OH
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Sharpless环氧化
R1
Ti(O-i-C3H7)4 + (CH3)3COOH
OH R3 C2H5OOC OH C2H5OOC OH
R1
*
R2
R2
O
*
OH
R3
Sharpless环氧化似乎证明，严格C2对称性的配体也不是必需的，起码对 于加氢和氢甲酰化以外的反应来说。 O
Catalyst TiCl3 TiCl3 MgCl2/TiCl4 MgCl2/TiCl4 MgCl2/TiCl4 Year 1954 1971 1975 1981 1998 Yield(kg/g) 4 16 325 1300 5000 Isotacticity(%) 92 96 92 96 98
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6 5
N N N CO NHC(CH 3 ) 3
OH
CH 2 H C O N
OH
Indinavir, a protease inhibitor currently marketed by Merck and Co., Inc., as CRIXIVAN, an anti-HIV drug
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Olefin Metathesis
JACS, 119(1997)3891
最成功的是Grubbs的Ru卡宾络合物系列
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6.4 Olefin Metathesis
Macromol. Chem. 141(1970)161
其后，各种金属中心（V, Ta, Mo, W, Ru, Os)被广 泛试探过(R H Schrock)
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6.4 Olefin Metathesis
6.1 Wilkinson Catalyst
1965年，Wilkinson在制取RhCl3(PPh3)3 时, 得到了 RhCl(PPh3)3 ,后人一直称其为Wilkinson催 化剂，一个烯烃加氢制烷烃的催化剂：
PPh3 | Cl - Rh+1-PPh3 | PPh3
→ 14-16e规则
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O I
H
OH
G
H
J
H O H CHO
H
Taxol
Nicolaou, K.C.; Yang, Z.; Liu, J.-J.; Ueno, H.; Nantermet, P.G.; Guy, R.K.; Claiborne, C.F.; Renaud, J.; Couladouros, E.A.; Paulvannan, K.; Sorensen, E.J.
Nature 1994, 367, 630
获得手性物质的途径
“source” of chirality in products process product
resolution
Racemic product mixture
transformation
Chiral building blocks
Chirality multiplication: Asymmetric catalysis
6. 络合催化剂
Wilkinson开创了络合催化的新时代。 Wilkinson的贡献不仅在于建立了高效的均相 催化体系，发现了络合催化剂设计的结构规 律，Wilkinson所创立的研究方法，所采用的 有机膦配体等都直接影响了其后几十年的研 究与工业开发。
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Chiral catalyst
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手性选择性
常用对映体过量百分数表示 %e.e. = ×100%
[R] + [S] [R] − [S]
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催化剂的结构(下)
寇 元
北京大学 化学与分子工程学院
6. 络合催化剂
就催化剂的催化本质而言，似可将催化 剂分为三类：分子筛催化剂，纳米催化 剂，和分子配合物催化剂 络合催化剂的结构特征就在于每一个金 属原子/离子都发挥相同的催化效力 注意：三者各有神奇之处
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水溶性氮配体
Science 287, 1636, 2000
水溶性配体的昂贵价格制约了其应用
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Ziegler-Natta Catalyst
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Ziegler-Natta Catalyst
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6.4 Olefin Metathesis
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两相化原理
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水溶性膦配体:
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烯烃的双键断裂重新组成新的烯烃
早期的反应是在Ziegler-Natta催化剂上实现的
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6.4 Olefin Metathesis
由降冰片烯制合成橡胶
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OCH3
COOH
*
R
NHCOCH 3
NHCOCH 3
L－Dopa，Monsando 80年代初
P
P
OCH3 (R,R)-DIPAMP-phosphorus chirality
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寻找BINAP
Ar2 P P Ar2 (S)-BINAP-axial chirality
6.5 络合催化剂概论
络合催化剂的金属中心一般是单核的, 少部分有 双核的, 没有多核的. 值得注意的是, 尽管双核异 核络合物并不少见, 但用作催化剂却不见报道, 这 与担载催化剂相比有明显差别. 络合催化剂金属中心的三维立体-多位络合决定 了 络 合 催 化 剂 不 仅 会 有 chemo- 和 stereoselectivity, 而且会有enantio-selectivity, 因此络 合催化体系专一性高, 是高选择性催化体系. 络合催化剂的主要缺点是分离繁琐, 不易为工业 采用. 改进的办法: 1. 两相化 (bi-phase); 2. 固 相化(immobilization);
Wolf Foundation 2001 Price
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Kagan的贡献
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Knowles的同期贡献
COOH
+
25.C,1atm H2 Rh(I)-R,R-DIPAMP R
Ten of the top 20 pharmaceutical products prescribed in 1994 are molecules possessing at least one chiral center, and strict enantiopurity is required in eight out of these ten molecules. C H
注：Jacobsen的工作 的工作
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6.3 Ziegler-Natta Catalyst
Ziegler: TiCl4-AlEt3可以催化乙烯齐聚 Natta：丙烯齐聚，会导致聚合物的特异结构 50年代中期实现了聚丙烯工业化
OH HO N N
O H 3C O NH
levo-Dopapropizine(anti-tussive)
O
C2H5O O
Metaxalone(muscle relaxant) CH3
N Viloxazine(anti-depressant)
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Asymmetric Catalysis
Sedative
H
N O H O O
Teratogen
O O S N O H H
O R
O
N
N
反应停， R－异构体 减缓孕妇反应