纯酶或有机体催化无手性、潜手性化合物转变为手性产物的过程。生物催化中常用的宥机体主耍是微生物，其本质是利用微生物细胞内的酶催化非天然有机化合物的生物转化，又称微生物生物转化。固定

8、化酶和固定细胞技术可使生物催化反皮在固定床内连续进行生物转化，这将使得生物催化法具有工业化应用价值。现阶段运用生物催化来进行的反应主要宥：（1）还原反应，以氧化还原酶及其相关的微生物为手性催化剂催化还原潜手性的羰基，可直接构建光学活性中心。利用蛛菌属，用于氨基苯已酮的还原，其产物力R构型，值力100%［6］。（2）氧化反应，其屮包括环氧化不对称合成（图.1）和C-H键的氧化（图.2）图