COOH H CH3 OH
R-乳酸
COOH H3C OH
S-乳酸
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H
局部面Re和Si的描述
关于局部面两侧的立体化学描述，如果三个基团 a,b,c有a>b>c的顺序
Re
c Si a b b
c a
Re
Si
O
R
R'
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获得单一对映体的途径
手性源(chiral pool)
治疗结核病的药物
合成
前手性 底物
不对称 合成AS*AS*ST
* *
T
*
藉助于手性助剂与反应底物 A 作用而成为手性中间体 AS* ，经 不对称反应得到新的反应中间体S*T*，回收S*后，得到新的手 性产物T*。
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c.手性试剂的不对称反应 (chiral reagent)
• 底物 A 在进行不对称反应中加入手性试剂 S* ，得到反应产 物为新的手性化合物T*，而手性试剂能部分被回收。
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• 对映选择性
• 在一个不对称反应中，若底物经转化后形成不等量 的一对对映异构体，则该反应就具有对映选择性
H Ph Ph N B O O H OH + (R) 99 : (S) 1 HO H
Me 10 mol% BH3, THF
1
Corey-Bakshi-Shibata (CBS)还原 衡量对映选择性的优劣： 对映体过量（ee, enantiomeric excess）百分数
左右手互为镜象
• 一个物体若与自身镜象不能叠合,叫具有手性. •在立体化学中,不能与镜象叠合的分子叫手性分子, 而能叠合的叫非手性分子. •在有机化学中,凡是手性分子都具有旋光性(有些手 性分子旋光度很小);而非手性分子则没有旋光性. 6
构型及表达式: R、S构型的确定
· · · 如 在最小基团背面看； 其余三个基团原子序数：大→中→小连接； 顺时针：R；反时针：S。
第9章
不对称合成
1
The Nobel Prize in Chemistry 2001
Ryoji Noyori William S. Knowles "for their work on chirally catalysed hydrogenation reactions" K. Barry Sharpless "for his work on chirally catalysed oxidation reactions"
A
T
不对称合成的定义与分类
对称的反应（选向率为0） 不对称合成 不对称 的反应 立体选择性反应 0<选向率<100%
立体专一性反应 选向率≈100% 底物分子中潜手性单元与反应物作用形成不等量立体异构 体的过程，通过反应把分子中的一个对称的结构单元转化 为不对称的结构单元，称之为不对称合成 选择性 选择性 0 100% 用拆分法提纯 几乎只有一种产物；用重结晶法 可提纯
A
S*
T*
d.不对称催化反应 (chiral catalysis)
• 在底物A进行不对称反应时加入少量的手性催化剂 cat*,使 它与反应底物或试剂形成高反应活性的中间体，催化剂作 为手性模板控制反应物的对映面，经不对称反应得到新的 手 性 产 物 ， 而 cat* 在 反 应 中 循 环 使 用 ， 达 到 手 性 增 值 (chirality increment) 或 手 性 放 大 效 应 (chirality amplification)。 cat* * 11
• 当对映异构化合物以某种特定的用途，如作为治疗药物使
用时，对映异构体所表现出的生理活性可能很不相同，甚至 截然相反
4
HOOC
HOOC
H 2N
H N H
N
H2N
COOMe (S, S)-异构体的甜度是 COOMe
PhPh
O O
蔗糖的200倍，而其他异 构体却呈苦味
HO COOH
阿斯巴甜
HO HO NH2
为对映异构的化合物则表现出识别能力的差异，因而体现出 不同的生理活性
3
不对称合成的意义 • 手性药物成为医药界的一次重大变革。药物对杂质的要求
是很严格的。因为杂质对人体健康的影响很大，所以药物的
纯度一般要求在 98%以上，并对 2%以下的杂质要明确其性 质和副作用。而对于外消旋体药物来讲，等于有50%的杂质 ，因此用单一对映体（即手性药物）供药成为现代医药工业 一项迫切的任务。
2
不对称合成的意义
• 天然有机化合物大多有旋光现象. 自然界的手性分子绝大 多数是以单一对映异构体的形式存在的，如糖是D-构型的， 氨基酸则是L-构型的。由这些单一构型的有机小分子所形成 的生物大分子如酶、核酸等因而也是具有手性的 • 生物大分子的这种不对称性一方面决定了它们在进行各种
生化反应时具有极高的立体专一性，另一方面对外来的、互
COOH
治疗帕金森氏综合症 的有效药物 NH2 HO
L-多巴
治疗帕金森氏综合症 的有效药物
O N NH O O O
不能透过血脑屏障而产 生严重的副作用
O O HN O O N
导致胎儿畸形
5
对孕妇起镇定作用
(R)-thalidomide
(S)-thalidomide
镜象与手性的概念
左手和右手不能叠合
若底物分子中已有手性中心存在，且反应的产物为不等 量的一对非对映异构体，则该反应就具有非对映选择性
O Me2CuLi H (S) O + H H (S, S) 98 : H (S, R) 2 O
H
衡量非对映选择性的优劣： 非对映体过量（de, diastereomeric excess）百分数
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非对映体过量（de, diastereomeric excess）百 分数 如果产物 A 和 B 是非对映异构体，
防止“外消旋 化” 会导致失明 “立体选择性”反应，如手 性催化、手性诱导、生物催 化
结晶法
治疗孕妇的早期妊娠反应
外消 旋体
拆分
衍生法 酶法 具有强烈的致畸活性 色谱法
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a. 手性源的不对称反应（chiral pool）
手性源S*经不对称反应进入了新的手性化合物T*中。
S
*
T
*
b.手性助剂的不对称反应(chiral auxiliary）
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对映体过量百分率(%ee)，简称ee值 若产物是一对对映体，当R构型的产物大于S构型
的产物时，%ee 为
[R] - [S] %ee = 100% [R] + [S]
当S构型的产物大于R构型的产物时，%ee 为
%ee = [S] - [R] 100% [R] + [S]
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• 非对映选择性