在大多数情况下，使用外消旋混合物药物、农药、香 料香精等，会使无效成分在人体或环境中积累，造成危害 和污染。从经济上来说，使用消旋混合物中的无效成分也 是一种浪费。针对外消旋化学品潜在的危险性，美国食品 与药品管理局（FDA）在1992年5月颁布新的法案，严格限 制外消旋化学品的使用。现在，药物中至少有50％以上为 单一旋光体出售，而且这个比例将会不断提高。这就对手 性化合物的制备提出了迫切的要求。
BINAP
R O
(R)-BINAL-H R'
HO
R
R H
BINAL-H（一种联萘酚修饰的氢化铝试剂）
手性催化剂
• 手性催化的对映体选择性来源于催化剂的不对称诱导力， 因此要求作为催化剂的过渡金属络合物本身具有手性。 • 原则上讲不对称中心可以在金属原子上，也可以在配位原 子上，或在配位原子的取代基上。实验证明，合成手性过 渡金属配合物要比合成手性配体难得多。因此人们主要致 力于合成高光学选择性的手性配体。因为催化剂的选择性 主要取决于手性配体，可以说制备高选择性催化剂主要就 是设计、合成高选择性手性配体。这就要求手性配体不仅 要有适当的配位能力，而且必须具有手征性，如手性中心， 或手性轴、手性面，同时要有适当的取代基，以便赋予其 空间差异性和对映体识别能力。
第八章 不对称催化概论
手性识别
人们已证实，一些手性药物对映体有不同的药理活性。 这些不同手性药物对映体药理活性差异的主要原因是：生 命机体本身就是由具有高度不对称性的生物大分子组成。 这种不对称性赋予生物大分子受体（酶、血浆蛋白及组织 蛋白）通过一定的信息去识别不同的对映体。与之契合者， 才能发生相互作用，从而产生生理活性。这种对映选择性 的生物作用现象是自然界的一种普遍现象，在农药和香料 等方面也同样存在。
• 一个成功的不对称合成的标准:
(1)高的对映体过量百分数（e.e.）; (2)手性辅剂易于制备并能循环利用； (3)可以分别得到R和S两种构型的产物； (4)最好是催化型的合成。 • 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。 •针对手性的来源，有人把不对称合成分为普通不对称合成 和绝对不对称合成。普通不对称合成是指依靠直接或间接 由天然获得的手性化合物衍生的基团诱导产生手性化合物 的合成。绝对不对称合成是指绝对脱离天然产物来源而通 过物理方法（比如通过圆偏光的照射）诱导产生手性的合 成，目前只有非常有限的几个反应能做到绝对不对称合成。
萘普生(甲氧萘丙酸, 一种抗炎、解热、镇痛药)
Sharpless不对称环氧化反应
左旋多巴
HO
HO
NH2
dopamine
多巴胺
不对称催化氢化及其他还原反应
* C=C双键的不对称催化氢化
CO 2H R NHAc
H2
R
* CO 2H
NHAc
手性铑催化剂
羰基化合物的不对称还原
R' H
S
R OH
(S)-BINAL-H R'
手性化合物的制备
单一手性物质的获得方法有三种： 1)外消旋体拆分法：在手性助剂的作用下，将外消旋体拆分为纯对映体， 这种方法已被广泛使用。外消旋体拆分方法有：1)化学拆分法：与纯手 性物质形成非对映体盐或共价衍生物，然后利用非对映体的性质差异进 行分离(如分级结晶)，再将衍生物还原为纯对映体。2)酶或微生物法： 利用酶或微生物对对映体具有专一识别能力的性质，消耗掉一种对映体 而得到另一种对映体。3)色谱拆分法：色谱拆分法可分为气相色谱法和 液相色谱法。 2)手性源合成法：以手性物质为原料合成其它手性化合物。 3)不对称合成法：在催化剂或酶的作用下合成得到以某一对映体为主的化 学的或生物的不对称合成法，近年来取得了长足进步，并且已开始进入 工业化生产。
生物催化的不对称合成
不对称还 原反应 （酵母）
水解反应
H
OVER
不对称合成的几个主要反应：
诺尔斯发展
不对称催化氢化反应 不对称催化反应
（合成手性物质） 拓展
野依良治发展 不对称环氧化反应 不对称双羟基化反应
夏普雷斯发现并发展 •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
手性化合物的不对称合成法
○
化学计量的不对称反应 需要化学计量的手性试剂 对环境污染大
○ 酶法
○ 不对称催化反应 仅需催化剂量的手性试剂 反应条件温和 立体选择性好 绿色合etric synthesis），也称手性合 成、立体选择性合成、对映选择性合成，是研究向反应 物引入一个或多个具手性元素的化学反应的有机合成分 支。 • Morrison和Mosher提出了一个广义的定义，将不对称合 成定义为“一个有机反应，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。反应剂可以是化学试剂、催化剂、溶剂 或物理因素。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”。 • 潜手性化合物：本身不是手性的，但进行一次不对称合 成即可转变成手性化合物。