不对称合成及拆分

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1、不对称合成及拆分2002.5.14*合作者：张竹林&张吉林*报告人：张吉林内容简介：*第一部分：不对称合成Morrison和Mosher提出了一个广义的定义，将不对称合成定义为“一个反应，其中底物分子整体中的非手性单元由反应剂以不等量地生成立体异构产物的途径转化为手性单元。也就是说，不对称合成是这样一个过程，它将潜手性单元转化为手性单元，使得产生不等量的立体异构产物”。*第二部分：外消旋体的拆分外消旋体的“拆分”是指将一个外消旋体的两个对映体分开，使之成为纯净的状态。第一部分：不对称合成*一个成功的不对称合成的标准:(1)高的对映体过量（e.e.）;对映体过量

2、：在二个对映体的混合物中，一个对映体过量的百分数。e.e.=[(－)/(＋)]×100％(2)手性辅剂易于制备并能循环利用；(3)可以制备到R和S两种构型；(4)最好是催化性的合成。*迄今，能完成最好的不对称合成的，无疑应首推自然界中的酶。发展像酶催化体系一样有效的化学体系是对人类智慧的挑战。不对称合成的几个主要反应：不对称催化氢化及其他还原反应不对称烷基化醛醇缩合不对称Diels-Alder反应不对称环氧化下面对以上各个方面加以介绍：（一）不对称催化氢化及其他还原反应*1.C=C双键的不对称催化氢化例：烯酰胺的不对称氢化手性铑催化剂(1)用BINAL-H（一

3、种联萘酚修饰的氢化铝试剂）型还原（S）R’是不饱和基团（R）*2.羰基化合物的不对称还原(2)过渡金属络合物催化的羰基化合物的氢化酮的不对称氢化是制备手性醇的一个有效方法，BINAP-Ru(II)催化剂对于官能化酮的不对称氢化是极为有效的:R=(CH3)2CHCH2－苏式(主要产物)赤式(1)(2)(3)环状烯胺(1)以(2S,4S)-BPPM与碘化铋(III)催化氢化以96%产率得到(2)。从(2)很容易经六步反应制备到(3)左氟砂星。*3.亚胺的不对称还原*4.不对称氢转移反应带2－氮杂降冰片基甲醇手性配体的钌络合物是芳族酮对映选择性转氢化的有效催化剂：

4、手性氟化季胺催化的羰基化合物的不对称三氟甲基化反应*5.通过不对称还原制备氟代化合物（二）不对称烷基化反应利用手性烯胺、腙、亚胺和酰胺进行烷化，其产物的e.e.值较高，是制备光学活性化合物较好的方法。*1.烯胺烷基化*2.腙烷基化R=Me,Et,iPr,n-heXR’X=PhCH2Br,MeI,Me2SO4（三）醛醇缩合醛醇反应，即亲核试剂与亲电的羰基基团(及类似基团)的缩合反应，是构建不对称C－C键的最简单的，同时能满足不对称有机合成方法学的最严格要求的一类化学转化。在有机合成和天然产物化学中醛醇缩合是最重要的反应之一。特别适用于环化反应。例如：用催化量的(

5、S)－(－)－脯氨酸可以使对称二酮化合物（1）产生醇醛缩合，化学产率100％，光学产率93％：(四)不对称Diels－Alder反应手性亲二烯体构成不对称Diels－Alder反应的例子的大部分。作为最常用的手性亲二烯体,由三种类型:I型是手性丙烯酸酯,异简单直接的方式与手性基团结合；II型与I型比较，其手性基团与双键更靠近一个原子，合成较难，且手性基团的循环使用也麻烦；III型是丙烯酰胺，活性高。例如：在Lewis酸催化剂存在下，手性亲二烯体1－4发生Diels－Alder反应，立体选择性有的高达100:1以上。（五）不对称环氧化烯丙醇的不对称环氧化在有机合

6、成化学中曾经是一个前导领域。这里也只以它为基础。在环氧化中存在开环，而开环要求立体和区域的选择性。下面是手性2，3－环氧醇的立体和区域选择性开环的方法：*(1)邻近基团参与的开环反应：*(2)碱性催化重排的反应：*(3)有机金属化合物的开环：——生成相应的1，3－二醇：第二部分：外消旋体的拆分外消旋体可以分为三类：——按照分子间的亲和力差异1.外消旋化合物：相反的对映体之间>同种类分子之间，相反的对映体即将在晶体的晶胞中配对，从而形成外消旋化合物。2.外消旋混合物：当同类分子之间在晶体中有较大的亲和力时，它们可分别结晶成－（＋）－或－（－）－对映体的晶体。3.

7、外消旋固体溶液:当一个外消旋体的相同构型分子和相反构型分子之间的亲和力差别不大时，其分子排列是混乱的。*区别三者的简便方法：利用它们的熔点图或溶解度图,在三者中分别加一些纯的对映体：*外消旋化合物：混和熔点下降*外消旋混合物：混和熔点上升*外消旋固体溶液:熔点不起明显的变化*常用的拆分方法：晶体机械分离法形成和分离非对映立体异构体微生物或酶作用拆分法色谱分离法等等（一）晶体机械分离法原理:某些外消旋混合物中的（＋）－和（－）－对映体自发的一宏观晶体分别析出。当这些晶体键的去便可被看出来时，那么在放大镜的帮助下借助镊子之类的工具来分离。适用范围：外消旋混合

8、物，且两对映体晶体的区别可被看出来优缺