不对称合成名词解释

不对称合成名词解释

不对称合成是化学中一个重要的概念,它是指反应产物中碳原子的排列不对称或不饱和,可以通过精确的合成来做出精确的产物。不对称合成非常重要,因为它可以让化学家们控制结构,例如控制碳原子的排列顺序,从而创造出更高级的材料和制剂,用于药物研究、纳米技术等领域。

不对称合成最常用的方法是以多种不同的有机物质为原料,通过反应得到不对称的产物。有了不对称合成,化学家们可以实现精确控制,有助于研究出新的有效材料,以满足特定的应用场景要求。

不对称合成的方法很多,常用的有金属配位盐催化、酸催化、光催化和水溶性催化等,它们都有其自身的特点和应用。金属配位盐催化是一种最常用也最受欢迎的方式,一般通过加入活性金属与有机物质发生反应,从而形成不对称的产物,可以使不对称产物的排列更加精确。

酸催化法也是一种简单而有效的方式,可以使不对称产物的形成更加清晰和精确。它通过加入酸来促进有机物质中发生的反应,从而产生不对称的产物。

光催化和水溶性催化是近年来得到广泛应用的两种方法,在光催化中经由发射和吸收光来产生不对称的产物,而水溶性催化则是在水溶液中添加催化剂,通过光照来促进有机物质中发生反应,从而产生不对称的产物。

不对称合成技术在21世纪被广泛应用,它已经成为化学领域中

的一种重要工具,在制药、材料研究和纳米技术等领域都发挥着重要作用。例如,不对称合成技术可以用来提高药物的活性,使原料的利用更加高效;它也可以用来研究各种新型材料,为社会和工业生产提供更好的材料;它还可以用来控制纳米材料的结构,从而提高纳米材料的性能。

总而言之,不对称合成是一种重要的化学合成技术,可以有效地提高药物的活性、研究新型材料和提高纳米材料的性能。它也可以至关重要地帮助化学家们精确控制反应中的碳原子排列,从而实现复杂的反应产物结构。

因此,不对称合成技术在未来将发挥更重要的作用,将成为药物研究、材料研究和纳米技术等领域的有力工具。它将为世界上的科学家和工程师提供更多的可能性,用于创造出更多的新材料和药物,改善人类的生活环境。

不对称合成

第一章 绪论 1.1 手性和不对称合成的意义 当一个物体没有对称中心或者没有对称平面的时候,物体与它的镜影就不能重合,他们之间互为对映体,就象人的左手和右手一样,这种物体具有对映体的现象就称为物体的手性。如大部分攀登植物的缠绕具有右手性,大部分海螺的花纹也具有右手性。如果化学分子也具有对映体,这种现象就称为分子的手性,这种分子就称为手性分子。 3 H L-(+)-乳酸 D-(-)-乳酸 尽管手性分子的两个对映体具有相同的分子式,相同的原子结合顺序,只是原子或者原子团的空间排列顺序不一样,但它们的性能往往会表现出很大的差异。当把具有对映异构体的化合物用作药物时,它们可能表现出极不相同的生物或者生理现象。比如,在上世纪六十年代德国一家制药公司开发的一种治疗孕妇早期不适的药物——酞胺哌啶酮(thalidomide ),商品名叫反应停,其中R-构型对映异构体是强力镇定剂, S-构型对映异构体是强烈的致畸剂,但由于当时对此缺少认识,将反应停以等量的R-和S-构型对映体的混合物出售,虽然药效很好,但很多服用了反应停的孕妇生出的婴儿是四肢残缺,引起了轩然大波。此外,许多其它对映异构体的生物或者生理性能也是相差很大的,如表1所示。

HN N O O O O NH N O O O O S-thalidomider反应停, 致畸R-thalidomider反应停, 镇定表1 手性分子不同异构体不同的生理或者生物性能

当我们认识到手性是生命的一个本质属性后,这种仅由于分子的立体结构不同而引起在生物体内极不相同的生理性能现象就容易得到解释。在生命的产生和演变过程中,自然界往往只对一种手性有偏爱,构成生命的糖为D-构型,氨基酸为L-构型,蛋白质和DNA的螺旋结构又都是右旋的,因此整个生命体处在高度不对称的环境中。当具有不同对称性的两个对映体进入生命体后,只有与生命体某种不对称受体在空间构型上相匹配的对映体才能表现出活性。所以不同的构型会产生不同的生理活性和药理作用。因此,要得到性能可靠的化学物质,就必须制备出具有单一构型的对映异构体。经典的合成方法只能得到对映体等量的混合物,即外消旋体,而不对称合成可以得到单一的对映体或者某一对映体过量的混合物。 2001年10月,美国的威廉·S·诺尔斯(William S. Knowles)、日本的野依良治(Ryoji Noyori)和美国的巴里·夏普雷斯(K. Barry Sharpless)以他们找到了有机合成反应中的高效手性催化剂和立体选择性反应的方法,而获得了当年的诺贝尔化学奖。1974年,诺尔斯在孟山都公司利用由他于1968年首先发明的不对称催化氢化反应的改进方法,生产出了治疗帕金森氏症的药物——左旋多巴 (L-DOPA)。1980年,野依良治等发现的一类有效手性催化剂,现在已经被广泛地应用于手性药物及其中间体的合成。而夏普雷斯则于1980年,为氧化反应发现了高效易得的不对称烯烃环氧化反应的催化剂,该成果和后来由他拓展得到的不对称双羟基化反应,在世界上得到极为广泛的应用,他获得了当年整个化学奖奖金的一半。 现在,有越来越多的由单一对映体构成的,疗效好、毒副作用小的手性药物(Chiral drug)在医药,农药,材料等领域得到应用。

不对称合成名词解释

不对称合成名词解释 不对称合成是化学中一个重要的概念,它是指反应产物中碳原子的排列不对称或不饱和,可以通过精确的合成来做出精确的产物。不对称合成非常重要,因为它可以让化学家们控制结构,例如控制碳原子的排列顺序,从而创造出更高级的材料和制剂,用于药物研究、纳米技术等领域。 不对称合成最常用的方法是以多种不同的有机物质为原料,通过反应得到不对称的产物。有了不对称合成,化学家们可以实现精确控制,有助于研究出新的有效材料,以满足特定的应用场景要求。 不对称合成的方法很多,常用的有金属配位盐催化、酸催化、光催化和水溶性催化等,它们都有其自身的特点和应用。金属配位盐催化是一种最常用也最受欢迎的方式,一般通过加入活性金属与有机物质发生反应,从而形成不对称的产物,可以使不对称产物的排列更加精确。 酸催化法也是一种简单而有效的方式,可以使不对称产物的形成更加清晰和精确。它通过加入酸来促进有机物质中发生的反应,从而产生不对称的产物。 光催化和水溶性催化是近年来得到广泛应用的两种方法,在光催化中经由发射和吸收光来产生不对称的产物,而水溶性催化则是在水溶液中添加催化剂,通过光照来促进有机物质中发生反应,从而产生不对称的产物。 不对称合成技术在21世纪被广泛应用,它已经成为化学领域中

的一种重要工具,在制药、材料研究和纳米技术等领域都发挥着重要作用。例如,不对称合成技术可以用来提高药物的活性,使原料的利用更加高效;它也可以用来研究各种新型材料,为社会和工业生产提供更好的材料;它还可以用来控制纳米材料的结构,从而提高纳米材料的性能。 总而言之,不对称合成是一种重要的化学合成技术,可以有效地提高药物的活性、研究新型材料和提高纳米材料的性能。它也可以至关重要地帮助化学家们精确控制反应中的碳原子排列,从而实现复杂的反应产物结构。 因此,不对称合成技术在未来将发挥更重要的作用,将成为药物研究、材料研究和纳米技术等领域的有力工具。它将为世界上的科学家和工程师提供更多的可能性,用于创造出更多的新材料和药物,改善人类的生活环境。

有机合成中的不对称催化反应研究

有机合成中的不对称催化反应研究 有机合成是化学领域中的一项重要研究内容。它涉及到将简单的有机分子转化 为复杂的有机分子,常常用于制药、农药、材料等领域的生产。在有机合成中,不对称催化反应起着至关重要的作用。不对称催化反应可以选择性地合成具有特定构型的有机分子,从而提高合成效率和产物纯度。 一、不对称催化反应的基本原理 不对称催化反应是指在催化剂的作用下,使得合成反应在不对称的条件下进行。在这些反应中,催化剂通常是手性的,即具有非对称结构。这种手性催化剂可以选择性地参与反应,使得生成的产物具有特定的立体构型。 手性催化剂的选择很关键。合适的催化剂应具有高催化活性和选择性,能够匹 配底物,并与其形成稳定的催化剂-底物复合物。此外,催化剂还应具有易于合成 和回收利用的特点,以降低生产成本。 二、不对称合成的应用领域 不对称催化反应在药物合成中得到了广泛应用。由于药物分子通常存在手性, 只有具有特定立体构型的药物才能发挥治疗效果。利用不对称合成方法,可以选择性地合成具有特定立体构型的药物分子,提高药物的生物利用度和药效。 此外,不对称催化反应还可以应用于生物活性天然产物的合成。一些天然产物 具有独特的结构和生物活性,但由于结构复杂,合成难度较大。通过不对称合成,可以有效地合成这些化合物,为天然产物的研究提供了便利。 对于聚合物和材料领域,不对称催化反应也具有重要意义。通过不对称合成方法,可以合成具有特定立体构型的聚合物和材料,进一步研究其性质和应用。这对于提高材料性能、开发新型材料具有重要意义。 三、不对称催化反应的研究进展

随着有机合成领域的不断发展,不对称催化反应也取得了长足的进展。研究人 员不断寻找新的手性催化剂,并优化反应条件,以提高反应的效率和产物的选择性。 目前,常见的手性催化剂包括金属络合物、有机小分子和酶等。金属络合物是 最早应用于不对称催化反应的催化剂之一。铋配合物、铋酰络合物等均被广泛应用于不对称合成中。有机小分子催化剂具有合成简单和催化活性高的特点。杂多烯、有机胺等有机小分子催化剂已被广泛应用于不对称合成反应。酶作为天然催化剂,具有催化活性高和选择性好的特点。目前,在不对称催化反应中,酶也被广泛应用。 此外,研究人员还开发了多种不同类型的不对称催化反应,如不对称氢化反应、不对称加成反应、不对称氧化反应等。这些不同类型的不对称催化反应为有机合成提供了多样性和选择性。 四、不对称催化反应的挑战与展望 尽管在不对称催化反应研究中取得了很大的进展,但还存在一些挑战。首先, 手性催化剂的设计和合成仍然是一个难题。如何设计合成更有效的手性催化剂,以提高催化活性和选择性,是未来研究的重点。 其次,催化反应的机理研究也是一个关键问题。了解反应机理有助于优化反应 条件和合成方法,提高反应的效率和产物的选择性。通过模拟计算、反应动力学研究等手段,可以揭示反应过程中的关键步骤和催化剂的作用。 除此之外,不对称催化反应在可持续合成中的应用也是一个重要的研究方向。 如何降低催化剂的用量、改进催化剂的回收利用等,都是未来的研究方向。 总结起来,有机合成中的不对称催化反应是一项重要的研究内容。随着研究的 不断深入,不对称催化反应将在药物合成、天然产物合成和材料合成等领域发挥更加重要的作用。在未来的研究中,我们需要持续努力,提高催化活性和选择性,寻找更有效的催化剂,并探索更多的不对称催化反应类型,为有机合成的发展做出更大的贡献。

不对称催化合成反应的研究与应用

不对称催化合成反应的研究与应用近年来,不对称催化合成反应在有机合成领域中得到了广泛的研究,在不对称多相催化方面也有了快速的发展。不对称催化合成反应可以有效地实现对映异构体的选择性,从而实现分子的高纯度。本文将介绍不对称催化合成反应的基本概念、研究现状以及应用前景。 不对称催化合成反应的基本概念 不对称催化合成反应指通过催化剂使反应物在反应中发生对映异构体的特异性反应。其在有机合成中的应用已经十分广泛,可以用来制备药物、杀虫剂等高附加值的化学品。 不对称催化合成反应的原理在于催化剂能够选择性地使反应物的其中一个对映体参与反应。其中最为常见的是手性催化剂,它可以正确地选择反应物的手性,使得产物的对映异构体得到加速或抑制。 不对称催化合成反应的研究现状

在不对称催化合成反应的研究中,发现了许多酒石酸催化剂, 它们可以提供很高的对映选择性,且与许多基质适用。但是,酒 石酸催化剂难以稳定地催化反应,同时产生的废料还需要通过复 杂的回收过程。 为了解决这一难题,研究人员开始探索不同类型的催化剂,包 括有机配体、过渡金属和催化剂与催化剂之间的协同催化。其实 近年来新的手性催化剂在不对称催化合成反应中表现出极佳的性能,如可控链风扇螺环、NHC等。 不对称催化合成反应的应用前景 不对称催化合成反应在有机合成中的应用已经十分广泛,其具 有非常广阔的研究和应用前景。未来,不对称多相催化合成反应、连续流动化学等新技术有望进一步推动不对称催化合成反应的发展。 此外,利用不对称催化合成反应去合成手性药物已经成为有机 合成领域中的主要研究方向之一。这也是广大生物医药研究人员 努力的目标,可以使药物制造的工艺更加绿色环保,同时降低药 物的成本,对于推动药物的研究和生产具有重要的影响。

环境化学名词解释

环境化学名词解释 爱根核模(Aitken nuclei mold)Whitby等人依据大气颗粒物按表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模,把大气颗粒物表示成三种模结构,即爱根(Aitken)核模(Dp<0.05 )、积聚模(0.05 <Dp <2 )和粗粒子模(Dp>2 )。爱根核模主要来源于燃烧过程所产生的一次颗粒物,以及气体分子通过化学反应均相成核而生成的二次颗粒物。 >> 表面活性剂(surfactant)表面活性剂是分子中同时具有亲水性基团和疏水性基团的物质。它能显著改变液体的表面张力或两相间界面的张力,具有良好的乳化或破乳;润湿、渗透或反润湿;分散或凝聚;起泡、稳泡和增加溶解力等作用。 不对称合成(asymmetrical synthesis) 一种反应,其中底物分子整体中的非手性部分经过反应试剂作用,不等量地生成立体异构体产物的手性单元。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。 不可逆吸附(irreversible sorption) 有机质含量及结构,决定着污染物的吸附特性,从而决定其微生物降解的生物可利用性,进入到有机质致密的刚性结构中的污染物很难再返回到土壤颗粒表面或土壤溶液中,被微生物所利用,这种现象被称为不可逆吸附。 超临界流体(supercritical fluids, SCF) 一些物质在超临界条件下,其物理化学性质介于气体和液体之间,兼具两种状态的特点。如具有与液体相近的溶解能力和传热系数,同时具有与气体相近的粘度系数和扩散系数。处于超临界状态下的物质称为超临界流体。 电动力学修复(electrokinetic remediation) 利用电动力学原理对受污染土壤进行修复的方法称为电动力学修复,即将电极插入受污染的地下水及土壤区域,施加直流电,形成直流

不对称合成思考题

《不对称合成》课程复习思考题及部分答案 1. 什么是不对称合成? Morrison和Mosher提出了一个广义的定义:一个反应,其中底物分子整体中的非手性单元由反应试剂以不等量地生成立体异构产物的途径转化为手性单元。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,并产生不等量的立体异构产物。 也可表述为: 不对称合成是指用一个手性诱导试剂使无手性或潜手性的反应物转变成光学活性的产物。 2. 2001年诺贝尔化学奖授予了哪三位科学家,他们是因为什么成就而获奖? 2001年10月,美国的威廉• S •诺尔斯(William S. Knowles )、日本的野依良治(Ryoji Noyori )和美国的巴里•夏普雷斯(K. Barry Sharpless )以他们找到了有机合成反应中的高效手性催化剂和立体选择性反应的方法,而获得了当 年的诺贝尔化学奖。诺尔斯和野依良治因发现了高效不对称氢化反应催化剂分享该奖项的一半;夏普雷斯由于发现了高效的烯烃不对称环氧化催化剂以及烯烃的双羟基化催化剂而获得了奖项的另一半。 3. 什么是手性分子,举例说明什么是对映体和非对映体? 手性术语是由于我们的左手和右手不能重合的事实而来。有机分子实物和其镜像不能重合的分子称为手性分子,和其镜像能够重合的分子称为非手性分子。手性分子与其镜像互为对映体;虽然都是手性分子,化学组成也相同,但不为实物和镜像的关系,则互为非对映体。 4. 什么是对映体过量 对映体过量用e.e.表示,指在两个对映体的混合物中,一个对映体E1过量 的百分数。 e.e. = [(E1 - E2) / (E1+E2)] X 100% 它实际上说明了一个不对称合成反应的对映体选择性。

有机名词解释

有机名词解释 一、化合物类名 半缩醛或半缩酮:醇具有亲核性,在酸性催化剂如对甲苯磺酸、氯化氢的作用下,很容易和醛酮发生亲核加成,一分子醛或酮和一分子醇加成的生成物称为半缩醛或半缩酮。 多肽:一个氨基酸的羧基与另一分子氨基酸的氨基通过失水反应,形成一个酰氨键,新生成的化合物称为肽,肽分子中的酰氨键叫做肽键。二分子氨基酸失水形成的肽叫二肽,多个氨基酸失水形成的肽叫多肽。 杂环化合物:在有机化学中,将非碳原子统称为杂原子,最常见的杂原子是氮原子、硫原子和氧原子。环上含有杂原子的有机物称为杂环化合物。分为两类,具有脂肪族性质特征的称为脂杂环化合物,具有芳香特性的称为芳杂环化合物。因为前者常常与脂肪族化合物合在一起学习,所以平时说的杂环化合物实际指的是芳杂环化合物。杂环化合物是数目最庞大的一类有机物。 共轭烯烃:单双键交替出现的体系称为共轭体系,含共轭体系的多烯烃称为共轭烯烃。 纤维二糖:是由两分子葡萄糖通过1,4 两位上的羟基失水而来的,纤维二糖是B-糖苷。 纤维素:由多个纤维二糖聚合而成的大分子。 亚硫酸氢钠加成物:亚硫酸氢钠可以和醛或某些活泼的酮的羰基发生加成反应,生成稳定的加成产物,该产物称为亚硫酸氢钠加成物。 交酯:二分子α-羟基酸受热失水形成的双内酯称为交酯。 肟:醛或酮与羟胺反应形成的产物称为肟。 麦芽糖:是由两分子葡萄糖通过1,4 两位上的羟基失水而来的,麦芽糖是a a- 糖苷。 周边共轭体系化合物:在环状共轭多烯的环内引入一个或若干个原子,使环内原子与若干个成环的碳原子以单键相连,这样的化合物称为周边共轭体系化合物。 甾族化合物:是指含有环戊并全氢化菲基本骨架(简称甾环)的一大类化合物。这类化合物通常都含有二个角甲基和一个烃基。 氧化胺:过氧化氢或过酸氧化三级胺生成的产物称为氧化胺。 氨基酸:羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被氨基取代后生成的化合物称为氨基酸。根据氨基和羧基的相对位置,氨基酸可以分为a-氨基酸、b-氨基酸、r-氨基酸等。根据氨基酸分子中羧基与氨基的相对数目,氨基酸可以分为中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。 淀粉:是多种植物的碳水化合物的储藏物。淀粉这个生物高分子在水解时,首先生成麦芽糖,

不对称性转录的名词解释

不对称性转录的名词解释 不对称性转录是一种特殊的RNA合成方式,也就是说,它可以把一个基因的分子转录成多个不同的RNA分子。这种特殊的转录方式使得它可以在单一的基因上生成不同的RNA分子,从而使得基因可以在不同的含义上得以表达。在生物学中,不对称性转录具有重要的意义。 不对称转录的主要机制是由RNA聚合酶II(RNA polymerase II)以及它所关联的调控蛋白(regulatory protein)控制的。RNA聚合酶II负责把DNA序列逐个转录成RNA分子,而调控蛋白则控制这一过程,以使DNA片段以正确的方式识别它们要转录的RNA分子。 不对称性转录有多种类型,其中比较常见的类型有核小体转录、外显子转录、表观遗传转录和内含子转录。 核小体转录,也称为小核糖体转录(Small nuclear ribonucleoprotein transcription),是将DNA转录成小核糖体RNA (snRNA)的过程。这种不对称性转录被用来生成一种叫做小核糖体RNA复合体(snRNP)的复合物,它被用来调节细胞中RNA处理的过程。 外显子转录,也称为mRNA转录(messenger RNA transcription),是指将DNA转录为mRNA的过程。mRNA是一种特殊的RNA分子,它负责介绍基因中的信息到蛋白质的合成过程中,从而参与调节基因的表达。 表观遗传转录,也称为核小体转录位点(Nuclear Small Transcription Locating),是指DNA上的一种特殊的RNA转录类型,

它用来调节非编码RNA的合成。表观遗传转录可以改变基因表达,从而改变生物体中的某种蛋白质表达水平,从而影响到生物体的性状或功能。 内含子转录,也称为miRNA转录(microRNA transcription), 是指将DNA转录为miRNA的过程。miRNA是一种特殊的RNA分子,它能够抑制特定mRNA分子的表达,从而使蛋白质的合成水平降低。miRNA被认为在许多疾病中发挥重要的作用,包括癌症、心血管疾病和神经精神疾病。 从上述说明可以看出,不对称性转录在生物学上具有重要的作用,它能够帮助我们更好地理解基因和蛋白质之间的关系,从而更好地阐明和治疗各种疾病。因此,不对称性转录有着重要的实际意义,将继续在生物学研究中发挥重要的作用。

化学中的有机合成和不对称合成技术

化学中的有机合成和不对称合成技术有机化学是研究有机物质的结构、性质和合成方法的一个学科。有机合成是有机化学的一个重要分支,它主要研究如何以简单的 有机物质为原料,通过一系列化学反应,合成出复杂的有机分子。有机合成具有广泛的应用价值,可以用于药物、染料、合成材料、化学工业等领域。而不对称合成技术则是一种在化学合成中极具 前景的方法。 一、有机合成技术 1.1 氨解反应 氨解反应是一种用氨在低温和高压下还原芳香族和不饱和化合物,是制备脂肪胺、芳香族胺及其衍生物、吲哚等化合物的重要 方法。该反应适用于苯、取代苯及其它芳香族化合物、对羟基苯 甲酸及其取代物、芳香族甲酸木酯等。氨解剂一般使用硬脂酸或 氢氧化钠溶液,并加入催化剂。 1.2 氧化反应

氧化反应是将有机分子氧化成高级化合物的一类反应。最常见 的氧化剂是氧气、过氧化氢和氯酸。这种反应在生活中非常广泛,例如晒黑的水果和蔬菜,就是因为其中的营养物质和花色素(如 胡萝卜素、类胡萝卜素)被氧化而导致的。同时,该反应也被用 来生产美白剂、人工甘油等化工产品。 1.3 羧酸的酯化反应 酯化反应是有机合成中常见的一种反应,它主要是指羧酸和醇 的酯化反应。例如,甲酸与甲醇反应后,生成甲酸甲酯。酯化反 应可以得到广泛应用的合成材料、染料和生产工业中的溶剂。 二、不对称合成技术 不对称合成与传统合成的区别在于,它把合成的关注点从数量 变成了质量,在达到同样的合成目标的情况下,通过控制反应过 程所产生的立体异构体数目,达到提高产品质量、降低生产成本 的效果。通过不对称合成技术可以制备出具有特殊立体构型的化 合物,其生物活性往往能够得到提高。

不对称合成简介

不对称合成(Asymmetric Synthesis)在有机合成,特别是手性药物等合成中具有相当重要的意义。 定义 按照IUPAC金皮书的定义,不对称合成(Asymmetric 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。按照Morrison和Mosher的定义,不对称合成是“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”。这里,反应剂可以是化学试剂、催化剂、溶剂或物理因素。 不对称合成目前在药物合成和天然产物全合成中都有十分重要的地位。但无疑,现在最完善的不对称合成技术,要数存在于生物体内的酶。能否实现像酶一样高效的催化体系,是对人类智慧的挑战。 不对称合成介绍 首先说,什么是手性? 在有机化合物中,化合物分子主要是以彼此相互连接的碳碳键构成骨架。碳原子在成键时,采取了sp3的杂化方式,使得碳原子的四个价键彼此成109度28分,为一正四面体形。正是因为这样的成键特性,导致了他们当中的有些碳原子,虽然其结合的四个基团的种类相同,但却始终无法重合,两者互为镜像,就像我们的左手和右手一样。这样的性质就称之为手性。我们称两种互为镜像的分子为对映异构体。 其次,什么是不对称合成? 为了得到同一物质中的其中一种手性分子,我们就需要采取特定的合成方法,这种方法就是不对称合成。 然后,我们再来讨论,经过不对称合成得到的具有某一手性的分子有什么样的特性? 手性分子最大的特点在于它的光学活性,它可以使通过它的偏振光发生一定角度的偏转,就是我们通常意义上的旋光性。若光的旋转方向是顺时针,称为右旋;反之,称为左旋。 不对称合成的意义 那么了解了一些基本常识以后,不对称合成有什么样的意义? 举几个简单的例子,大家就知道了。青霉素我们再熟悉不过了,作为一种药力强,副作用小的抗生素药物,长期以来一直被人们广泛的使用。然而近来人们发现,青霉素分子同样存在两种手性分子,其中一种有药效,而另一种却根本没有。换句话说,我们花了一瓶青霉素的钱,有用的部分却只有半瓶,这其实是一种很大的浪费。当然如果光是浪费,都可以接受,但事实上有的药物两种手性分子中,其中一种不仅没有药效,反而还有相当强的毒副作用。上个世纪中叶,怀孕妇女经常使用一种叫“反应停”的药物来抑制妊娠反应,却产生了大量的畸形胎儿。后来才发现该药物两种手性分子中的其中一种具有致畸形胎儿的作用。

不对称合成的发展与应用

不对称合成的发展与应用

不 对 称 合 成 的 发 展 与 应 用 专业:化学 姓名:史茹月 学号:2013296043

巨大的吸引力,其广阔的市场需求更是不对称催化发展的强劲动力。 人工合成是获得手性物质的主要途径。外消旋体拆分、底物诱导的手性合成和手性催化合成是获得手性物质的三种方法,其中,手性催化合成方法被公认为学术和经济上最为可取的手性技术,因而得到广泛的关注和深入的研究。因为一个高效的手性催化剂分子可以诱导产生成千上万乃至上百万个手性产物分子,达到甚至超过了酶催化的水平。 因此,如何设计合成高效、新型的手性催化剂,探讨配体和催化剂设计的规律,解决手性催化剂的选择性和稳定性,以及研究手性催化剂的设计、筛选、负载和回收的新方法,发展一系列重要的不对称反应是该研究领域面临的新挑战。 3.科学基金布局手性合成研究 手性催化剂的研究目前还缺少系统的理性指导以及规律性可循,手性催化剂及高效催化反应的开发大都凭借经验、运气和坚持不懈的努力。因此,要实现手性催化反应的高选择性、高效率,需要从基础研究入手,通过理论、概念和方法的创新,解决这一挑战性问题。 上世纪80年代,我国科学家就开始注意到手性合成这一重要研究方向,并陆续有出色的成果出现。国家自然科学基金委员会适时组织了我国化学和生物学两个学科的研究人员,集中力量在手性药物的化学和生物学领域开展基础研究。 国家自然科学基金“九五”计划期间,由中国医学科学院药物研

究所和中国科学院上海有机化学研究所的黄量与戴立信两位院士主持的国家自然科学基金“九五”重大项目——“手性药物的化学与生物学研究”批准立项,经过4年努力,该项目在黄皮酰胺、丁基苯肽、羟甲芬太尼和异硫氰基羟甲芬太尼等手性化合物及所进行的促智、抗细胞凋亡、抗老年痴呆、抗血栓形成以及镇痛作用的持续性和成瘾性等多方面研究,取得系列重要发现,为推动我国具有自主知识产权的手性药物研发积累了经验。 4.不对称催化氢化 早在20世纪30年代,就有报道把金属负载在蚕丝上,然后催化氢化合成了具有一定光学活性的产物,但此后相当一段时间内没有取得任何进展。直到1968年,美国孟山都公司的W.S.Knowles应用手性膦配体与金属铑形成的络合物为催化剂,在世界上第一个发明了不对称催化氢化反应,开创了均相不对称催化合成手性分子的先河。以这一反应为基础,20世纪70年代初Knowles就在孟山都公司利用不对称氢化方法实现了工业合成治疗帕金森病的L-多巴[6]这一手性药物。这不仅仅成为了世界上第一例手性合成工业化的例子,而且更重要的是成为了不对称催化合成手性分子的一面旗帜,极大地促进了这个研究领域的发展。 随着不对称催化加氢技术的发展,利用新的合成手段进一步开发具有C2轴对称的刚性结构的多种高效磷配体;建立多样性的手性催化剂库以满足不同手性化合物的合成需要;绿色合成路线;手性催化加氢技术的工程应用研究(主要包括加氢工艺条件、加氢反应器的设

金属催化不对称合成的经典实例

金属催化不对称合成的经典实例 金属催化不对称合成是一种重要的有机合成方法,它通过金属催化剂促进反应的进行,实现对手性产物的选择性生成。以下是一些经典的金属催化不对称合成的实例。 1. Sharpless不对称氧化反应: Sharpless不对称氧化反应是一类重要的金属催化不对称合成反应,以铝为催化剂,通过氧化剂和手性辅助剂的协同作用,将不对称二醇氧化为手性醛或酮产物。这种方法可以高效地制备具有手性酮或醛功能团的化合物。 2. Suzuki-Miyaura偶联反应: Suzuki-Miyaura偶联反应是一种重要的C-C键形成反应,通过钯催化剂促进芳香卤化物与有机硼化合物的偶联反应,制备手性芳香化合物。这种反应条件温和,反应底物种类广泛,可以有效地构建手性分子骨架。 3. Stetter反应: Stetter反应是一类重要的金属催化不对称反应,以硒代硫酮和α,β-不饱和酮为底物,以钌为催化剂,通过Michael加成和亲核取代反应,高产率高对映选择性地合成手性醇化合物。 4. Trost不对称合成: Trost不对称合成是以钯催化剂为基础的不对称合成反应,通过手性膦配体的引

入,以底物与稀有金属配合物进行催化转化,有效形成不对称键的手性生物活性分子。例如,Trost在对映选择性的杂环合成和碳碳键的构建方面做出了重要的贡献。 5. Hayashi不对称加氢反应: Hayashi不对称加氢反应是以金属配合物为催化剂的不对称合成反应,通过氢气和手性配体的协同作用,将不对称的烯烃加氢生成手性烷烃。这种反应在制备手性药物、天然产物和有机合成中发挥着重要作用。 总的来说,金属催化不对称合成是一种高效、高选择性的有机合成方法。通过金属催化剂的引入,可以有效地实现对手性产物的选择性合成,为有机合成提供了有力的工具。随着金属催化技术的不断发展,对手性合成领域的研究也在不断深入,未来金属催化不对称合成有望在药物合成、天然产物合成等领域发挥更重要的作用。

化学反应中的不对称合成方法

化学反应中的不对称合成方法化学反应是一种自然界经常出现的现象,也是人类理解自然界 和开发新材料的基础。在化学反应中,基本有两种类型的反应: 对称反应和不对称反应。对称反应指的是原料分子两侧对称,化 学反应后形成的产品同样对称。而不对称反应则相反,反应前原 料分子存在不对称性,反应后生成的产物存在对称性不同的结构,这有助于生产人员开发出的更加精确和有效的实用化学品。 最近几十年来,随着化学研究和制备技术的不断发展,不对称 合成法越来越成为一个热门话题。随着对不对称反应机理的深入 研究和对手性匹配性的深入了解,越来越多的不对称诱导试剂出现,使得不对称合成逐渐成为一个独立的学科,旨在寻找高效创 新的不对称合成方法。这些方法不仅能生产出纯化学品,而且还 可以生成具有药理学价值的活性物质。 对称合成法的不足 对称合成法的一个主要缺点是它的合成产物在立体排列方面缺 乏多样性,容易导致活性物质的效果逊于不对称反应的同类药物。这是因为对称反应通常转化成一组使化学物质变成如同一个“照片”,可以拥有相同的立体构型,这就容易形成一组分子,它们在

同样的位置上引起相同的生理学响应,而不是在不同的位置上。 相反,不对称反应通过方向性反应(即有手性诱导剂)产生多种 构型,其中一些可能是非常有利的生物活性分子,并可以通过动 物模型做出预测,确保抗癌药物中不能匹配的立体异构体的效果。 作为对称反应的替代品,不对称合成法在合成活性物质的过程 中提供更多的机会。这些反应生成的化合物不同于对称化反应的 产品,它们具有不同的构型和性质,因此可能具有更好的药理和 生物学活性。此外,许多配置和多样性显着在手性体系中发生, 因此通过一定的手性诱导可以实现更加高效的分子调控。 不对称合成法的发展历史 不对称合成法作为一个独立的领域,最早由日本化学家Ryoji Noyori于1980年提出,原理是通过金属催化或酶催化的还原或氧 化反应实现的。在这种反应中,通常会添加手性化合物,即手性 诱导剂(chiral inducer),以诱导反应生成具有高度对映选择性的 合成产物。初步不对称合成,也称不对称到铁的漆器成为尝试配体。最著名的非手性诱导剂就是莎页尔匹(Seyferth-Gilbert堆玩)和查拉酮(Charette核),海带细菌卡林(Heathcock nitri)和博格金(Bogdanow-Biezynski)配体是目前使用最多的手性诱导剂之一。

有机化学基础知识点有机合成中的不对称合成方法

有机化学基础知识点有机合成中的不对称合 成方法 有机化学基础知识点:不对称合成方法 不对称合成是有机化学中一种重要的合成策略,用于制备具有高立 体选择性的有机分子。本文将介绍不对称合成的基本原理和常用方法。 1. 不对称合成的原理 不对称合成是在化学反应中控制立体选择性的方法。通常情况下, 有机分子具有手性,即它们可以存在两种依据空间构型的镜像异构体。对于手性化合物的合成,通常需要选择性地生成一种手性异构体而不 生成另一种。不对称合成通过引入手性诱导剂或催化剂,以及具有手 性中心的原料分子,来实现选择性合成手性分子的目的。 2. 常用的不对称合成方法 2.1 催化不对称合成 催化不对称合成是一种利用手性催化剂来控制反应立体选择性的方法,常用的手性催化剂包括金属配合物、有机小分子等。例如,铑催 化的酮还原反应、钯催化的Suzuki偶联反应等都是常见的不对称催化 合成方法。 2.2 手性试剂参与的不对称合成 手性试剂通常是指具有手性中心的化合物,它们可以作为手性源与 底物反应,从而导致产物的手性选择性。典型的手性试剂包括手性醇、

手性酸等。例如,进行不对称亲核取代反应时,可以使用手性的亲核 试剂与底物反应来实现不对称合成。 2.3 手性配体参与的不对称合成 手性配体在金属催化反应中起到了关键作用。配体的选择可以导致 反应的选择性以及对映选择性。通常,配位基团与金属离子形成配合物,在反应过程中通过改变立体构型来控制手性产物的生成。常用的 手性配体包括膦配体、氨配体等。 2.4 手性溶剂参与的不对称合成 手性溶剂是一种可以通过溶解性质改变反应体系手性选择性的方法。在不对称合成过程中,手性溶剂可以与底物或催化剂形成氢键或其他 作用力,从而促使产物的手性选择性。手性溶剂的选择需要考虑溶解性、选择性和化学稳定性等因素。 3. 应用案例 不对称合成方法在有机化学领域有着广泛的应用。例如,药物合成 中常使用不对称合成方法来合成药物的对映异构体,从而提高药物的 效果和减少副作用。此外,不对称合成方法还可以用于合成手性农药、手性香料等。 不对称合成作为有机化学的重要分支,不仅可以提供高立体选择性 的化合物,还在药物合成、天然产物合成等领域发挥着重要作用。随 着研究的不断深入,相信不对称合成方法将会不断得到改进和创新, 为有机化学的发展做出更大的贡献。

曼尼希反应及其不对称合成

有人曾今说过这句名言:“宇宙是不对称的,生命世界也是不对称的。”诚然,自然界往往大量存在物质的其中一种手性异构体,例如自然界中存在的氨基酸为L-构型,而蛋白质与DNA又都是右旋的螺旋构象。虽然从分子式上看,这些物质一模一样,化学性质也几乎没有差别,但其空间结构存在差异,构成了实物与镜像的关系,不能重叠。令人类惊醒的是,这些被称为对映异构体的药物等化合物的异构体往往表现出不同甚至相反的生物活性。因而,从事化学制药需要克服的一个困难之一就是如何获得对映体纯的化合物。要想获得对映体纯的化合物,就离不开不对称有机合成。随着科学的不断发展,不对称有机反应在测定手性化合物的相对和绝对构型以及制备光学活性有机化合物等方面都发挥了非常重要的作用,尤其是在制药工业方面。由于不对称有机反应的迅速发展,使得越来越多的药物得到更多的制备。 其中β-氨基酸衍生物是药物中间体的重要组成部分,然而大部分都不是天然就有的。因此,不对称的Mannich反应是合成光学β-氨基酸及其衍生物的重要方法之一。下面介绍满Mannich反应历史及其不对称合成。 Mannich反应的历史及其反应机理 在大约19世纪末的时候就有人利用了以酚作酸组分的曼尼希碱,并且申请了专利。之后,Tollens、L.Henry等人发现了其他类型的曼尼希反应,包括以硝基烷和伯硝胺作酸组分的反应,但均没有意识到其重要意义。直到1912年,曼尼夕用沙利比林和乌洛托品反应,得到一个难溶于水的沉淀。此产物的结构在一年之内得到了解释,促使他对这一类含活泼氢化合物、甲醛和胺之间的反应进行了深入的研究,从而奠定了曼尼夕反应的基础。 说到曼尼夕,就不得不提一下托品酮。

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