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不对称合成8-有机小分子催化剂

简 介
自用1966年第一个手性金属配合物催化剂被成功用于不对称反应 至今,不对称催化研究迄今已有40年的历史。
有机小分子催化剂在不对称合成 中的应用
不对称催化的关键在于手性催化剂。到目前为止,人们对手性过 渡金属催化剂的研究最为深入,其应用也最为广泛。但手性过渡金 属催化剂也存在一些缺点,如催化剂造价昂贵、反应条件苛刻、产 生环境污染和催化剂不易回收等。
催化机理
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2.3 小肽催化剂 基于 L-Proline结构, 2003年 Reymond等首次报道了 N-末端小肽 催化的不对称 Aldol 反应,同年, List等也报道了一系列肽催化的不 对称直接Aldol反应。上述工作为催化剂的设计提供了新颖的思路。
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过渡态
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2.2 二胺类催化剂 除酰胺体系外, L-Proline衍生的二胺 -质子酸体系也是一大类基 于对 L-Proline羧基进行改造所得到的催化剂。二胺中的胺(多为三 级胺)被外加质子酸质子化后,起到了与 L-Proline羧基类似的作用: 一方面加速烯胺中间体的形成,另一方面通过氢键作用来稳定过渡态。
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1.2 不对称Mannich反应
1.5 羰基的直接-胺化反应
1.3 不对称Michael反应
1.6 Baylis-Hillman反应
1.4 不对称-胺氧化反应
JACS 2003, 125, 10808
1.7 醛的分子内-烷基化反应
L-Prooline的不对称催化反应取得了巨大的成功,但在某些方 面还存在局限性,如其溶解性低、催化剂负载量大、有限的催化反应 类型和底物范围。这些促进了科学家对 L-Proline进行修饰,希望设 计出高活性、高立体选择性、使用范围更广泛的催化剂。 2.1 酰胺类催化剂
第二章、常见的小分子催化剂
与手性过渡金属催化剂及酶相比,最近几年发展起来的手性有机小分 子催化剂有着自己独特的优势,如不含过渡金属、容易制备、价格低廉、 反应条件温和、稳定性强、对环境友好等,因此,对该催化剂的研究越 来越受到科学家的瞩目。 对该类催化剂的研究近年来才得到化学家的重视,并很快有机化学的 热点和前沿,但其渊源可追溯到 20世纪 70年代。早在 1971年 Wiechert就 首次报道了 L-Proline可以催化分子内不对称羟醛缩合, 1974年该反应被 Hajos等优化, ee值高达 94%。然而,此后该类型的催化剂没有引起人们 的重视。 直到2000年,美国Scripps研究所的List等发现,L-Proline也能催化 分子间的Aldol反应,并得到了良好的收率和选择性。此后,有机小分子 催化剂开始得到各国化学家的重视,并在短短几年时间内便成为不对称 催化研究领域内的一个热点。 1、 L-Proline及其类似物催化剂 L-Proline是最早发现的不对称有机小分子催化剂,其结构简单, 价格低廉,研究的也最为深入。迄今, L-Proline已被发现能够催化 许多反应,并且大部分反应能够得到理想的收率和立体选择性。所催 化的反应如下所示: 1.1 直接Aldol反应
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