手性有机分子催化剂在不对称催化中的应用

近三十年来,不对称催化研究获得了迅猛发展[1].按手性催化剂的种类分,一般可分为手性有机金属配合物催化以及路易斯酸、碱等手性有机分子催化.手性有机金属配合物催化剂在不对称还原、不对称氧化等官能团转化反应中的应用,已达到实用阶段;不使用金属的有机分子催化剂由于其对环境友好,也日益被重视,有机合成化学中十分重要的碳-碳键形成反应,如Aldol反应、Diels-Alder反应等,近年来发表了很多使用手性有机分子催化剂的成功的实例.早在1971年Wiechert[2]等人曾以脯氨酸为催化剂,用于分子内不对称醇醛缩合(Aldol)反应,1974年Hajos[3]等…     

手性铜催化剂催化的不对称分子内环丙烷化反应

以手性β－二酮－铜配合物Cu(dcm)2为催化剂，研究了重氮乙酸烯醇酯的分子 内环不对称环丙烷化反应，获得较高光学产率的环化产物，同时提出了不对称催化可 能的反应机理和手性识别模型。     

通过借氢还原和动态动力学拆分串联来实现轴手性分子不对称构建

正轴手性分子由于其自身结构性能在有机化学,药物发现和材料科学等领域受到科学家的广泛关注,在不对称催化方面,联芳基轴手性分子(如BINOL和BINAP)长期以来一直作为优势配体骨架持续应用于催化反应中.该类轴手性分子目前主要通过金属催化不对称交叉耦联,前手性化合物动态动力学拆分等方法构建,但通常具有较大的底物局限以及苛刻的反应条件.清华大学药学院汪舰课题组通过利用手性金属铱和易得的非手性布朗斯特酸共催化,首     

超分子凝胶:结构多样性与超分子手性

超分子凝胶作为一种重要的软物质材料,在构建多重刺激响应性、光电功能,以及生物相容材料等功能软物质方面表现出了独特的优越性。超分子凝胶在形成过程中往往得到比较均一的纳米结构,且具有结构多样性;而另一方面,超分子凝胶的构筑单元大部分是手性分子,超分子凝胶也是实现手性在超分子层次/纳米层次表达的重要途径,尤其是手性传递、手性放大、不对称催化方面,同时超分子凝胶也是构筑手性纳米结构的重要手段。本文主要对超分子凝胶形成中的纳米结构以及形貌的多样性和超分子手性进行介绍,并展望该领域未来的发展方向。     

生物还原反应在手性药物不对称合成中的应用

药物分子的立体化学决定了其生物活性,手性已成为药物研究的一个关键因素。利用“环境友好”的微生物或酶催化方法进行手性药物的不对称合成已成为一个极具吸引力的方向。而微生物催化还原前手性羰基则可以不对称的得到手性的羟基,用于光学活性手性药物的合成。综述了近年来利用生物还原方法进行制备量和商业规模的不对称合成手性药物的进展。     

亮点介绍

铱催化3,4-二取代异喹啉的不对称氢化Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,8286～8289手性四氢异喹啉骨架是生物碱和手性药物分子中的重要结构单元.对异喹啉化合物进行不对称氢化是得到手性四氢异喹啉化合物最直接有效的途径.但是由于存在底物活性低和底物和氢化产物对催化剂具有抑制作用,异喹啉的不对称氢化是一个未能很好解决的难题.     

铑催化的不对称芳化环化反应来制备手性的氢化苯并呋喃

手性的顺式氢化苯并呋喃骨架广泛仔在于天然产物中,对环己二烯酮催化的不对称去对称化反应是构建这个骨架最直接和高效的方法之一.目前丰要通过有机催化的分子内的Stetter反应和分子内的Rauhut-Currier反应来实现,但常具有较大的底物局限性.中国科学院上海有机化学研究所林国强课题组利用铑催化串联的芳铑化/共轭加成反     

手性配体在钯催化不对称碳氢键活化反应中的应用

目前,手性配体辅助钯催化的区域和对映选择性碳氢键活化是过渡金属催化的前沿领域.在过去的十年中,它作为一种越来越重要的合成工具,用于合成含有各种不对称元素(中心手性、轴手性和平面手性)的手性分子,也是快速构建各种碳碳键和碳杂原子键的最有效方法之一.本文介绍了一些典型手性配体在钯催化不对称sp2和sp3碳氢键活化/官能团化...     

分子氧诱导螺烯二酚跨环去芳构化反应:手性二酮的高效合成

正Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,4648~4651螺烯作为一类具有独特螺旋手性的多环芳烃,不仅在光电材料等领域显示广泛的用途,而且在不对称催化中也具有重要的应用前景.然而,受到螺烯合成方法的局限,尤其是光活性且具有特殊官能团螺烯分子的合成挑战,极大地限制了螺烯作为一类新型的手性骨架在不对称催化、手性识别等领域中的应用.此外,由于螺烯本身的螺距较     

钯催化分子间不对称Heck反应的研究进展

近年来钯催化分子间不对称Heck反应取得了重要的进展. 开链烯烃以及芳基卤代烃和苄基衍生物为原料的分子间不对称Heck反应得到了突破性的进展. 在一些新的高活性手性配体的作用下,一些结构复杂的稠环与杂环化合物以及具有两个手性中心的环戊烯产物也得以高对映选择性地合成. 这一反应也被成功地应用于一些非常重要的光学活性的合成砌块的合成. 本文将对这些最新的研究进展做一简要的介绍.     

过渡金属催化不对称C-H键官能团化反应构建轴手性联芳基化合物研究进展

在手性分子中,轴手性化合物占据着非常重要的地位.从原子和步骤经济性方面考虑,利用不对称碳-氢官能团化反应构建轴手性化合物是最简洁高效的方法.随着过渡金属催化的不对称碳-氢键官能团化领域的逐步发展,利用该策略来构建轴手性联芳基化合物的研究成果也不断涌现.本文综述了通过过渡金属钯、铑和铱催化的不对称碳-氢键官能团化反应合成轴手性联芳基化合物的最新进展.此外,还介绍了利用这些方法合成多种轴手性配体及其催化的不对称反应,以及这些方法在天然产物合成中的应用.     

手性胺有机小分子不对称催化的研究进展

扼要综述了有机手性胺催化在过去十年中的发展,列举了具有代表性的活化模式(如仲胺催化的活化模式)、催化剂(如手性叔胺有机催化剂)和反应类型(如分子内Aldol环化反应,分子间Aldol缩合反应,Lewis酸活化羰基化合物机制,手性胺催化等),并提出了该领域新的研究方向.手性胺不对称催化在手性合成中具有广阔的应用前景.     

脯氨酸催化剂在不对称反应中的研究进展

脯氨酸作为一种结构简单而且含量丰富的手性分子,近几年来,备受关注,在多种不对称催化反应中表现出非常好的催化性能.综述了这几年来脯氨酸直接催化不对称反应的进展.     

碳氮键为手性轴的轴手性化合物的不对称合成

以碳氮(C-N)键为手性轴的轴手性化合物在不对称催化和药物开发研究领域有着广阔的应用前景. C-N键手性轴的构型对此类化合物的相关性质有重要影响.因此, C-N键轴手性化合物的不对称合成研究受到了广泛关注.研究者发展了一系列不对称合成策略以实现不同类型C-N键轴手性分子的不对称构建.本文对C-N键轴手性化合物的不对称合成策略进行了梳理,综述了近年来C-N键轴手性化合物不对称合成反应的重要进展.     

手性γ,γ-偕二芳基羰基化合物的催化不对称合成

正手性γ,γ-偕二芳基羰基化合物及其衍生物广泛存在于天然产物和药物分子中,如鬼臼毒素,Cladosporol和抗抑郁药舍曲林等.通常,手性γ,γ-偕二芳基羰基化合物的合成是以手性化合物为起始原料,通过催化不对称方式来构建这一关键骨架一直是一个挑战性的课题.铑催化芳基硼酸对芳基缺电子烯烃的不对称共轭加成是目前合成手性谐二芳基化合物有效途径之一.利用该策略,选用γ-芳基-β,γ-不饱和酮酸酯(或酮酰胺)类为底物,可能是实现手性γ,γ-偕二     

基于大环主体化合物的不对称超分子催化

超分子化学与催化的不断渗透融合催生了超分子催化这一挑战性的前沿研究热点。作为超分子化学的主要研究对象,大环化合物因具有可以和不同客体分子通过非共价相互作用可逆结合的识别位点,模拟酶催化中对底物分子的预组织过程,在超分子催化发展之初就备受关注,并在近二十年来取得了可喜的发展。本综述主要介绍了近十年来发展的基于冠醚、环糊精和杯芳烃等大环主体分子的代表性手性超分子催化剂,以及它们在不对称催化反应中的应用,重点阐述了主-客体等弱相互作用对催化剂活性和对映选择性的超分子调控作用,同时对这一研究领域目前存在的局限性和不足进行了总结,并展望了不对称超分子催化的发展前景。     

金属催化的不对称氢化反应研究进展与展望

手性过渡金属络合物催化的不对称氢化反应是合成光学活性化合物的重要方法. 本文从手性配体及手性催化剂、不对称催化新反应、新方法和新策略三个方面简要评述新世纪以来过渡金属催化的不对称氢化反应研究领域的新进展. 从新世纪初至今, 手性单磷配体得到了复兴, 出现了如MonoPhos、SiPhos、DpenPhos等高效单齿亚磷酰胺酯配体; 磷原子手性(P-手性)配体也得到了快速发展, 如BenzP*、ZhanPhos、TriFer等已成为新的高效手性双膦配体; 螺环骨架手性配体成为新世纪手性配体设计合成的亮点, 除了SiPhos、SIPHOX、SpinPHOX等高效手性螺环配体外, 手性螺环吡啶胺基磷配体SpiroPAP的铱催化剂成为目前最高效的分子催化剂. 不对称催化氢化新反应研究也取得了突破, 如非保护烯胺、杂芳环化合物及N-H亚胺的氢化等反应都实现了高对映选择性. 自组装手性催化剂、树枝状手性催化剂、铁磁性纳米负载的可回收手性催化剂, 以及“混合”配体手性催化剂等新方法和新策略也在不对称催化氢化反应中得到了应用. 然而, 手性过渡金属络合物催化的不对称氢化研究仍然充满挑战, 也期待新的突破.     

手性缩醛的催化不对称合成研究进展

缩醛是许多药物和天然产物分子中常见的结构单元,研究发现手性缩醛的生物活性通常优于其消旋体.由于手性缩醛存在消旋化倾向,其催化不对称合成具有挑战性,近年来才引起关注.综述了目前手性N,N-缩醛、N,O-缩醛、N,S-缩醛、O,O-缩醛的催化不对称合成研究进展,及其在含缩醛骨架手性药物合成中的应用.     

手性钛配合物催化不对称反应研究

手性钛配合物是一类很有用的手性催化剂,在许多反应中显示出了良好的催化活性和高的对映选择性。在我们研究的系列反应中,发现手性钛配合物是一类优良的手性催化剂,其中不对称催化杂Diels-Alder反应制备二氢吡喃酮(99%ee),不对称催化硫醚氧化成亚砜反应(96%ee)和不对称催化硅腈化反应(87%ee),都获得了好的催化活性和高的对映选择性。我们对以上反应中其催化剂的用量、溶剂、催化剂浓度和抗衡离子的Lewis酸碱性、底物的结构与对映选择性的关系、催化循环机理等进行了较系统、深入的研究,发现非共价相互作用和分子识别现象在不对称催化反应中显示出重要的作用,为进一步设计新的手性催化剂,发展不对称催化反应提供了基础数据。     

催化不对称Michalel加成反应的新进展

总结了近年催化不对称Michael加成反应的新方法，包括手性金属络合物催化 的反应，呈手性Lewis酸性的手性金属络合物促进的不对称加成，手性冠醚络合物 催化的反应及其它催化反应。