手性药物及其不对称催化合成的研究进展论文

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1、手性药物及其不对称催化合成的研究进展论文【摘要】本文介绍了手性药物的重要性和类型;结合实例对不对称催化法合成手性药物作简要概述，尤其是化学不对称催化技术，包括不对称催化氢化、羰基的不对称催化还原、不对称催化氧化、不对称环丙烷化、不对称催化羰基化及不对称催化加成反应等;展望了不对称催化反应在手性药物合成中的发展方向。【关键词】手性药物;不对称催化反应;合成手性是自然界的普遍特征。作为生命活动重要基础的生物大分子，如蛋白质、多糖、核酸和酶等几乎全是手性的。当今世界常用的化学药物中手性药物占据了超过60%的比例，它们的药理作用是通过与体内大分

2、子之间严格手性匹配与分子识别实现的。近年来,世界手性药物的销售总额也在不断增加，据资料统计,1995年为425亿美元，1997年为900亿美元，2000年已超过1200亿美元1.freelolol)两个对映体都具有降低眼压治疗青光眼的作用，其中S-噻吗洛尔为(-阻滞剂，用它制备滴眼液治疗青光眼时，曾引起支气管收缩，使有支气管哮喘史的患者致死，所以仅R-噻吗洛尔治疗青光眼是安全的。因此从全面平衡仍宜选用单一对映体。1.3对映体活性相同，但程度有差异例如S-氯胺酮(ketamine)的麻醉镇痛作用是R-氯胺酮的1/3，但致幻作用较R型强。1

3、.4对映体具有不同性质的药理活性例如(2S,3R)-丙氧芬(右丙氧芬)是止痛药，(2R,3S)-丙氧芬(左丙氧芬)是镇咳药。1.5一个对映体具有疗效，另一对映体产生副作用或毒性-个典型的例子是20世纪50年代末期发生在欧洲的“反应停”事件，孕妇因服用沙利度胺(俗称“反应停”)而导致海豹畸形儿的惨剧。后来研究发现，沙利度胺包含两种不同构型的光学异构体，(R)-对映体具有镇静作用，而(S)-对映体具有强致畸作用。以前由于对此缺少认识，人类曾经有过惨痛的教训。因此，如何合成手性分子的单一光学异构体就成了化学研究领域的热门话题，同时也是化学家面

4、临的巨大挑战。近年来各大制药公司正在研发的和已上市的药物中，以单一对映异构体上市或研究的药物分别占到相当大比例。由于手性药物市场前景看好，巴斯夫、陶氏化学、罗地亚等国际知名企业均成立了各自的手性中间体开发机构。但是我国手性药物工业与世界发展水平尚有较大差距。2手性药物的合成长期以来，人们只能从动植物体内提取或天然化合物的转化来制取手性化合物3;一般的化学合成在得到外消旋混合物后需经繁琐的拆分后才能得到单一的手性化合物，并消耗等当量的手性拆分剂;而不对称催化合成仅需少量的手性催化剂，就可合成出大量的手性药物，且污染小，是符合环保要求的绿色

5、合成，从而引起了人们的关注4，成为有机化学研究领域中的前沿和热点。多种手性配体及催化剂的设计合成使不对称有机合成蓬勃发展，其中一些不对称催化反应已经实现了手性药物及其重要手性中间体的工业化生产5。以下综述了几种典型的不对称催化反应在手性药物合成中的研究进展。2.1不对称催化氢化早在20世纪30年代，就有报道把金属负载在蚕丝上，然后催化氢化合成了具有一定光学活性的产物，但此后相当一段时间内没有取得任何进展。直到1968年，美国孟山都公司的erck公司利用此法用手性硼烷对酮进行不对称还原，制得手性醇，然后进一步反应得到水溶性的碳酸酐酶阻滞剂

6、MK-0417，它可降低眼球内压力，用于治疗青光眼疾病(Scheme2)。Scheme1Scheme22.3不对称催化氧化在不对称催化还原反应取得迅速发展的同时，美国科学家Sharpless从另一个侧面发展了不对称催化反应。早在1980年Sharpless11报道了用手性钛酸酯及过氧叔丁醇对烯丙基醇进行氧化，后在分子筛的存在下，利用四异丙基钛酸酯和酒石酸二乙酯(5～10mol%)形成的络合物为催化剂对烯丙基醇进行氧化，实现了烯烃的不对称环氧化反应12，并在此后的将近10年的时间里，从实验和理论两方面对这一反应进行了改进和完善，使之成为不

7、对称合成研究领域的又一个里程碑(Scheme3)。此后，Sharpless又把不对称氧化反应拓展到不对称双羟基化反应,这一反应成功用于抗癌药物紫杉醇(Taxo1)侧链的不对称合成13(Scheme4)。近年来，Sharpless还发现了不对称催化氧化反应中的手性放大及非线性效应等新概念，在理论和实际上都具有重要意义。Scheme3Scheme4由于Sharpless催化体系对无官能团的烯烃的烯烃和其它取代烯烃效果明显较差，Jacobsen等人在不对称环氧化反应方面进行了深入探索，将手性Schiffbase配合物用于非官能团化烯烃的不对称

8、环氧化，取得了较好的结果，是具有很好工业应用前景的催化体系。除此之外，还有手性酮催化体系和负载手性催化体系等，并都各具特色。手性酮催化剂能有效减少重金属污染;负载型催化剂具有催化剂易于回收、产物易于提纯等优