不对称mbh反应
不对称氢化反应 碱活化催化剂
不对称氢化反应碱活化催化剂English Answer:Asymmetric hydrogenation is a powerful tool for the synthesis of chiral compounds, which are essential in many fields such as pharmaceuticals and agrochemicals. In recent years, there has been a growing interest in the development of碱活化 catalysts for asymmetric hydrogenation.碱活化 catalysts are typically composed of a metal complex and a chiral ligand. The metal complex is responsible for the catalytic activity, while the chiral ligand provides the chirality to the catalyst. 碱活化catalysts can be used to hydrogenate a variety of substrates, including ketones, alkenes, and imines.The mechanism of asymmetric hydrogenation involves the coordination of the substrate to the metal complex, followed by the transfer of hydrogen from the chiral ligand to the substrate. The chirality of the ligand controls thestereochemistry of the hydrogenation reaction, resulting in the formation of a chiral product.碱活化 catalysts have several advantages over传统asymmetric hydrogenation catalysts. First, they are typically more active and selective than traditional catalysts. Second, they can be used to hydrogenate a wider range of substrates. Third, they are often more stable and reusable than traditional catalysts.As a result of these advantages,碱活化 catalysts are becoming increasingly popular for the synthesis of chiral compounds. They are expected to play a major role in the development of new and improved pharmaceuticals and agrochemicals.中文回答：不对称氢化反应是一种合成手性化合物的有力工具，手性化合物在制药和农用化学品等许多领域中至关重要。
有机合成中的不对称催化反应
有机合成中的不对称催化反应不对称催化反应是有机合成领域中一种重要的方法，能够有效地构建手性化合物。
手性化合物在药物、农药和材料科学等领域有着广泛的应用前景。
本文将介绍不对称催化反应的原理、机制以及在有机合成中的应用。
一、不对称催化反应的原理不对称催化反应是利用手性催化剂促进反应的进行，使得产物中手性部分的生成有选择性。
手性催化剂能够将底物的立体信息转移到产物中，从而实现手性化合物的合成。
二、不对称催化反应的机制不对称催化反应的机制主要分为两类：手性诱导和手性酸碱催化。
手性诱导的反应是通过手性配体与催化剂形成配位键来实现对底物的立体选择性，而手性酸碱催化则是通过手性催化剂与底物形成氢键或离子键来实现选择性。
三、不对称催化反应的应用1. 不对称氢化反应不对称氢化反应是一种常见的不对称催化反应，通过手性催化剂催化底物的不对称氢化，实现手性化合物的合成。
该反应在制药领域中得到广泛应用，能够高效地合成具有药理活性的手性分子。
2. 不对称环加成反应不对称环加成反应是一种重要的不对称催化反应，通过手性催化剂催化底物的环加成反应，实现手性环化合物的合成。
这种反应在天然产物合成和有机小分子合成中具有重要的地位。
3. 不对称亲核取代反应不对称亲核取代反应是一种常见的不对称催化反应，通过手性催化剂催化底物的亲核取代反应，实现手性化合物的合成。
该反应在合成有机分子中起着重要的作用，能够高效地构建手性碳-碳和碳-杂原子键。
四、不对称催化反应的发展趋势随着有机合成领域的不断发展，不对称催化反应也在不断改进和创新。
未来的研究方向主要集中在发展新型高效的手性催化剂、寻找更加环境友好和可持续的反应体系、以及应用机器学习和人工智能等技术加速合成方法的发现和优化。
总结：不对称催化反应作为一种重要的有机合成方法，在合成手性化合物方面发挥着重要的作用。
通过探索不对称催化反应的原理和机制，并结合实际应用，能够推动有机化学领域的发展，为合成更多种类的手性化合物提供新的思路和方法。
有机化学中的不对称催化反应
有机化学中的不对称催化反应不对称催化反应是有机化学领域中的一个热点研究方向，因为它是合成手段中极为重要的一环，能够制备出高度选择性的化合物。
本文将从不对称催化反应的原理、应用和发展三个方面探讨这个研究方向的现状和趋势。
一、不对称催化反应的原理不对称催化反应的原理是利用非对称的催化剂对不对称的衍生物进行催化转化。
其中，非对称催化剂可以分为手性配体和手性环境两类。
手性配体是以金属离子为中心，通过挂接在离子周围的配体上来控制反应性质，例如钯、铑等催化剂。
手性环境是通过非对称的环境来实现手性控制，例如蛋白质等。
不对称催化反应的原理基于手性诱导的原理，即手性物质与非手性物质在相互作用时会导致选择性反应，所以通过选择性诱导的方法可以进行有机化合物的手性控制。
二、不对称催化反应的应用不对称催化反应在有机合成中有广泛的应用，例如：1. 合成手性分子：手性分子在生命体系中具有重要作用，通过不对称催化反应可以合成出具有高度手性的分子，以供生命体系中的应用。
2. 制备药物：药物分子通常是手性分子，因此不对称催化反应在药物合成中得到了广泛的应用。
3. 制备农药：农药分子同样需要手性，不对称催化反应在农药合成中也起到了重要作用。
4. 制备高分子材料：高分子材料中往往存在手性，不对称催化反应也可以用于这一领域。
三、不对称催化反应的发展不对称催化反应在近年来得到了快速发展，主要集中在以下几个方面：1. 开发新的手性催化剂：开发新的手性催化剂是不对称催化反应的重要方向之一，因为催化剂的种类越多，反应选择性就会越高。
2. 提高反应效果：提高反应效果是不对称催化反应的重要目标之一，也是改进反应条件和催化剂设计的中心。
3. 组合催化反应：组合催化反应可以同时利用多个催化剂或催化剂与其他催化反应进行协同反应，以提高反应效率和选择性。
4. 催化剂的可重复使用：催化剂的可重复使用可以降低反应成本，也是不对称催化反应的重要研究方向之一。
总之，不对称催化反应是一个有着广泛应用前景的领域，随着催化剂和反应设计的不断发展，相信不对称催化反应将在有机合成和化学领域中发挥着越来越重要的作用。
MBH碳酸酯烯丙基化反应
摘要：MBH碳酸酯是一种重要的烯丙基试剂，本文探讨MBH碳酸酯作为烯丙基试剂与α-胺基腈及氰醇、吡唑酮的反应过程及机理。
MBH碳酸酯可在Lewis碱催化作用下和氰醇和α-胺基反应在氰基的α位上引入烯丙基，并且在不同的反应条件下α-胺基烯丙基化表现出了区域选择性。
MBH碳酸酯在不同催化剂的催化下变现出在β或者γ位的反应差异。
关键字：MBH碳酸酯烯丙基化区域选择性1.MBH碳酸酯Morita-Baylis-Hillman (MBH)反应是一类重要的C—C 键形成反应[1]（图1），其反应产物的碳酸酯——MBH 碳酸酯由于具有较高的反应活性和丰富的转化途径，近年来成为有机合成研究的热点之一。
图1 Morita-Baylis-Hillman反应3-乙烯基取代的3-羟基氧化吲哚（Ⅱ）是有机合成中的一个重要砌块，其中的乙烯基还可以方便地进一步衍生化，合成一些重要的并环骨架。
这一手性砌块目前可通过金属催化的烯基硅试剂对靛红的不对称加成反应和有机催化的不对称Morita-Baylis-Hillmann (MBH)反应来构建(图2)[2-4]。
图2 3-乙烯基取代的3-羟基氧化吲哚的合成2.Lewis碱催化的α-胺基腈及氰醇的烯丙基官能团化反应具有氰基结构单元的化合物在有机合成化学、生物化学、药物化学、农业化学以及光电材料等领域有着重要的用途并受到了广泛的关注[5]。
其中，具有α-位季碳中心(含杂原子ON)的α-胺基腈类及氰醇类衍生物，作为一类重要的腈类化合物，由于其在有机合成以及药物化学等研究领域扮演的重要角色因而受到广泛重视[6]。
例如该类高度官能团化的腈类结构单元能够进行多种化学反应。
因此作为一类非常重要的合成砌块广泛用于含有多官能团季碳中心的天然产物及具有生物活性的化合物的全合成[7][8]。
由于具有α-位季碳中心(含杂原子O，N)的腈类衍生物的重要应用价值以及构建该结构单元的挑战性，发展高效、多样化、原子经济性的催化合成方法构建官能团化的上述结构单元一直是有机化学家关注的热点。
在水介质中催化的不对称曼尼希反应
在水介质中催化的不对称曼尼希反应最近，路易斯酸催化剂已经在亚胺加成反应1领域得到发展，包括的反应历程有曼尼希反应2，史莱克反应3，烯丙基反应和杂氮阿德尔反应5。
其中，不对称曼尼希反应为合成具有旋光性的β-氨基酮或酯提供了有效的路径。
这些化合物可以为很多具有生物活性的杂氮分子的提供手性。
近年来， 在水介质中的有机反应受到科学家的很大关注。
这不仅仅是因为不必再用无水的溶剂和物质，更因为是在水介质中可以发现一些独特的反应活性和选择性6。
在研究水中高效有机反应的过程中，我们发现了一些由水溶性路易斯酸（如稀土金属三氟甲烷磺酸类）催化的碳碳键构建反应7。
最近，我们与他人也发展了，在含水溶剂中路易斯酸介导催化的不对称反应，如羟醛缩合反应8，阿德尔反应9和丙烯基反应10。
然而，据我们所知，在水介质中催化的不对称曼尼希反应未曾被报道。
在此，我们报道了第一例用ZnF 2和手性胺联合催化的不对称曼尼希反应。
Entry ZnX 2 Yield(%) ee(%) 1 2 3 4 5Zn(OTf)2 Zn(ClO 4)2•6H 2O 2 ZnBr 2 ZnCl 2 ZnF 221 25 Trace N.R .α 724 26 -- --86N.R .α=no reaction在水介质中，设计路易斯酸的配体的关键在意它与金属离子的结合能力。
我们注意到，乙二胺与Zn 2+的强结合力11，开始测试乙二胺类似物对水介导的O E tO N H N H B z+O SiM e 3（12m ol%）H 2O /T H F =1/9 0℃, 72hPhNHP h Ph N HP hEtOPhOON HBzH N23(1.5equiv)(R )-4ZnX 2 (10 m ol%)1Tab le 1.抗衡离子的作用不对称曼尼希反应的催化活性。
对于反应物，我们选择酰基腙，因为它是胺的代替物并且在水中稳定存在13。
通过多种途径，发现在以水/四氢呋喃(1/9)溶液为介导的亚肼酯2与烯醇硅醚3反应中，二胺配体和Zn(OTf)2的使用表征出 ee 值（24% ee ）比较低，但是却有重要的意义。
不对称催化反应的原理
不对称催化反应的原理
不对称催化反应是指催化剂能够使反应物以两种不对称的方式发生反应，产生对映异构体。
其原理可以归结为手性诱导和对映选择性两个主要因素。
1. 手性诱导：手性催化剂在反应中能够有效地诱导反应物中的手性中心发生不对称转化。
这是因为手性催化剂分子本身具有手性结构，与反应物形成具有一定立体排列的中间体，从而使得反应物在催化剂作用下选择性地发生不对称反应。
2. 对映选择性：手性催化剂在反应中对不对称产物的对映异构体进行选择性催化，使得特定的对映异构体优先生成。
这是因为手性催化剂与反应物之间的相互作用会导致反应中间体具有不同的构象，从而使得不同的对映异构体在反应中的能量差异不同，从而选择性地生成某种对映异构体。
总而言之，不对称催化反应的原理可以归结为手性诱导和对映选择性两个主要因素，通过催化剂的手性结构作用，使反应物以特定的立体排列发生不对称转化，并选择性地生成特定的对映异构体。
不对称合成酶催化经典例子
不对称合成酶催化是有机合成领域中的一个重要分支，它利用酶作为催化剂进行手性分子的合成。
不对称合成通常是指合成手性分子的过程，其中反应生成的产物具有手性结构，而且合成过程中保持了不对称性。
不对称合成酶催化是一种高效、选择性高、环境友好的合成方法，已经在制备药物、农药、香料等有机分子中取得了显著的成就。
下面将介绍一些不对称合成酶催化的经典例子。
### **1. 不对称羟基化反应（Asymmetric Hydroxylation）：**这是一种通过酶催化实现的手性醇的制备方法。
在这个过程中，酶催化可以实现对底物的选择性氧化，从而生成手性的醇。
例如，Cytochrome P450是一类在生物体内广泛存在的酶，能够催化对底物的高度选择性氧化反应，生成手性醇。
这种方法在制备药物中得到了广泛应用。
### **2. 不对称酮还原反应（Asymmetric Ketone Reduction）：**酮还原反应是合成手性醇的经典方法之一。
使用不对称合成酶催化的酮还原反应，可以实现对底物的高度选择性还原，生成手性醇。
例如，使用酮还原酶如Ketoreductase，可以将酮还原为相应手性的醇。
这种方法在制备手性药物中具有重要的应用前景。
### **3. 不对称氨化反应（Asymmetric Amination）：**不对称氨化反应是一类通过酶催化实现手性胺的制备方法。
在这个过程中，酶催化可以实现对底物的高度选择性氨化，生成手性胺。
例如，使用脱氢酶（Transaminase）可以催化酮和胺之间的氨化反应，生成相应的手性胺。
这种方法在药物合成和农药合成中有着广泛的应用。
### **4. 不对称酰基化反应（Asymmetric Acylation）：**这是一类通过酶催化实现手性酯的制备方法。
在这个过程中，酶催化可以实现对底物的高度选择性酰基化，生成手性酯。
例如，使用酰基转移酶（Acyltransferase）可以催化对底物的选择性酰基化反应，生成手性酯。
中科院药物设计课件不对称反应及其应用
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02
不Hale Waihona Puke 称反应的原理手性催化剂1
手性催化剂是不对称反应中的关键因素，能够选 择性促进一种手性分子的反应，从而实现不对称 合成。
2
手性催化剂通常由具有手性的有机小分子或金属 络合物组成，通过与底物的相互作用，控制反应 的立体化学过程。
3
手性催化剂的设计和合成是实现不对称反应的关 键技术之一，需要根据具体反应类型和底物结构 进行针对性的研究和优化。
前景
绿色化学的需求
随着绿色化学的发展，不对称反 应作为一种高效、环保的合成方 法，其应用前景越来越广泛。
新技术的应用
随着人工智能、量子计算等新技 术的应用，不对称反应的研究将 更加深入，有望实现更高的选择 性和转化率。
医药和农业领域的
应用
不对称反应在药物和农药的合成 中具有重要意义，随着相关领域 的需求增长，其应用前景将更加 广阔。
对未来研究方向进行了展望，包括新型手性催化剂的设计、不对称反 应机理的深入研究等。
展望
技术创新
强调了技术创新在不对称反应及其应用领域的重要性，如新催化 剂的发现、新反应条件的优化等。
跨学科合作
提倡不同学科之间的合作，如化学、生物学、物理学等，以促进 不对称反应在药物设计领域的应用和发展。
社会影响
讨论了不对称反应在药物设计领域的应用对社会的影响，如提高 药物生产效率、降低生产成本等。
药物研发中的关键技术
在药物研发中，不对称合成能够提供 单一对映体的药物分子，有助于提高 药物疗效和降低副作用。
不对称反应的类型
生物催化不对称反应
利用生物酶作为催化剂，实现手性分子的合成。
有机催化不对称反应
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yield: 11-25%; ee: 4-85%
O
H
HO
N
H
N
HO
N
OMe
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16,35%ee
O H
N
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Ar H
N
OH
15 (10 mol%)
TsHN O Ar
N Ts +
Ar H
O
15 (10 mol%)
R
74-99%ee TsHN O
Ar
R=H,OMe,OPh
67-89%ee
N P(O)Ph2 +
OH N
14 OMe 17-45%ee
Hatakeyama, S. * J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10219-10220
HO N
RCO CF3 15 (10 mol%) OH O CF3
+ OO
O CF3 DMF, -55 oC R
O CF3 R
O
yield: 31-58%; ee: 91-99%
CF3
CF3
O OH Ar
60-94%ee 55-84%yield
S
CF3
NN HH
N
CF3
25 83%yield, 71%ee
S
CF3
NN HH
N
CF3
27 56%yield, 73%ee
CF3 S
NN NHH
CF3
26 21%yield, 39%ee
S
NN
Cl
HH
N
28 18%yield, ee ND
CHO
N OH
15 CH2Cl2, -20 oC
CHO HO R
O
R1
N R2 R3
70-96%yield 90-99%ee
Yixin Lu * Org. Lett. 2011, 13, 82-85
O H
N
N
O
OH COOBn
R1
O+ N R2
HO N
HO N
HO N
N
O
N
N
H NBoc
OH
N
S
CF3
N H
N H
37 Bn -30oC, 86%ee
15 -30oC, 77%ee
39 Rt,30%ee
CF3
Jian Zhou * J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15176-15178
O R
O+
R1
N R2 R3
HO N
CF3
CF3
S
NN NHH
CF3
30
80%ee
S NN NHH 31
61%ee
OMe N
H
N HN
N
H S
31
65%ee
CF3
CF3 N
N H N HN H
S 33
80%ee
CF3 CF3
Jieping Zhu * J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12596-12597
O NS
OH N OH
N
N
OH
OMe
5%yield, 24%ee 21
OH N OH
O OH N
OH
22
23
24
22-24, no reaction
Wei wang * Org. Lett. 2005, 7, 4293-4296
O O
+ Ar H
S NN HH N
25, 10 mol%
CH3CN, 0 oC
OH O R1 * Ph3P+
IV
Ph3P+
OII
R1CHO
O- O
R1
Ph3P+ III
主要内容
手性底物控制不对称反应 手性烯 手性亲电试剂
催化不对称反应 单手性催化剂 共催化
手性活化烯
CO2R＋* RCHO DABCO
OH R * CO2R*
DABCO
=
N N
yield: 15-95%, de: 2-100%
Ar H
O CF3 O CF3
15 (10 mol%)
TsHN O Ar
R=H,OMe,OPh
67-72%ee
Sasai, H. * J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3680-3681
O R1
NTs
+
H R2
N OH OH
16(10 mol%)
N
O R1
NHTs R2
yield: 88-96% ee: 87-95%
R* =
SO2NPri2
7-100%de 15-42%de
Ph
SO2N(cyc-C6H11)2
25-70%de
2-70%de
O O
2-48%de
O
N S OO
RCHO DABCO
O O ROR
NEt3 MeOH
MeO2C
*R
OH
yield: 33-98%, ee: >99%
手性亲电试剂
OR1 R CHO
Peng-Fei Xu * Org. Lett. 2009, 11, 3310-3313
NO2
Ts
+
Ph
R
CF3 S
NN NHH
26
CF3 Ph
NO2 R
NHTs
71-91%ee 82-95%yield
NO2
Ts
+
Ph
R
X
NO2
Ph
R
NHTs
CF3 S
NN NHH
CF3
26
86%ee
S NN NHH 29 68%ee
手性叔胺催化剂
O
9, 10, 11
OH O Ar
O2N
N
N
OR
OR
9
HH
N HO 10
11-47%ee
21-72%ee
N N Me
11 44-75%ee
HH
N TBDMSO
12 rate ~26%ee
OH
N
Me
N
13
15-78%ee protic solvent, CH2Cl2, no reaction
PMP O+
O O
RH
HO N
O N
N H NHBoc
PMP
O S
34 (10 mol%)
O NH O
R
O
84-97%ee
O H
N
O H
N
HO N
N 34
O
N
N
H NHBoc
35
ON N H NHTf 36
O
N H HN
H N
O
CF3 CF3
Rt,76%ee
Rt,69%ee
Rt,55%ee
-30oC, 91%ee
Asymmetric Morita-Baylis-Hillman reaction
X
+
R R1
EWG R3
X
R
EWG
R3
X = O, NR2 R 3= H or other substituted group EWG = electron withdrawing group
反应历程
O PPh3
I OH O R1 *
1
O H
N Trt
2
N CHO
p-NO2C6H4 O de: 50% 3
CHO ON
de: 72% 4
PhO O
O N
nR
de > 97%
MeO
NTs
H OMe Cr(CO)3
de > 95%
5
6
O OMeH Cr(CO)3
de > 95% 7
O
O
O
O NR
单一构型的产物 8
催化不对称反应
ArCHO +
N OH N OH
17
N
N
OH
OH
18
N OH OH
19 17-19, ineffective
OH
N
+
OH
N
3%ee
N OMe N OH 85%yield, 79%ee
OH N OH
N
N
OH
OMe
5%yield, 24%ee
OH N OH
O OH N
OH
N OMe N OH
85%yield, 79%ee 20